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随着钢铁工业的发展以及空分设备的技术进步,钢铁厂内的制氧机也不断更新和进步。现就钢铁行业对制氧机选型的基本要求如下。 运行安全、稳定、可靠: 钢铁企业的生产具有连续性,平时不允许制氧机停产,制氧机的选型必须考虑能长期安全、稳定、可靠地运行。 设备容量趋向大型化: 过去钢厂设置的1500m3/h、3200m3/h、6000m3/h制氧机已逐渐为10000~30000m3/h制氧机所替代,目前国内钢厂在用的最大制氧机为72000m3/h。设备的容量要根据钢厂的主体工艺规模和厂内原有的制氧机情况等各方面的因素,经分析比较后确定,总的趋向是大型。但不是越大越好,要考虑单台设备与其他设备的配合与协调。 氧、氮、氩并重: 随着钢铁生产的发展,对氧、氮、氩的需求量均增大。过去钢厂用氧为主,制氧机也多以产氧为主,现在有的钢厂氮用量已超过氧,随着钢铁质量的提高,氩用量也增长。www.cnpsa.cn中国变压吸附网了解目前钢铁厂制氧机氧、氮比一般为1:1。现代制氧机的氮气产量可达氧气产量的3倍,因此可以根据厂内情况适当提高氮产量,氩一般可按常规流程的最大量提取。这一方面是因为钢铁生产的需要;另一方面是因为氩的价值较高,有一定市场,而且提氩后可使氧气提取率提高,降低氧气的单位电耗。在有的钢铁厂(例如炼不锈钢的特钢厂)对氩气需求量更大,可以采用一些特殊的流程(例如膨胀空气进下塔),以获得最高的氩提取率。 要有一定的液体量: 为了确保制氧机可靠、稳定地运行,有时间处理小事故及小维修,国内外都要求氧气站有一定的液体储备量。一般要求储备量为最大制氧机24小时或36小时的产量。此外,由于市场的需要,也要求制氧机有一定的产液量,既满足了市场要求,又可为公司创造效益。液体产量可根据公司及周边市场的需要确定。制氧机可设置最大及最小液体工况,以满足不同时期的要求。在整个空分系统中可设有液体供应系统,但由于生产液体的能耗高,用液氧来炼钢成本高,因此主要用作故障备用氧,不能频繁作为炼钢调峰气源。 氧、氮、氩的纯度要高: 对于转炉炼钢,一般要求氧的纯度不低于99.2%02,高炉用氧纯度可低一些,一般在90%以上。鉴于目前制氧机的技术水平,制氧机的氧气纯度一般为99.6%,用于转炉及高炉的氮气纯度要求不高,为99.99%以上,用于轧钢等作保护气的氮气纯度要求较高,为99.999%以上,目前制氧机的氮气纯度一般可到99.999%(10×10-602)以上。氩的纯度一般要求99.999%以上(02≤2×10-6, N2≤3×10-6)。 氧、氮压力要合适: 有论文论述过钢铁厂内的氧气终压以3.OMPa为宜,国内大多数钢铁企业已建立3.OMPa的管网系统。但有的钢厂在运行中因球罐本体质量及厂内节电计算方法等各种因素,曾在低于3,OMPa压力下运行;也有同志对3.OMPa的终压提出疑问。考虑到国内压氧设备的现有系列、钢铁厂内已有的3.OMPa管网系统以及有利于减少放散等多种因素,目前钢厂氧气终压仍为3.OMPa较好。氮气压力过去以0.8MPa为主,由于转炉溅渣护炉等技术的采用,出现了一个以3.OMPa左右为终压的氮气系统。 能耗低: 能耗与制氧机的大小、流程、液体的提取量等均有关,目前国内外制氧机能耗的统计与计算方法不大统一,对不同制氧机做评审时要注意此点。
具有一定的自动调节负荷和优化性能手段: 为了减少钢铁厂氧气的放散量和降低能耗,制氧机具有一定的自动负荷调节及优化性能手段是有利的。 流程合适: 流程的选择是与制氧机的技术发展以及用户的工艺参数要求紧密联系的。近年来制氧机技术发展较快,www.cnpsa.cn中国变压吸附网了解目前已普遍采用分子筛吸附、增压膨胀、规整填料全精馏制氩等新技术。至于内、外压缩的选用,需要具体对待。应该说内压缩流程对保证制氧机安全特别是主冷及压氧设备的安全,是非常有效的;另外有利于提取更多的液体。但是内压缩流程的能耗一般比外压缩要稍高一点。 此外,国外普遍采用内压缩流程还有一个一次投资的原因,国外氧压机价格高,容量愈大、压力愈高,则价格愈贵。我国的情况不同, 国内10000m3/h制氧机的氧透在各厂已安全地长期运行,目前20000m3/h制氧机的氧透已投人生产,而氧透的价格又远比国外低。但大型空分配套的空气压缩机及增压机目前都考虑进口,因此有一个经济比较的问题。 总之,流程选择是一个比较复杂的问题,不宜提倡或统一套用一个模式,需要调研、综合考虑各厂具体情况并进行技术、经济比较后加以选择。 提取稀有气体: 氩以外的稀有气体氖、氦、氪、氙在钢铁企业工艺生产中没有用途,大型制氧机是否提取这些稀有气体,主要看市场需要。
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