介紹了變壓吸附制氧技術(shù)的發(fā)展、設(shè)備工藝特點(diǎn)及在我國(guó)冶金領(lǐng)域的應(yīng)用。論述了貴陽(yáng)閩達(dá)鋼鐵有限公司為100 t Consteel型超高功率電弧爐配套建設(shè)的ZO-1X6000/93型真空解吸變壓吸附（VPSA）制氧系統(tǒng)設(shè)備、工藝特點(diǎn)。該設(shè)備投入運(yùn)行后電弧爐用氧量增加22.31%,熔煉電耗下降5.86%,用氧成本降低86%,熔煉時(shí)間縮短4 min,經(jīng)濟(jì)效益明顯。 

【文章來(lái)源】：煉鋼. 2020,36(02)北大核心

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【部分圖文】：

貴陽(yáng)閩鋼建設(shè)的VPSA制氧流程圖

貴陽(yáng)閩達(dá)鋼鐵有限公司原有40 t電弧爐1座,2017年拆除舊爐并新建1座100 t Consteel型超高功率電弧爐。以前40 t電弧爐采用外購(gòu)灌裝液氧供氧,噸鋼氧耗27～30 m3。2018年上半年100 t電弧爐投產(chǎn)初期仍用灌裝液氧向電弧爐供氧,噸鋼氧耗達(dá)到35～40 m3,用氧成本高達(dá)2元/m3。2018年6月由中船重工黃岡貴金屬有限公司與湖北中船氣體有限公司設(shè)計(jì)并承建ZO-1X6000/93型真空解吸變壓吸附(VPSA)制氧系統(tǒng)投入運(yùn)行,設(shè)備設(shè)計(jì)制氧能力為6 000 m3/h,實(shí)際用氧量根據(jù)爐況不同變化在4 600～5 500 m3/h,氧氣濃度93 %,用氧成本降低到0.28元/m3以下。100 t電弧爐為全廢鋼熔煉,采用燃燒天然氣助熔和噴吹碳粉造泡沫渣強(qiáng)化熔煉過(guò)程,噸鋼氧耗達(dá)到45～47 m3,目前電弧爐冶煉電耗330～340 kWh/t,熔煉時(shí)間44 min左右。表1為變壓吸附制氧項(xiàng)目投產(chǎn)前后電弧爐主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比。

其中,式(2)是整個(gè)連鎖反應(yīng)的限制性環(huán)節(jié),而式(2)是吸熱反應(yīng),高溫有利于提高NOx的轉(zhuǎn)化率。按照這一機(jī)理,空氣中的N2在高溫下氧化,整個(gè)反應(yīng)的速度正比于氧原子的濃度,隨著溫度的升高和氧原子濃度增大,總的反應(yīng)速度增大。因此,如圖3[10]所示,溫度對(duì)熱力型NOx的生成具有決定性作用。即隨著溫度的升高,熱力型的NOx生成速度迅速增大。捷里道維奇熱力型氮化物形成機(jī)理適合于在空氣中N2含量很高且不變的情況下,事實(shí)上當(dāng)式(2)中反應(yīng)物N2含量很低的條件下,或者縮短N(yùn)2在高溫區(qū)的停留時(shí)間,熱力型的NOx生成速度會(huì)大幅度下降。因此,除了反應(yīng)溫度外,熱力型NOx生成還與N2的濃度及N2在高溫區(qū)停留時(shí)間有關(guān)。另一方面,燃燒溫度決定于燃料燃燒速度,當(dāng)空氣中氧含量低于50 %時(shí),燃料燃燒速度隨氧含量升高迅速增加,但進(jìn)一步提高空氣氧含量,對(duì)燃料燃燒速度影響不大。因此,在電弧爐用變壓吸附制取的含有少量N2的氧氣吹氧助熔過(guò)程中,氮氧化物的形成速度是受限的�，F(xiàn)有關(guān)于熱力型NOx形成的理論的研究大多針對(duì)常規(guī)空氣或低富氧空氣條件下開展的,而低氮含量條件下燃燒形成熱力型NOx的理論還有待于進(jìn)一步深入研究。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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