Примена индустријских генератора кисеоника у индустрији челика и хемијској индустрији

У производњи челика и хемијској производњи, континуирано и стабилно снабдевање кисеоником директно утиче на излаз, потрошњу енергије и сигурност рада. У поређењу са традиционалном куповином течног кисеоника,-индустријски генератори кисеоника на лицу места постају практичан избор за многе произвођаче. Схенгер Гас, као играч у области одвајања гаса, фокусира се на то како се технологије за производњу кисеоника уклапају у различите стварне{3}}светске услове. Овај чланак говори о томе како индустријски генератори кисеоника доносе вредност челичном и хемијском сектору и шта треба узети у обзир при избору система.

Индустрија челика: од обогаћивања кисеоником до подршке високим пећима

Производња челика троши велике количине кисеоника. У просеку, за производњу једне тоне сировог челика потребно је око 100 до 150 кубних метара чистог кисеоника. Главне апликације укључују:

1. Убризгавање у високу пећ{1}}обогаћено кисеоником
Додавање чистог кисеоника у ваздух високе пећи повећава температуру сагоревања у тујери, омогућава више убризгавања угља у праху и смањује употребу кокса. У пракси, сваки 1% повећања обогаћивања кисеоником повећава убризгавање угља за 15–20 кг по тони гвожђа и смањује потрошњу кокса за око 5–8 кг по тони гвожђа. Индустријски генератори кисеоника обезбеђују 90% до 99,6% концентрације кисеоника. И ВПСА (вакуумска адсорпција притиска са променама притиска) и јединице за криогену сепарацију ваздуха могу да задовоље сталну потребу за кисеоником у високим пећима.

2. Производња челика у основној пећи за кисеоник (БОФ).
БОФ процеси захтевају кисеоник високе{0}}чистоће (већи или једнак 99,5%) за декарбонизацију и контролу температуре. Потреба за кисеоником нагло флуктуира, са вршним протоком који достиже 20.000 до 80.000 Нм³/х. Криогене јединице за одвајање ваздуха раде са високим протоком и високом чистоћом, док резервни течни кисеоник обезбеђује стабилност. Нуспродукти азот и аргон такође побољшавају укупну економију.

3. Електрична лучна пећ (ЕАФ) и рафинација у лонцу
ЕАФ топљење има користи од сагоревања уз помоћ кисеоника-, скраћујући циклусе топљења. У пећима за рафинацију лопатица (ЛФ), кисеоник подржава реакције одсумпоравања и дефосфоризације. Ове примене захтевају повремено снабдевање кисеоником на 0,8–1,2 МПа. ВПСА генератори кисеоника, са могућношћу флексибилног покретања{6}}заустављања и лакшим одржавањем, усвајају многе челичане средње величине{7}}.

Савет за избор
За велике интегрисане челичане које производе преко 3 милиона тона годишње, криогено одвајање ваздуха са течном резервом је стандардни избор. За мање млинове испод 1 милиона тона, или за обогаћивање пећи за грејање, ВПСА јединице нуде 30–40% ниже почетне инвестиције и 15–25% ниже укупне оперативне трошкове.

Хемијска индустрија: крута потражња за оксидацијом и гасификацијом

Хемијска постројења су захтевнија када је у питању чистоћа кисеоника, притисак и поузданост, јер цена кисеоника директно утиче на маржу финалног производа.

1. Производња амонијака и метанола
У производњи природног гаса или{0}}амонијака на бази угља, чист кисеоник је неопходан за делимичну оксидациону гасификацију да би се добио сингас (ЦО + Х₂). Чистоћа кисеоника треба да буде најмање 99,5%, са строгим ограничењима нечистоћа као што је аргон. За производњу једне тоне амонијака троши се око 700–850 Нм³ кисеоника. Велики хемијски пројекти обично инсталирају криогене јединице за одвајање ваздуха, које такође снабдевају азотом за прочишћавање и заптивање.

2. Етилен оксид / етилен гликол (ЕО/ЕГ)
Катализатор који се користи за оксидацију етилена у етилен оксид је веома осетљив на чистоћу кисеоника. Садржај метана у кисеонику мора бити испод 0,1%, а укупног сумпора испод 0,1 ппм. Ова врста примене захтева криогену производњу кисеоника, праћену додатним корацима одсумпоравања и сушења.

3. Гасификација угља и ИГЦЦ
Технологијама гасификације са увученим{0}}током (као што су Схелл, ГСП или супротни дизајни са више-горионика) потребан је кисеоник на 4,0–8,5 МПа са стабилним протоком. Индустријски стандард је криогена производња кисеоника у комбинацији са-пумпама течног кисеоника високог притиска и испаравањем. За гасификаторе са ниским{7}}фиксним-притиском, ваздух обогаћен кисеоником{{11}од 90–93% може да побољша интензитет гасификације. У тим случајевима, ВПСА јединице нуде нижу{13}}алтернативу.

4. Пречишћавање отпадних вода и оксидација озона
Хемијски индустријски паркови често користе оксидацију озона да разбију ватростална органска једињења у отпадним водама. Генерисање озона захтева напајање кисеоником. Довољни су мали протоци (мањи или једнаки 500 Нм³/х) при 90–95% чистоће. Овде се добро уклапају компактни ПСА генератори кисеоника - раде аутоматски, захтевају мало простора и могу се инсталирати на отвореном.

Кључни индикатор трошкова
У хемијским пројектима, израчунавање цене кисеоника по јединици производа је од суштинског значаја. Ако трошкови електричне енергије прелазе 0,6 јуана/кВх и потражња за кисеоником је стабилна, криогене јединице показују бољу ефикасност. Ако је струја јефтинија и нема потражње за нуспроизводима (аргон, хелијум), ВПСА генератори кисеоника троше само 0,35–0,45 кВх по Нм³ (при 90% чистоће) - што је исплатива опција за фине хемикалије или рану-улагање у хемикалије угља.

Поређење технологија индустријских генератора кисеоника

У неким стварним пројектима, постројења користе комбинацију: криогене јединице за главну производњу (високе чистоће) и ВПСА за ниже-потребе кисеоника (нпр. третман животне средине). Ово балансира капиталне и енергетске трошкове.

Три стварна{0}}светска фактора која утичу на перформансе генератора кисеоника

На основу повратних информација са више оперативних локација, ови фактори заслужују пажњу пре избора:

1. Квалитет улазног ваздуха
Челичане и хемијска постројења често испуштају СО₂, НОк, прашину и угљоводонике у ваздух. За криогене јединице, ово значи додавање адсорбера за молекуларно сито и заказивање периодичног чишћења. За ВПСА системе, молекуларно сито зеолита има ограничену толеранцију на киселе гасове. Улазни ваздух мора да пролази кроз торњеве за одсумпоравање и високоефикасне филтере{3}}; у супротном, век трајања молекуларног сита може пасти са 5-8 година на 2-3 године.

2. Флексибилност брзине и оптерећења
Потреба за кисеоником у челичанама може да варира за 30–40% између вршних и изван{2}}вршних сати. Криогеним јединицама су потребни резервоари за складиштење течног кисеоника за врхунско бријање или интеграцију са системом аргона. ВПСА јединице прилагођавају оптерећење између 50% и 100% променом брзине вентилатора и времена адсорпције, али одговор траје око 30 секунди - довољно брзо за већину млинова.

3. Способност посаде за одржавање
Криогено одвајање ваздуха захтева квалификоване оператере који разумеју турбомашине, контролу дестилационе колоне и безбедносне процедуре. Обука траје 6-12 месеци. ПСА и ВПСА јединице раде на ПЛЦ{4}}базираној аутоматизацији. Свакодневно одржавање углавном укључује промену филтера и допуњавање молекуларног сита, што их чини погодним за мање тимове.

У протекле две године, промене цена енергије и притисак да се смањи угљеник су натерали многе челичане и хемијске фабрике да-преиспитају-производњу кисеоника на локацији. Два приступа добијају на снази. Један је коришћење отпадне топлоте из воде за испирање шљаке високе пећи за претходно загревање гаса за регенерацију молекуларног сита, чиме се смањује употреба паре. Други је све већа употреба обогаћивања кисеоником ниске{5}}чистоће (25%-35%) у пећима за поновно загревање и ротационим пећима, што је подстакло потражњу за многим малим ВПСА генераторима кисеоника.

Избор генератора кисеоника није само упоређивање цена опреме. Морате да узмете у обзир чистоћу кисеоника, притисак, варијацију протока, цену електричне енергије, за шта можете да продате нуспроизводе и интервале одржавања - у коначну цену по тони кисеоника. Схенгер Гас даје прилично директне савете купцима: прво, искрено пратите податке о употреби кисеоника током шест месеци, а затим одлучите о рути процеса. У супротном, или преплаћујете за функције које никада нећете користити, или ћете се заглавити са уским грлом које не можете прекинути.