Notkun iðnaðar súrefnisgjafa í stál- og efnaiðnaði

Í stálframleiðslu og efnaframleiðslu hefur stöðugt og stöðugt súrefnisframboð bein áhrif á framleiðslu, orkunotkun og rekstraröryggi. Í samanburði við hefðbundin innkaup á fljótandi súrefni eru-súrefnisframleiðendur á staðnum að verða hagnýt val fyrir marga framleiðendur. Shenger Gas, sem leikmaður á sviði gasaðskilnaðar, einbeitir sér að því hvernig súrefnisframleiðslutækni passar við mismunandi raunverulegar-aðstæður í heiminum. Þessi grein lítur á hvernig iðnaðar súrefnisframleiðendur koma verðmæti til stál- og efnageira og hvað á að hafa í huga þegar kerfi er valið.

Stáliðnaður: Frá súrefnisauðgun til háofnastuðnings

Stálframleiðsla eyðir miklu magni af súrefni. Að meðaltali þarf um 100 til 150 rúmmetra af hreinu súrefni til að framleiða eitt tonn af hrástáli. Helstu forritin eru:

1. Súrefnis-auðgað háofninnsprautun
Með því að bæta hreinu súrefni við háofnloftið eykur brennsluhitastigið við formið, leyfir meiri inndælingu á duftformuðu koli og dregur úr notkun á kók. Í reynd eykur hver 1% aukning súrefnisauðgunar innspýtingu kola um 15–20 kg á tonn af járni og lækkar koksnotkun um 5–8 kg á tonn af járni. Iðnaðar súrefnisframleiðendur veita 90% til 99,6% súrefnisstyrk. Bæði VPSA (vacuum pressure swing adsorption) og cryogenic loftaðskilnaðareiningar geta mætt stöðugri súrefnisþörf háofna.

2. Basic súrefnisofni (BOF) stálframleiðsla
BOF ferlar krefjast há-súrefnis (Stærra en eða jafnt og 99,5%) fyrir afkolun og hitastýringu. Súrefnisþörf sveiflast mikið og hámarksflæði nær 20.000 til 80.000 Nm³/klst. Cryogenic loftaðskilnaðareiningar sjá um háan flæðishraða og mikinn hreinleika, en varabúnaður fyrir fljótandi súrefni tryggir stöðugleika. Aukaafurð köfnunarefnis og argon bæta einnig heildarhagfræði.

3. Rafmagnsbogaofn (EAF) og hreinsun á sleif
EAF bráðnun nýtur góðs af súrefnis-hjálpuðum bruna, sem styttir bræðslulotur. Í sleifhreinsunarofnum (LF) styður súrefni við brennisteins- og fosfórunarviðbrögð. Þessar umsóknir krefjast hlés súrefnisgjafa við 0,8–1,2 MPa. VPSA súrefnisframleiðendur, með sveigjanlegri start-stöðvunargetu og auðveldara viðhaldi, eru notaðir af mörgum meðalstórum-stálverksmiðjum.

Ábending um val
Fyrir stórar samþættar stálverksmiðjur sem framleiða yfir 3 milljónir tonna á ári er frystiaðskilnaður lofts með vökvavarningi staðalvalið. Fyrir smærri verksmiðjur undir 1 milljón tonna, eða fyrir auðgun hitaofna, bjóða VPSA einingar 30–40% lægri fyrirframfjárfestingu og 15–25% lægri heildarrekstrarkostnað.

Efnaiðnaður: Stíf eftirspurn eftir oxun og gasun

Efnaverksmiðjur eru meira krefjandi þegar kemur að hreinleika súrefnis, þrýstingi og áreiðanleika, vegna þess að súrefniskostnaður hefur bein áhrif á framlegð endanlegrar vöru.

1. Ammoníak- og metanólframleiðsla
Í jarðgasi eða kola-undirstaða ammoníakframleiðslu er hreint súrefni nauðsynlegt fyrir hlutaoxunargasun til að framleiða syngas (CO + H₂). Hreinleiki súrefnis ætti að vera að minnsta kosti 99,5%, með ströngum takmörkunum á óhreinindum eins og argon. Að framleiða eitt tonn af ammoníaki eyðir um 700–850 Nm³ af súrefni. Stór efnaverkefni setja venjulega upp kælimyndandi loftskiljueiningar, sem einnig veita köfnunarefni til að hreinsa og þétta.

2. Etýlenoxíð / etýlenglýkól (EO/EG)
Hvatinn sem notaður er til að oxa etýlen í etýlenoxíð er mjög viðkvæmur fyrir súrefnishreinleika. Metaninnihald súrefnis verður að vera undir 0,1% og heildarbrennisteinn undir 0,1 ppm. Þessi tegund notkunar krefst framleiðslu súrefnis í frosti, fylgt eftir af viðbótar brennisteinshreinsun og þurrkunarskrefum.

3. Kolgasun og IGCC
Meðfylgjandi-flæðisgasunartækni (eins og Shell, GSP eða andstæð fjöl-brennarahönnun) þarf súrefni við 4,0–8,5 MPa með stöðugu flæði. Iðnaðarstaðallinn er súrefnisframleiðsla í frosti ásamt háþrýstingsdælum fyrir fljótandi súrefni og uppgufun. Fyrir lægri-fasta-rúmloftgasara getur 90–93% súrefni-auðgað loft bætt gasunarstyrk. Í þeim tilfellum bjóða VPSA einingar upp á lægri-kostnaðarkost.

4. Skolphreinsun og ósonoxun
Efnaiðnaðargarðar nota oft ósonoxun til að brjóta niður eldföst lífræn efnasambönd í frárennsli. Ósonmyndun krefst súrefnisfóðurs. Lítið rennsli (minna en eða jafnt og 500 Nm³/klst.) við 90–95% hreinleika nægir. Litlir PSA súrefnisgjafar passa vel hér - þeir ganga sjálfkrafa, þurfa lítið pláss og hægt að setja upp utandyra.

Helstu kostnaðarvísir
Í efnaverkefnum er nauðsynlegt að reikna súrefniskostnað á hverja vörueiningu. Ef rafmagnskostnaður fer yfir 0,6 júan/kWh og súrefnisþörf er stöðug, sýna frystieiningar betri skilvirkni. Ef rafmagn er ódýrara og engin eftirspurn er eftir aukaafurðum (argon, helíum), neyta VPSA súrefnisframleiðendur aðeins 0,35–0,45 kWh á Nm³ (við 90% hreinleika) - kostnaðar-hagkvæmur kostur fyrir fínefni eða snemma-kolefnafjárfestingar.

Samanburður á iðnaðar súrefnisframleiðslutækni

Í sumum raunverulegum verkefnum nota plöntur samsetningu: frystieiningar fyrir aðalframleiðslu (mikill hreinleiki) og VPSA fyrir minni-súrefnisþörf (td umhverfismeðferð). Þetta jafnar fjármagns- og orkukostnað.

Þrír raunverulegir-heimsþættir sem hafa áhrif á afköst súrefnisgjafa

Byggt á endurgjöf frá mörgum rekstrarstöðum, verðskulda þessir þættir athygli áður en valið er:

1. Inntaksloftgæði
Stálverksmiðjur og efnaverksmiðjur losa oft SO₂, NOx, ryk og kolvetni út í loftið. Fyrir kryógenískar einingar þýðir þetta að bæta við sameindasigti aðsogsefnum og skipuleggja reglubundna hreinsun. Fyrir VPSA kerfi hefur zeólít sameinda sigtið takmarkað þol fyrir súrum lofttegundum. Inntaksloft verður að fara í gegnum brennisteinsturna og há-síur; annars getur líftími sameindasigta minnkað úr 5–8 árum niður í 2–3 ár.

2. Loftræstihraði og sveigjanleiki álags
Súrefnisþörf stálverksmiðja getur sveiflast um 30–40% á milli álagstíma og annatíma-. Cryogenic einingar þurfa fljótandi súrefni geymslutanka fyrir hámarks rakstur, eða samþættingu við argon kerfi. VPSA einingar stilla álag á milli 50% og 100% með því að breyta blásarahraða og aðsogstíma, en svarið tekur um 30 sekúndur - nógu hratt fyrir flestar myllur.

3. Getu viðhaldsáhafnar
Cryogenic loftaðskilnaður krefst þjálfaðra rekstraraðila sem skilja túrbóvélar, eimingarsúlustýringu og öryggisaðgerðir. Þjálfun tekur 6–12 mánuði. PSA og VPSA einingar keyra á PLC-sjálfvirkni. Daglegt viðhald felst aðallega í því að skipta um síur og fylla á sameindasigti, sem gerir þær hentugar fyrir smærri teymi.

Undanfarin tvö ár hafa sveiflur í orkuverði og þrýstingur til að minnka kolefni ýtt mörgum stál- og efnaverksmiðjum til að endur-meta súrefnismyndun- á staðnum. Tvær aðferðir eru að ryðja sér til rúms. Einn þeirra er að nota úrgangshita frá skolvatni úr háofnsgjalli til að forhita endurnýjunargas sameindasigta og draga úr gufunotkun. Hitt er vaxandi notkun súrefnisauðgunar með lítilli-hreinleika (25%-35%) í endurhitunarofnum og snúningsofnum, sem hefur ýtt undir eftirspurn eftir mörgum litlum VPSA súrefnisframleiðendum.

Að velja súrefnisgjafa snýst ekki bara um að bera saman verð á búnaði. Þú þarft að taka tillit til súrefnishreinleika, þrýstings, flæðisbreytinga, rafmagnskostnaðar, fyrir hvað þú getur selt aukaafurðir og viðhaldsbil - allt inn í lokakostnað á hvert tonn af súrefni. Shenger Gas veitir viðskiptavinum nokkuð einföld ráð: Fyrst skaltu fylgjast heiðarlega með súrefnisnotkunargögnum þínum í sex mánuði og ákveða síðan vinnsluleiðina. Annars borgar þú annað hvort of mikið fyrir eiginleika sem þú munt aldrei nota, eða þú festist með flöskuháls sem þú getur ekki brotið.