泵閥儀表
冷凍大全
填料輔料
備品配件
 
關于變壓吸附制氧設備現狀與應用
關鍵字:制氧設備
編制單位:武漢汴京空氣分離設備有限公司    賈冰  www.ebkongfen.com
編制時間:二O一〇·七
一、變壓吸附制氧簡介
    變壓吸附制氧以其啟動快-能耗低、操作簡單、負荷運轉調整范圍大及維修簡單等特點,已經廣泛應用于有色金屬冶煉(煉銅、煉鋅、煉鉛、煉金、煉鎳、鈦白粉等)、黑色金屬冶煉(高爐富氧噴煤煉鐵、電爐煉鋼等)、富氧燃燒(工業鍋爐、玻璃爐窯、電解鋁)、化工造氣(合成氨、甲醇、乙烯、乙二醇生產等)、醫療領域和污水處理(富氧爆氣)、紙漿漂白、雙氧水生產、化學中各種氧化、水泥工業鐵氧水泥、耐火磚制造、臭氧發生器、水產養殖、碳黑生產、醫用保健等。
    變壓吸附制氧已經被廣泛推廣和應用。特別是在今天國家對產業經濟下決心宏觀調控的大氣候下,企業要生存要發展,就要節約能耗、降低成本。而變壓吸附制氧在節省總體投資、減少占地面積、節約能耗、降低成本上有他獨特的優勢。八十年代以來,隨著變壓吸附制富氧技術的成熟,在無須高純氧氣的場合,變壓吸附法已成為世界上獲取低成本氧氣的主要方法。國內變壓吸附制氧的發展,雖然起步晚,但發展速度卻很快,短短的時間已經完成了裝置從小型化到大型化的發展,并且技術成熟、穩定、先進。隨著新型高效變壓吸附制氧分子篩吸附劑的研制成功和國外新型吸附劑的引進,使國產變壓吸附制氧裝置的能耗指標達到了≤0.35kwh/ m³,接近和達到了國外先進裝置的水平。國內已經先后有上百套變壓吸附VPSA制氧裝置投產使用或在簽約制造中,設計和制造能力也已達到35000m³/h純氧,純度≥90%。已經成功運行的最大裝置12000NM³/hO2,能耗是0.35KWh/ M³O2,運行平穩可靠,并可變工況調節運行,如產量(大中型裝置)可做多工況調量運行、純度可在65%∽93%之間調整,并且產量調量運行時能耗基本不增加。
    變壓吸附制氧分高壓吸附常壓解吸(PSA)和常壓吸附真空解吸(VSA)及低壓吸附真空解吸(VPSA)三種工藝流程。其實三種工藝流程只是操作壓力稍有差異,本質都是一樣的。而低壓吸附真空解吸的VPSA流程能耗標準又是最低的,并且裝置穩定、可靠、經濟、工藝先進,代表著PSA發展的趨勢,所以現在采用的和通常所說的變壓吸附制氧裝置一般都是VPSA裝置。本公司推薦和采用的也是這種VPSA裝置。
本公司依托原在國營制氧機龍頭企業長期工作所掌握的制氧機技術,并經技術人員的進一步開發研究,兼納并容,吸取其他制氧機企業的經驗和教訓,形成了自己的一套新技術、新工藝,技術先進、工藝可靠。 VPSA制氧工藝的研究與開發已經成為公司發展的主要方向和重點。公司著力研發新型高效徑向流吸附塔和脫氬工藝,以求VPSA工藝更上一層樓,進一步降低能耗,提高裝置的性價比,提高市場競爭力。
二、變壓吸附制氧的應用
1.變壓吸附制氧在黑色冶煉中的應用
1.1變壓吸附制氧在電爐煉鋼中的應用
    變壓吸附制氧在電爐煉鋼方面已經有許多成功的經驗和實例。
    臺灣和日本約60%∽70%的電爐煉鋼企業在用變壓吸附制氧法煉鋼。
    在中國用變壓吸附制氧法電爐煉鋼已經非常普及(如西林鋼鐵公司阿城鋼廠、貴陽特殊鋼廠和江蘇淮陰鋼廠等)
    我們分析一下電爐煉鋼的特點:電爐煉鋼本身是在用廢鋼為主原料來煉鋼,電爐煉鋼主要是靠電弧來熔化廢鋼,氧氣只是在電爐冶煉過程中助熔和停電吹氧脫碳過程中產生化學熱,來提高冶煉溫度,因為主要是靠電弧熔化,氧氣只是輔助,因此對氧氣純度要求就不高(實際上電爐煉鋼不用氧氣也能煉鋼)。轉爐煉鋼則不同,主要材料是高爐鐵水,高爐鐵水進入轉爐后必須吹入高純度的氧氣充分燃燒除去鐵水的中Si、S、P、Mn等雜質,才能還原成鋼水。由此可見在轉爐煉鋼中氧氣的作用非常大,所以對氧氣純度要求相對較高。有資料顯示,轉爐煉鋼要有99.2%純度(合格品)的氧氣(一般深冷制氧機把氧氣純度都做到了優質品級99.6%)。但是沒有任何資料顯示電爐煉鋼必須要有99.2%純度的氧氣。本公司常年從事制氧機方面的制造供應和安裝調試工作,與全國多家鋼鐵設計院都有密切的工作聯系,對于這個問題,本公司咨詢過有關專家,得到的答案是變壓吸附可以進行電爐煉鋼,同相關的理論資料一樣,沒有說必須用99.2%純度的氧氣才能電爐煉鋼。實際上多家在用變壓吸附制氧煉鋼的廠家,現場使用的氧氣純度都是91%~93%之間。
有投資者提出:“變壓吸附制氧純度較低,能不能煉特鋼?”
    電爐煉特鋼和煉普鋼前面的過程都是一樣的,都是在電爐中靠電弧融化廢鋼,吹氧助融和斷電吹氧脫碳,吹氧的過程是在電爐中完成。精煉這道工序不需要吹氧。在電爐中加入其他配料,以改變鋼的成分,獲取需要的鋼種。所以電爐煉特鋼與煉普鋼本質上對氧氣的要求是一樣的。
    有投資者說,我們的煉鋼品種中有船舶用鋼,用低純度氧冶煉含氮量可能要超標,引起鋼質發脆。變壓吸附能產生93%以上的氧氣,4%的氬氣,還有1~3%的氮氣,氬氣對煉鋼是沒有壞處的,這1~3%的氮氣含量對某些品牌的特種鋼可能會造成含氮量超標。國家對耐低溫沖擊用鋼比如船舶用鋼和油井管的含氮量有明確規定,要≤70ppm,對常溫狀態使用的合金鋼如彈簧鋼、軸承鋼、無縫鋼管等都沒有明確的規定(對普鋼更沒有規定)。而我們的電爐煉鋼廠大多是不煉耐低溫沖擊用鋼的,因此變壓吸附冶煉特鋼的范圍應該是很廣闊的。即便是企業根據市場需要要冶煉一部分耐低溫沖擊用鋼,擔心含氮量超標,也可以把原有的準備用于“火切”的低溫制氧機或低溫液槽切換一部分氧氣過來,完成臨時冶煉任務。實際上控制含氮量超標很大程度上是在生產工序控制上,而不在氧氣純度上。比如爐料清理的干凈程度、生鐵塊(或鐵水熱裝)的添加量大小等。本人曾到過我國某家大型的電爐煉鋼廠,這家鋼廠一直在用變壓吸附制氧設備做為主打機組冶煉特鋼,使用氧氣純度≥92%。該廠所煉特鋼(比如17Cr2Ni2H、GCr15、40MMoV等)含氮量一直控制在80ppm左右,比較理想,產品也一直占據著全國相當大的市場份額。該廠生產技術部門告訴我們,他們主要在生產工序控制上做的比較好,并不存在為了提升氧氣純度而采取了什么特殊的措施。實際上大多數電爐煉鋼廠冶煉特鋼的份額比較多,普鋼據少,特鋼冶煉重視數量的同時更注重品質,主要是注重產品的附加值,多數廠家也是按單量產,因此它的特點決定了多以間斷生產為主,這種狀況下采用變壓吸附制氧設備經濟性顯得尤為突出。
1.2高爐富氧噴煤煉鐵
    實際上早期使用變壓吸附制氧裝置最多的就是高爐煉鐵。包括國外的變壓吸附制氧裝置打入中國最早的領域就是電爐煉鋼和高爐煉鐵,比如韶關鋼廠和邯鋼就是最早最先采用國外變壓吸附制氧裝置來進行電爐煉鋼和高爐煉鐵。高爐煉鐵采用大噴煤和富氧至23%~24%能顯著提高焦爐比,節省焦炭,提高煉鐵效益。高爐富氧噴煤煉鐵采用的氧氣純度要求不高,80%的氧氣再通過鼓風機鼓風混氧至23%~24%,形成富氧空氣,就滿足了富氧噴煤的要求。如果采用深冷制氧機用于高爐富氧噴煤煉鐵就要加大鼓風機功率,加大鼓風量,把99.6%的氧氣通過鼓風機鼓風混氧至23%~24%,同樣達到了富氧噴煤的目的,但是加大的鼓風機功率就白白浪費掉了,顯得經濟性就差一些。
1.3關于變壓吸附制氧煉鋼的氧氣用量探討
    我們再討論一下投資者關心的用變壓吸附制氧煉鋼氧氣用量的問題。
實際上,只要保持氧氣量供應充足,保持氧槍輸出壓力穩定不波動,對煉鋼速度和氧槍消耗都沒有與使用深冷法制氧明顯的不同。這是本公司調研了多家電爐煉鋼廠獲得到的反潰資料。只是純度低了一些,單位用氧量比深冷法要稍微大一些。這個增大的氣量,也是93%純度的氧折合到100%純度的氧而需要多加的量,即與深冷法近乎等同規格裝置須增加的量,而多加的氣量因為屬于氧槍噴嘴調節的范圍也不會使吹氧速度降低,進而滿足與深冷法同樣的煉鋼速度要求。以6000NM³/hO2空分為例,深冷法純度是99.6%,產量是6000NM³/hO2,變壓吸附純度是93%,氣量就要做到6500 NM³/hO2,折合成99.6%的純度氧后,產量就是與深冷法等同的6000NM³/hO2。
2.變壓吸附制氧在有色冶煉中的應用
    隨著國家產業結構的調整,有色冶煉在近幾年發展很快。在采用氧氣底吹煉鉛、煉銅、煉鋅、煉銻的工藝流程中和氧氣浸出煉金、煉鎳工藝的冶煉廠中不少廠家已經開始使用變壓吸附制氧機。
    鈦白粉生產線也可以采用富氧在高溫高壓下與TICL4反應生產鈦白粉PIO2(使用氧氣純度≥90%)。
下面著重談談變壓吸附制氧機在富氧底吹煉鉛工藝上的應用
    設計院在四年前的富氧底吹煉鉛工藝中關于制氧機提出的要求是95%純度的氧氣,95%純度的氮氣。這個95%純度的氧氣正是現階段變壓吸附制氧機的極限。這個門坎的設定限制了變壓吸附制氧機的使用范圍。通過多年來的實踐,現在設計院提的參數是85%純度的氧氣,90%純度的氮氣。這個純度試驗已經在一些冶煉廠的實際操作中得到佐證。說明設計院對變壓吸附制氧機的態度已經是務實和認可。筆者四年前在某家煉鉛公司看到設計院關于制氧機的推薦:“深冷機運轉可靠;變壓吸附<
= 下載閱讀 =
請下載安裝閱讀工具
相同關鍵字文章列表: 瀏覽人數:6817 打印 關閉
·關于變壓吸附制氧設備現狀與應用
 
河北省快三开奖走势图