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    赣州二手空分制氧厂设备
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    赣州二手空分制氧厂设备

    更新时间:2020-12-10   浏览数:13
    所属行业:化工 化工机械设备 化工反应设备
    发货地址:山东省济宁梁山县  
    产品规格:
    产品数量:9999.00台
    包装说明:
    单 价:668.00 元/台
    空分装置在钢铁行业的应用(常规高炉冶炼和熔融还原工艺及用氧计算)
    钢铁企业冶炼生产工艺中需大量使用氧气、氮气、氩气等工业气体。氧气主要用于高炉、熔融还原炼炉、转炉、电炉冶炼;氮气主要用于炉子密封、保护气、炼钢精炼、转炉溅渣护炉、保安气体、传热介质及系统吹扫等;氩气主要用于炼钢精炼等。为适应生产要求,保证生产安全稳定运行,大型钢厂均配置有的制氧站和氧氮氩动力管网系统。

    大型全流程钢铁企业目前配置的常规流程为:焦炉、烧结、高炉炼钢、转炉电炉炼钢、轧钢工序等。因强调环境保护,简化工艺流程,国际钢铁行业近代开发出铁前区域短流程工艺-熔融还原炼铁,在一个冶炼炉中直接将铁矿原料还原为铁水。


    两种不同冶炼工艺流程需要的工业气体有较大差别,常规冶炼高炉需要氧气量占钢厂总需氧量28%,炼钢需要的氧气量占钢厂总需用量的40%;而熔融还原(COREX)工艺炼铁生产需要氧气量占钢厂总需用量的78%,炼钢需用的氧气量占钢厂总需用氧气量的13%。



    上述两种流程尤其熔融还原炼铁工艺在我国已经开始推广。


    钢厂用气要求:

    高炉冶炼的供氧主要作用是冶炼中保证一定的炉内高温,而不是直接参与冶炼反应。氧气混入高炉鼓风中,参混为富氧空气进入高炉。以前工艺提出的鼓风富氧效率一般在3%以下,随着高炉工艺的改进,为了节约焦炭,采用大喷煤工艺后,以及为满足高炉生产提升产量,要求鼓风富氧率提高到5∽6%,用氧单耗达60Nm3/T铁。


    因高炉用氧参混的是富氧空气,所以氧气纯度可为低纯度。


    熔融还原炼钢工艺氧气需要参与冶炼反应,其用氧量与炼钢产量直接成等比关系,熔融还原炉用氧单耗为528Nm3/t铁,是高炉流程用氧量的10倍。熔融还原炉要求维持生产的小供氧量为正常生产用量的42%。

    熔融还原炉要求的氧气纯度大于95%以上,氧气压力为0.8∽1.0 MPa,压力波动范围要求控制在0.8MPa±5%,氧气必须确保有一定时间连续量的供应,例如对于COREX-3000炉,需考虑液氧贮备550t。

    炼钢工艺与高炉、熔融还原炉冶炼方式不同,转炉炼钢用氧为间断使用,吹氧时负荷大,并且氧气参与冶炼反应,其需要氧量与炼钢产量有直接的等比关系,用氧单耗约为60Nm3/t钢,要求的氧气压力大于1.4MPa,氧气纯度≥99.5%。

    氧气作用为提供氧化性气氛,平炉熔炼室内燃烧气体(炉气)中含有O2、CO2、H2O等,在高温下,强氧化性气体向熔池供氧量每小时可达金属重量的0.2~0.4%,对熔池起氧化作用,使炉渣始终有较高的氧化性。
    示:单靠炉气供氧,速度慢,加铁矿石或吹氧可加速反应过程。


    钢厂用氧特点:氧气放散和用氧调峰。


    怎样满足钢厂用氧需求?一般采取以下方式满足:

    采用变负荷,自动化程度高的先进控制,以减少氧气放散,可以多套组合

    应用传统方式采用多组调峰球罐,以加大缓冲力度,使得某一时间段内用氧总量稳定,可以减少氧气放散量,同时减小装置规模

    在用氧低谷时,采用抽取液氧方式将多余氧气抽出;用氧高峰时,采用汽化方式弥补氧气量;当液氧外抽量受冷量不足限制时,采用外液化方式将放散氧气液化,采用汽化方式将液氧汽化

    采用多家钢厂联合并网供气,根据用气时间点的不同,使得总供氧规模稳定

    大型钢厂用氧量大,例如年产1000万吨钢厂的高炉工艺流程用氧量要达到15万Nm3/h,年产300万吨钢厂的熔融还原炉工艺流程用氧量要达到24万Nm3/h,目前配套成熟特大型空分装置为6∽10万等级,在选择装置规模时应当从总设备投资、运行能耗、备件维护、占地面积等方面考虑。

    钢厂炼钢用氧计算

    例如单台炉子,周期是70min,用气时间50min。用气时用气量为8000Nm3/h,则需要空分装置(连续)产气为总气量8000×(50/60)÷(70/60)=5715Nm3/h.则空分装置可以选择5800Nm3/h。

    一般吨钢用氧量为42-45Nm3/h(每吨),需要两者核算,并且以此为准。

    当前我国钢铁企业的产能已跃居世界前列,但特种钢材尤其一些关乎国计民生的重要领域用钢仍然依赖进口,所以以宝武钢厂为首的国内钢铁企业任重而道远,对于高精尖领域的突破尤为紧迫。

    近年来钢铁行业对空分产品的需求越来越多样化,许多用户不仅需要氧气,而且需要高纯度的氮气和氩气,甚至其它稀有气体。目前武钢、首钢等几大钢厂均已有多套全提取空分装置在运行,空分装置副产稀有气体不仅可以满足国民生产需求,而且可以较大的经济效益。



    随着钢厂的大型化发展,与其配套空分装置也向大型化迈进,空分行业在经历了数十年的大发展后,国内空分企业也在积极赶世界良好企业,国产供货商以杭氧股份等空分制造厂为代表,已研发出8-12万等级的大型空分设备,稀有气体装置国内也已成功研发,电子特气国内起步较晚,但也在加大研发力度,相信随着科学技术的进步,我国气体分离行业将会走出国门、走向世界。
    4. 焓-浓度图 在空气分离技术中,很多情况下是研究过程的热现象,因此通常采用焓-浓度图(h-x图)来进行研究就显得比较方便。
    赣州二手空分制氧厂设备
    中型空分设备是一套从空气中同时提取氧气、氮气的空分设备,是一种带有透平膨胀机的新型的工艺流程。
    经过纯化的进塔空气在主热交换器中与返流气体换热,被逐渐冷却为饱和空气,并有少量液化,然后进入下塔进行精馏。精馏就是利用氧、氮沸点不同在分馏塔内进行多次部分蒸发和部分冷凝获得纯氧、纯氮的过程。下分馏塔的作用是制取液空和液氮。主冷凝蒸发器的作用是使低压下不同压力的液氧蒸发和气氮冷凝,上分馏塔的作用是获得产品氧气和氮气。
    ※产品分类:
    中型空分设备可分为内压缩流程空分设备及外压缩流程空分设备,内压缩流程空分设备是液氧泵增压液态氧至一定压力后汽化出冷箱供用户使用;外压缩空分设备是氧压机增压出冷箱的微正压气态氧至一定压力后供用户使用。
    ※主要参数:
    产量:350-3000m³/hr;
    纯度:99.6-99.8%;
    高压力: 22Mpa.
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    空分设备国产化的现在和未来 

     



     空分设备是以空气为原料,通过压缩循环深度冷冻的方法把空气变成液态,再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等惰性气体的设备,广泛应用于传统的冶金、新型煤化工、大型氮肥、专业气体供应等领域。


     节能是空分设备运行的重要经济指标,北京科技大学教授李化治在“对空分分子筛的应用及相关设计问题的探讨”报告中指出,鉴于当今环境污染,大气条件恶化对空分的新要求,其吸附剂的研制和应用是根本应对的办法,无论是空分旧设备的节能改造及新空分的设计制造,分子筛的应用都刻不容缓。 


     有所突破 


     2000年以后,随着我国冶金、石化、煤化工等产业对空分设备需求的迅速增长,促进了我国空分设备行业的快速发展,通过自主创新、自主研发,开发了适应冶金、石化、新型煤化工需要的不同内压缩流程的空分设备,满足了国民经济发展的需要,国产空分设备发展过程取得的阶段性成果。 


     仍有差距 


     经过几十年的沉淀,国产空分设备在容量规格不断增大的过程中,并经上百套空分设备的实践,设计制造水平也取得很大的进步,掌握了空分流程组织、流程计算、精馏计算、精细制造、安全评估等空分设备设计制造技术,在配套部机基本相同的情况下,国产化设计、制造、成套的空分设备的如:产品产量、纯度、品种、达到压力、氧提取率、能耗、运行周期等技术性能指标,已经达到了国际水平,与外资企业的产品势均力敌,以致于外资产品成套价格也大幅度地下降,与国产设备处在同一水平线上。但是同国外先进水平相较仍有差距。 


     空分配套的压缩机组及增压机是空分设备中关键转运部机,其效率高低直接影响成套空分设备的效率与能耗,国产空压机、增压机组与曼透、西门子公司的机器尚存在一定的差距,且国产机业绩不多,无法取得成套厂商和广大用户的认可,这也是空分国产化率不高的关键。空分配套的透平膨胀机、低温液体泵也存在与压缩机一样的窘境。 


     国产空分设备成套和配套部机在整体技术水平能达到国外同类产品水平,但国产设备往往存在可靠性不高的问题,设计、制造过程中的精细化管理不够,各种小错误不断,从而使小问题酿成大问题,这也是用户在同等条件下选择进口的主要因素。另外,总体设计、结构设计、管道布置等的考虑上,存在粗、大、笨,既浪费材料又不美观的通病。 


     从空气过滤器到压缩机、增压机、换热器、容器、泵、阀、各种管材、板材、吸附剂、仪器仪表,需要各行各业众多单位的配合协调,针对空分设备所需的特别低温环境下和氧介质环境下的特殊配套,专门设计、专业制造,国内未形成系统的产业链,许多环节缺乏,造成只能依赖进口或无法满足成套性能的要求。 


     趋势自主 


     气体分离设备行业中在经历了高速发展阶段,进入了“新常态”的发展期,需求在萎缩,但空分设备是国家重大装备的组成部分,大工业的发展离不开空分设备。空分设备可以直接减少大型冶金、化工项目的空分设备台数,进而减少设备投资、设备用地和设备运行、维护的人工工作量,空分设备大型化与机组集群化,有利于设备的统一管理,但同时对现场布置优化提出更高的要求。 


     空分设备的设计、制造的精细化是空分设备的发展趋势,空分设备技术已发展到了一定的水平,进一步的提高与发展的空间有限,因此提高空分设备设计的精确化,制造的精细化程度,是空分设备发展关键,也决定了空分设备越来越要求精制。 
    图1-13是根据T=常数,绘出的氧、氮平衡系的P-X图,纵坐标为压力,横坐标取氮的液相及气相浓度(也可取氧的浓度)。每给定一个压力就对应有一个液相及气相浓度。分别连接不同压力下的气相浓度点及液相浓度点,则可得出图中所示的饱和蒸汽线(虚线)和饱和液体线(实线)。其余相区如图所示。
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    变压吸附空分制氧技术目前状况和发展趋势

     




      变压吸附空分制氧技术目前状况可总结为以下几条:


      产氧规模在100~200m3/h以下的装置,加压吸附、常压解吸流程(PSA)因投资低被较多采用,200m3/h以上规模的装置已普遍采用真空解吸流程(VPSA或VSA)。


      VPSA(或VSA)制氧装置已基本倾向于采用的锂基分子筛(包括LiX和混合离子交换的LiX),传统的CaA(5A)和CaX分子筛已面临淘汰的命运。国外有数家公司可生产锂基分子筛,国外厂商设计的制氧装置目前都采用锂基分子筛。国内北大先锋公司的锂基吸附剂PU-8已应用于多套装置,取得了良好的效果;其它变压吸附制氧装置制造厂家采用CaA、CaX或进口锂基分子筛的都有;据称有些国内厂商在开发锂基分子筛,但至今为止未有实际应用,有些厂家宣称开发成功并应用,但实际上采用的是进口产品。


      动力设备选型上,国外公司设计的装置无一例外均采用罗茨鼓风机与罗茨真空泵的组合;国内公司设计的装置,鼓风机有选用罗茨式的也有选用离心式的,真空泵有选用罗茨式的也有选用水环式的。从理论和实践经验看,对于三床以上的多床流程,采用离心式或罗茨式鼓风机均可,但无论几床流程,采用水环式真空泵从能耗角度上显然是不合理的,这方面的认识有待提高。


      从目前情况看,国内公司设计的采用锂基分子筛的装置性能指标和设备配套水平已基本接近国际先进水平,只是在两床流程装置的产氧规模上与国外公司还存在一些差距。但是国内公司在价格上具有明显的优势,因而竞争力并不弱于甚至强于国外公司。综合考虑性能价格比,在不需要多种产品、氧气纯度要求不太高和产氧规模10000 m3/h以下的用氧场合,可以用变压吸附制氧装置替代深冷空分制氧装置。


      2、发展趋势


      开发更加的制氧吸附剂,吸附剂领域的新发现将对变压吸附制氧技术的发展起主要推动作用,例如选择性吸氧的材料可能会改变这项技术的前景。


      开发更加有效、简单甚至是创新性的流程,降低包括土地占用在内的制氧装置的综合投资。


      随着规模的扩大,阀门、真空泵和吸附床的限制作用将明显化,大口径、高可靠性的快速开关阀门、高容量率的真空泵和新的吸附床设计制造技术的发展也将变得很重要,这有赖于基础工业的发展。
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