(一)所属领域及项目背景
本项目属节能环保领域。
石油化工企业相关生产装置在开／停车、正常生产和事故工况中，会产生大量无法回收利用的可燃气体。为保证安全生产、满足环保要求，必须通过火炬设施以燃烧的方式处理这些可燃气体，早期的火炬设施主要为高架火炬。2003年，我所在多年火炬技术积累和运行经验的基础上，针对高架火炬存在的占地面积大、燃烧不完全、冒黑烟、光污染严重和噪音大等缺点，开发出开放式地面火炬，在节能环保方面取得了显著效果。
(二)主要技术内容及创新
本项目将大量的可燃废气分散到布置在地面上的众多燃烧器进行处理。燃烧器的周围设有金属围栏，用以屏蔽热辐射、噪音和火焰对外界的影响。通过对多级燃烧开放式地面火炬燃烧技术、分级控制技术、防回火技术、点火技术及热辐射评估等关键技术的研究，解决了高架火炬存在的上述问题，达到了可燃废气的安全燃烧，满足环保要求，取得了多项技术上的创新：
(1)开发了适用于开放式地面火炬使用的特殊结构的梅花型燃烧器，该燃烧器采用压力引射技术和蒸汽消烟技术相结合的方式，确保了全操作压力范围内的无烟燃烧。
(2)开发了压力分级燃烧控制技术，确保了全流量范围内排放气的无烟、稳定燃烧，大幅节省了消烟蒸汽用量。
(3)开发了不间断水封技术，确保火炬系统和生产装置的有效隔离，避免回火产生，实现了本质安全。
(4)开发了预混式长明灯点火系统，采用直接点火和间接点火两种形式，实现了在全天候条件下火炬能成功点火。
(5)国内首次开展了基于排放量、排放气特性和燃烧器型式、数量等关键参数适合于开放式地面火炬热辐射数值模拟研究，通过示范性工程验证计算结果，为石油化工生产装置安全设置多级燃烧开放式地面火炬奠定了理论基础。
本项目综合技术达到国际先进水平，已获发明专利授权1项、实用新型专利授权1项，填补了该领域国内的空白。本项目获中国船舶重工集团公司科技进步一等奖。
(三)技术经济指标及特点
(1)能适应0t/h~1000t/h大排放量的要求，燃烧器在0～100%流量范围内均可实现无烟燃烧；
(2)每套装置节约土地资源300亩(约9000万元)；
(3)每套装置每年节约蒸汽等公用工程消耗250万元；
(4)保证任何工况下避免发生回火以保证火炬系统和上游装置安全；
(5)确保点火系统安全可靠；
(6)避免光污染、噪音污染、热辐射和火雨等情况发生。
(四)推广应用及社会经济效益
2012年在宁波禾元建成了国内第一座自主知识产权的甲醇制烯烃开放式地面火炬。此后至2014年，我所又先后承接了张家港扬子江石化有限公司、浙江兴兴新能源科技有限公司开放式地面火炬的研发设计任务。2012至2014年累计合同额1.74亿元，节约初投资2亿多元、土地近千亩；运行过程中节约蒸汽5000吨、燃料气400吨、氮气1000吨，减少废水排放5000吨、废气排放2.8万吨。2015年承接中国天辰工程有限公司开放式地面火炬项目，合同额2126万元。本项目经济效益良好，其低噪音、低光污染、低热辐射等特性带来的社会效益也是无法估量的，对节能环保事业的发展有着重大意义。