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变压吸附制氧:解决电炉炼钢的用氧痛点

随着中国供应方的结构改革和产能下降的不断深化,特别是“带钢”产能的迅速撤离,中国钢铁行业已经从亏损变为赢利,废钢市场表现出价格和废料行业的触底反弹。热身势头良好。从长远来看,增加短流程和减少长流程是使用废钢,节约能源和环境保护的重要措施。越来越多的电工炼钢技术和设备的应用是钢铁行业绿色发展的长远目标。

在此前提下,国内电炉的恢复和新建项目正在增加。同时,随着技术的进步,越来越多的新技术和新工艺被应用到生产实践中,特别是对氧气的依赖正在逐渐增加。越高。在电炼钢过程中,氧气的应用无处不在。氧气的使用可以提高产量,缩短加热周期,减少燃料消耗,并且氧气在电炉生产中起着重要的作用。经济稳定的变压吸附制氧机是电炉企业的首选。

工业氧气状态和“痛点”

传统的电炉企业制氧方法主要采用低温分离法,也称为低温精馏法。它是由林德教授于1902年发明的,其实质是气体液化技术。在压缩和冷却气体之后,通常通过机械手段(例如通过节流膨胀或绝热膨胀)进行低温制氧,并通过利用不同气体的沸点差异分离不同的气体来进行蒸馏。气体。

该方法的特征在于产物气体的纯度高,但是压缩和冷却的能量消耗非常大。在不同规模下,耗氧量单位消耗为0.3元/标准立方米1元/标准立方米。同时,电炉生产中氧气的需求是间歇性的,低温氧气的生产条件是连续的。为了满足生产需要,在生产过程中通常会有释放的情况,排放率一般在10%左右。高达20%或更多。

随着近两年电炉再生产的热潮,由于缺氧,一些可再生产的电炉可用,制氧设备的建造周期长。企业只能通过购买氧气来生产氧气。由于钢材市场持续火热,市场上液态氧的价格在1200元/吨3000元/吨之间,因此企业的氧气成本在1.7元/标准立方米4.3元/标准立方米,远远高于行业平均水平。

其他一些公司受到环境保护政策,当地电力供应限制等的影响,并且经常面临计划外的短期生产停工,并且在令人尴尬的情况下无法继续生产。低温分离和氧气产生装置难以启动和停止。在平稳启动的情况下,冷启动仍然需要2天到3天。面临政策停工的企业不适合此类氧气生产。

变压吸附制氧技术与低温分离制氧方法相比,具有制氧成本低,启闭简单,负荷调节方便的特点,更适合电炉的制氧需求。生产。

变压吸附的血管特征

变压吸附制氧技术利用了变压吸附专用分子筛与氮分子的四极矩之间的强相互作用,使氮被吸附在沸石吸附剂上,氧的吸附较少,从而分离出氧和氮。这项技术由普莱克斯(Praxair)在1950年代发明。迄今为止,在中国领先的变压吸附公司北京北大先锋科技有限公司的推动下,中国已成为全球最大的变压吸附氧气生产市场。

变压吸附制氧机主要由动力系统(风机),真空泵,切换系统(由PLC控制)和吸附系统组成。原料空气通过吸气口过滤器除去灰尘后,被罗茨鼓风机加压并进入其中一个吸附器。吸附器中填充有吸附剂,并进行预处理以除去空气中的水分,二氧化碳和其他小气体成分,然后通过特殊的分子筛吸附氮气以进行变压吸附。氧气(包括氩气)是一种未被吸附的成分,它作为产物气体从吸附器的顶部出口排放到氧气缓冲罐中。产物气的纯度可以在50%至93%的范围内调节。

当吸附剂被吸附到一定程度时,其中的吸附剂将达到饱和状态,这时,真空泵用于通过切换阀排空(与吸附方向相反)。吸附的水分,二氧化碳,氮气和少量其他气体成分被提取并排放到大气中,吸附剂得以再生。以上过程步骤由PLC和切换阀系统自动控制。

变压吸附制氧机具有以下特点:

首先,能耗较低,单位耗氧量约为0.2元/标准立方米。

第二是维护成本低。移动设备是罗茨鼓风机和罗茨真空泵。由于其工作原理,它体积小,无油且易于维护。

第三是整套设备的自动化程度很高。动态设备和制氧机是同步控制的。只需按下启动按钮,整套设备即可正常运行。每班2人的常规配置可以无人看管。

第四方便进行负载调节。通过定时调整,设备可以在50%100%的范围内快速调整负载。

第五种装置方便启停,该装置通过吸附方式实现制氧,开机后20分钟即可产生合格的制氧剂。

六是建设期短,真空泵鼓风机均为常规设备,生产周期短,从投资建设到生产合格氧气约6个月。

变压吸附在市场上的应用

国内电炉企业已开始用变压吸附装置代替工厂中的低温分离氧气或液氧储罐。近年来,浙江万泰特钢有限公司,遵义长岭特钢有限公司,漳州亿鑫钢铁有限公司等电炉炼钢企业纷纷更换了制氧厂,将原来的改为变压吸附制氧设备。一些制氧方法。

变压吸附制氧机可产生纯度高达93%的氧气。电炉企业担心变压吸附纯度低,特种钢无法精炼。实际上,电炉专用钢和精炼钢前端的工艺是相同的。将成分添加到电炉中,改变钢的成分,吹入氧气以助于燃烧,并对氧气进行脱氧脱碳以获得所需的钢种,并且在精炼过程中无需吹入氧气。因此,电炉和钢中对氧气的要求基本相同。

变压吸附产生的氧气包含约3%的氮气和4%的氩气。一些电炉公司担心氮气会影响特殊钢的合格指数。实际上,中国常温使用的合金钢是弹簧。钢,轴承钢,无缝钢管和其他类型中的氮没有明确定义(通用钢未指定)。氮过多会引起低温冲击钢(我国的低温冲击钢如船用钢,油井管钢的氮含量已明确定义,≤70ppm)引起氮含量过多的问题。但是,我们大多数的电工炼钢企业都不精炼低温冲击钢。因此,变压吸附应用于电炉冶炼特种钢的前景十分广阔。

充分的数据调查结果表明,国外在电炉中进行氧气烹饪也有丰富的经验。该公司对电炉炼钢进行了长期的研究,其测试结果证明,通过电弧炉的变压吸附制得的氧气炼钢不会引起钢水中氮含量的增加。日本约60%至70%的电工钢企业选择变压吸附作为制氧方法。目前,世界上有近100个电炉采用变压吸附法生产的氧气用于炼钢。长期实践也证明,变压吸附制得的氧气可以满足炼钢的要求。

tags:变压吸附氧气的产生

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