1. Обогащение дутья кислородом в доменных печах для производства чугуна
Обогащение дутья кислородом в доменных печах для производства чугуна: технология производства кислорода посредством адсорбции с перепадом давления(PSA) может обеспечить стабильные и высококачественные кислороды для производства чугуна в доменных печах. В 21 веке, с развитием и прогрессом низкоэнергетических технологий специального производства кислорода на доменных печах, таких как технология производства кислорода посредством PSA и обогащение кислородом до воздуходувки, теперь наша страна в области технологии обогащения дутья кислородом в доменных печах и технологии PCI снова совершила скачок в развитии, заняв лидирующие позиции в мире.
Существует два способа обогащения дутья кислородом в доменных печах: обогащение кислородом до и после воздуходувки.
Обычное обогащение кислородом после воздуходувки заключается в том, что кислород высокого давления и высокой чистоты на выходе установки выделения воздуха разгерметизируется и направляется в воздуходувку доменной печи, а в трубопроводе смешивается с воздухом, после чего направляется в доменную печь, что вызывает большие потери энергии. Обогащение кислородом до воздуходувки заключается в том, что кислород низкого давления подмешивается непосредственно на стороне всасывания воздуходувки доменной печи, чтобы увеличить содержание кислорода в дутье. Согласно соответствующей информации, потребление энергии на обогащение кислородом до воздуходувки составляет всего 60% от потребляемой мощности на обогащение кислородом после воздуходувки.
При условии контроля концентрации кислорода, поступающего в воздуходувку доменной печи, в разумных пределах, обогащение кислородом до воздуходувки доменной печи может быть реализовано только путем добавления или регулирования труб, клапанов и распределителей воздушного потока без модификации воздуходувки доменной печи. В настоящее время многие металлургические предприятия внедрили метод обогащения кислородом до воздуходувки или преобразовали старый метод в метод обогащения кислородом до воздуходувки, что принесло им значительную экономическую выгоду.
Случай
Установка ZO-15000/80 по производству кислорода посредством вакуумной короткоцикловой адсорбции(VPSA), которая была построена PKU PIONEER в 2016 году для металлургического предприятия в провинции Хэбэй, была успешно введена в эксплуатацию в свое время. Благодаря использованному в установке методу обогащения кислородом до воздуходувки со степенью обогащения кислородом 3-5%, производство жидкого чугуна увеличивается на 10-20% и расход пылеугольного топлива на тонну чугуна увеличивается примерно на 35 кг/т·железа, а общая себестоимость производства кислорода составляет менее 0,3 юаня/Нм3. В соответствии с разницей в цене между коксом и углем и темпами роста производства годовая экономическая выгода может превысить 30 миллионов юаней.
2.Обогащение дутья кислородом для сталеварения в электродуговых печах: получение кислорода с использованием технологии PSA
Блок-схема:
После многих лет разработки технология сталеварения в ЭДП достигла значительного прогресса. Применение большого количества кислорода при сталеварении в ЭДП может не только ускорить процесс обезуглероживания, но и полностью использовать тепло, выделяемое в результате реакции окисления, для экономии энергии и снижения потребления. Технология обогащения кислородом в основном включает кислородные горелки, флюсование с продувкой кислородом и обезуглероживание в расплавленной ванне, кислородные фурмы и вторичное сгорание и т.д., комбинация которых может улучшить эффект перемешивания в расплавленной ванне, ускорить металлургическую реакцию, уменьшить энергопотребление и увеличить производительность.
В настоящее время в мире насчитывается более 100 электродуговых печей, оснащенных установками производства кислорода посредством VPSA, которые широко применяются в зарубежных странах. Многолетняя практика показывает, что установки производства кислорода посредством VPSA могут удовлетворить требования сталеплавильного производства в ЭДП.
Случай
У Luzhou Yixin всего 4 электродуговые печи, среди которых наибольшая мощность составляет 700 000 тонн. Поскольку снабжение кислородом сталеплавильного производства ранее обеспечивалось за счет покупки жидкого кислорода, себестоимость продукции увеличилась с ростом цены на жидкий кислород, PIONEER разработала установки производства кислорода посредством VPSA производительностью 5700 Нм3/ч и чистотой кислорода 93%. Эксплуатация таких установок производства кислорода посредством VPSA прошла успешно с момента их первого запуска в производство в ноябре 2018 года. Производство и чистота кислорода достигли целевых показателей, а стальная продукция транспортируется по технологической цепочке для последующего производства стального проката.
3. Очистка отходящих газов в сталеплавильном производстве
A. Рециркуляция доменного газа: Благодаря разработанной PIONEER технологии выделения монооксида углерода посредством PSA можно выделить монооксид углерода из доменного газа с чистотой 99,99%.
B. Рециркуляция конвертерного газа: Благодаря разработанной PIONEER технологии выделения монооксида углерода посредством PSA можно выделить монооксид углерода из конвертерного газа с чистотой 99,99%.
C. Рециркуляция коксового газа: Благодаря технологии производства водорода посредством PSA можно очищать водород в коксовом газе.
Случай
Hengyang Valin Steel Pipe Co., Ltd. (далее именуемая «Hengyang Steel») является специализированным производителем бесшовных стальных труб с производственной мощностью 1 млн тонн железа, 1,2 млн тонн стали и 1,5 млн тонн стальных труб в год. Годовой объем производства доменного газа составляет около 21×108 кубических метров, который в основном используется в доменной печи (около 35%), агломерационной печи (около 2%), в смеси с природным газом для прокатной печи (около 38%), а большая часть остатка выбрасывается; самый высокий уровень выбросов доменного газа составляет до 29%, а самый низкий может быть снижен только примерно до 23%. Чтобы удовлетворить потребности в топливе с высокой теплотворной способностью, Hengyang Steel необходимо закупить газ и смешать его с доменным газом, чтобы улучшить теплотворную способность доменного газа для использования в нагревательной печи для прокатки стали, что привело к серьезному противоречию между большим спросом Hengyang Steel на газ с высокой теплотворной способностью и неспособностью эффективно использовать газ с низкой теплотворной способностью. Очистка доменного газа для получения газа с высокой теплотворной способностью стала мудрым выбором для повышения энергоэффективности Hengyang Steel.
В 2012 году Beijing Peking University Pioneer Technology Co., Ltd. (PKU PIONEER) и Hengyang Valin Steel достигли соглашения о сотрудничестве в области проектирования и строительства установки очистки монооксида углерода из доменного газа, в настоящее время установка успешно введена в эксплуатацию со стабильной работой и отличными показателями. Средний расход сырого газа 60 000 Нм3/ч, средний объем газпродукта 18 000 Нм3/ч, коэффициент выхода монооксида углерода около 93%. Концентрация монооксида углерода в газпродукте может регулироваться в диапазоне от 60% до 70% по мере необходимости, Газпродукт может полностью удовлетворить потребности в теплотворной способности последующих потребителей Hengyang Iron and Steel, и эффект энергосбережения и рост доходов заметные.
