隨著變壓吸附制氧規模逐年增大、可靠性逐年提高及制氧電耗的逐漸降低,同時變壓吸附制氧技術具有操作靈活、負荷調節簡單、電耗低、裝置建設周期短以及安全性高等優點,對于需要靈活使用富氧的行業,變壓吸附制氧技術無疑可成為深冷制氧的替代工藝,其應用范圍也在逐年擴大。近幾年,變壓吸附制氧工藝在鋼鐵、有色冶金、化工、爐窯、環保等行業得到了廣泛應用。
一是高爐富氧工藝
隨著高爐富氧技術的發展,高爐已經成為鋼鐵企業主要用氧源之一。在高爐富氧技術最初應用時,高爐可以作為供氧的調節器,產氧量多時,高爐富氧率則高,產氧量不足時,高爐富氧率則低。隨著鋼企對高爐富氧技術在煉鐵工藝的重要性認識逐漸清晰,高爐富氧率的穩定成為低成本、高效煉鐵的重要操作參數。由于鋼鐵企業用氧的工序較多,用氧負荷每周甚至每天都會發生波動,而深冷制氧技術負荷調節性較差,開停車時間長,當用氧量少時,多余氧氣需液化儲存供以后使用或作為產品賣出,有時甚至會出現氧氣放空現象。鑒于高爐富氧用氧壓力低、氧氣純度要求不高等特點,許多鋼鐵企業可在高爐附近建設變壓吸附制氧裝置直接給高爐配套,同時作為鋼鐵企業氧氣供應的調節器,如企業深冷空分產氧氣有余量或不足時,變壓吸附制氧裝置可隨時啟停來控制增減產量為高爐提供氧氣。目前,許多鋼鐵企業高爐采用變壓吸附制氧技術供氧后,大幅度地降低了氧氣的使用成本。高爐采用變壓吸附制氧作為富氧氧源,已在大部分鋼鐵企業形成了共識。昆山錦程氣體設備有限公司于2019年在山東臨沂建設6250立方每小時成功投產運行。
二是電爐煉鋼工藝
以前國內大部分鋼鐵企業認為電爐煉鋼需要用深冷空分制純氧,而在日本約有60%~70%的電爐煉鋼企業則采用變壓吸附制93%純度的氧氣法煉鋼。理論上電爐煉鋼主要靠電弧熔化來煉鋼,氧氣只起輔助作用,變壓吸附生產的93%的氧氣完全可以應用于電爐煉鋼。目前,國內如昆山錦程氣體設備有限公司在2019年用時150天超短時間內為南京聯合鋼鐵有限公司投建25000立方每小時變壓吸附制氧設備為電爐煉鋼供氧。根據電爐煉鋼企業反饋,采用變壓吸附制氧裝置為電爐供氧,對鋼材質量沒有影響,可明顯降低電爐煉鋼的生產成本。
三是有色冶金行業應用
近10年,變壓吸附制氧技術在銅、鉛、鋅、鈷、釩、錫等冶煉領域,得到了很高的認可度。多數有色金屬冶煉工藝對氧的純度要求一般在24%~90%之間,用氧負荷變動也比較大,而且有色冶煉企業幾乎不需要氮氣。由于變壓吸附制氧技術具備操作簡單、電耗低等特點,十分適合有色金屬冶煉。目前,云銅有色、招金礦業和華鉑鉛業等國內大部分有色冶煉企業均選擇變壓吸附制氧裝置作為富氧來源。
四是化工等行業應用
目前,國內部分中小型氮肥廠采用富氧連續造氣工藝對原有間歇制氣工藝進行改進,而富氧的來源多為變壓吸附制氧技術。富氧連續氣化技術對煤的適用性高,提高了制氣裝置的生產能力;國內外大部分造紙企業選擇變壓吸附技術來生產氧氣;昆山錦程氣體設備有限公司為全國80%的造紙廠家提供穩定可靠的變壓吸附制氧,山東晨鳴集團一次性采購我司8套制氧設備;變壓吸附制氧技術在其他領域也有較為廣泛的應用,例如玻璃纖維行業浮法玻璃,2008年為山東玻纖集團提供12套制氧設備;水泥窯爐的富氧燃燒工藝、垃圾焚燒的富氧助燃工藝、污水處理富氧曝氣工藝以及臭氧等領域昆山錦程氣體設備有限公司都參于其中。為中國的綠水青山做貢獻。
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