武漢三牛機械多采用“一拖二”的機組配備,即一臺電機同時帶動羅茨鼓風機和濕式羅茨真空泵運轉(zhuǎn),設(shè)備少但配置合理,主機的穩(wěn)定性也好.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(lǐng)域就是電爐煉鋼和高爐煉鐵,比如韶關(guān)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(jié)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%的氧氣通過羅茨鼓風機鼓風混氧至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(jīng)濟性就差一些。
1.3關(guān)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(guān)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(yīng)充足,保持氧槍輸出壓力穩(wěn)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(diào)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(guī)格裝置須增加的量,而多加的氣量因為屬于氧槍噴嘴調(diào)節(jié)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(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用
隨著國家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,有色冶煉在近幾年發(fā)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(jīng)開始使用變壓吸附制氧機。
鈦白粉生產(chǎn)線也可以采用富氧在高溫高壓下與TICL4反應(yīng)生產(chǎn)鈦白粉PIO2(使用氧氣純度≥90%)。
下面著重談?wù)勛儔何街蒲鯔C在富氧底吹煉鉛工藝上的應(yīng)用
設(shè)計院在四年前的富氧底吹煉鉛工藝中關(guān)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(xiàn)階段變壓吸附制氧機的極限。這個門坎的設(shè)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(xiàn)在設(shè)計院提的參數(shù)是85%純度的氧氣,90%純度的氮氣。這個純度試驗已經(jīng)在一些冶煉廠的實際操作中得到佐證。
說明設(shè)計院對變壓吸附制氧機的態(tài)度已經(jīng)是務(wù)實和認可。筆者四年前在某家煉鉛公司看到設(shè)計院關(guān)于制氧機的推薦:“深冷機運轉(zhuǎn)可靠;變壓吸附需定期補充分子篩。采用變壓吸附制氧機需要兩套裝置。”
設(shè)計院的推薦中沒有出現(xiàn)“變壓吸附制氧不能采用”的字眼。設(shè)計院認為變壓吸附產(chǎn)品單一,能制氧不能同時制氮,煉鉛爐氧槍噴射同時要用氮氣保護,要制氮需要再上一套裝置。設(shè)計院的觀點是基于對原來變壓吸附制氧機概念上的觀點,實際上變壓吸附制氧的技術(shù)發(fā)展是很快的,可靠性問題主流是肯定的。
制氮也不一定需要上第二套裝置,變壓吸附制氧可以利用真空泵解吸出的氮氣再做少量回收處理,回收氮氣的產(chǎn)量和純度也能達到保護氣的要求,并且回收氮氣增加的能耗加上制氧的能耗也低于同等產(chǎn)量深冷機的能耗指標。尤其體現(xiàn)在中小型變壓吸附制氧設(shè)備上,這樣做氮氣回收處理更有可操作性。
我們常??梢钥吹竭@種現(xiàn)象,新上項目試車階段和項目完成以后種種原因不能滿負荷生產(chǎn),頻繁開停制氧機,這對深冷機來說不僅造成水電浪費,而且還有損設(shè)備壽命。
實際上大家都知道有色冶煉需要混氧鼓風,不需要純度太高的氧氣,采用變壓吸附制氧機應(yīng)該是很合適的,既方便操作,又減少了電費,既經(jīng)濟又實用。
深冷機和變壓吸附制氧機只是適用場合不一樣,用戶應(yīng)該從自身經(jīng)濟和實用角度考慮選擇機型。
3.變壓吸附制氧在富氧燃燒領(lǐng)域中的應(yīng)用
空氣中氧氣含量為≤21%。工業(yè)鍋爐及工業(yè)窯爐燃料的燃燒也是在這樣空氣含量下進行的工作。實踐表明:當鍋爐燃燒的氣體氧氣量達到25%以上時,節(jié)能高達20%;鍋爐啟動升溫時間縮短1/2-2/3。而富氧是應(yīng)用物理方法將空氣中的氧氣進行收集,使收集后氣體中的富氧含量為25%-30%。
將這部份的富氧氣體以二次風的方式送入鍋爐或窯爐,可增加爐內(nèi)整體或局部氧氣含量,減少爐內(nèi)整體空氣過剩系數(shù),有效降低由于空氣過剩系數(shù)大時過剩的空氣系數(shù)將熱量帶走,降低排煙溫度。
由于富氧的增加,可以提高著火的條件,燃燒完全,在節(jié)能的同時也保證了環(huán)保的效果,符合國家節(jié)能減排的要求
3.1富氧助燃技術(shù)的優(yōu)點:
3.2富氧燃燒應(yīng)用的范圍
富氧煉鋁:日本三井氧化鋁制造公司試驗高爐煉鋁技術(shù),始于1975年,到1980年已在實驗室制得純度99.9%的高純鋁,
4.變壓吸附制氧在化工造氣中的應(yīng)用
我國合成氨、尿素產(chǎn)業(yè)也已經(jīng)采用變壓吸附制氧產(chǎn)生富氧造氣。
目前為止,型煤技術(shù)以及富氧連續(xù)氣化還未能在全國同行業(yè)全面推廣,但是富氧連續(xù)氣化的優(yōu)勢是存在的,對合成氨工業(yè)的發(fā)展也是具有意義的,尤其中小氮肥廠采用型煤+變壓吸附制氧+富氧連續(xù)氣化組合模式對間歇制氣合成氨工藝進行改造的發(fā)展前景是樂觀的。合成氨富氧連續(xù)氣化需要的氧氣純度大約50%左右。
變壓吸附制氧在煤制甲醇(德士古水煤漿加壓氣化)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用,不少煤化工企業(yè)已經(jīng)不單單純粹從環(huán)保的角度而使用變壓吸附制氧,而是讓它真正產(chǎn)生經(jīng)濟效益,既環(huán)保又節(jié)煤而且增加甲醇產(chǎn)量,而這個環(huán)節(jié)使用的富氧純度只要50~60%就夠了。
還有乙二醇、藥物中間體等化工項目也在使用變壓吸附制氧設(shè)備。
石腦油分解、碳黑生產(chǎn)也可以使用變壓吸附制氧設(shè)備。
5.變壓吸附制氧在造紙中的應(yīng)用
造紙工業(yè)氧氣蒸解、漂白、黑液氧化等也需要變壓吸附制氧機。
隨著國家對造紙工藝環(huán)保要求的升級,對紙漿(包括木漿、葦漿、竹漿)白的要求也越來高,原來采用有氯漂白的紙漿生產(chǎn)線要逐步改造成無氯漂白紙漿生產(chǎn)線;新上紙漿生產(chǎn)線要求采用無氯漂白工藝,紙漿漂白也不需要高純度的氧氣,采用變壓吸附制氧機生產(chǎn)的氧氣符合要求,既經(jīng)濟有環(huán)保,所以造紙業(yè)采用變壓吸附制氧也有著廣闊的前景。