Pet glavnih prednosti VPSA sustava kisika u usporedbi s tradicionalnim metodama: Zašto čeličane preferiraju ovu tehnologiju?

U industriji taljenja čelika kisik je glavni industrijski plin koji prolazi kroz cijeli proces sinteriranja, proizvodnje željeza, proizvodnje čelika i valjanja čelika. Njegova stabilnost opskrbe, stopa usklađenosti čistoće i troškovi potrošnje energije izravno određuju učinkovitost proizvodnje i tržišnu konkurentnost čeličana. Tradicionalne tehnologije proizvodnje kisika (kao što su kriogeno odvajanje zraka i odvajanje membrane) postupno su razotkrile bolne točke kao što su velika potrošnja energije, sporo pokretanje i složeni rad i održavanje tijekom dugo-trajne primjene.

Nasuprot tome, generatori kisika s promjenjivom adsorpcijom pod vakuumom (VPSA), potaknuti tehnološkim nadogradnjama, stvorili su značajne prednosti u kontroli potrošnje energije, prilagodljivosti i povratu ulaganja, postavši preferirana tehnologija za sustave za proizvodnju kisika u modernim čeličanama. Ovaj članak započet će s pet ključnih prednosti, u kombinaciji sa stvarnom proizvodnjom industrije čelika, kako bi se dublje analizirala tehnička vrijednost i logika prilagodbe industriji VPSA generatora kisika.

Trošak potrošnje energije glavni je operativni trošak sustava za proizvodnju kisika u čeličanama. Tradicionalni generatori kisika za kriogeno odvajanje zraka oslanjaju se na tehnologiju destilacije pri niskim{1}}temperaturama, zahtijevajući veliku količinu električne energije za održavanje rashladnog okruženja od -183 stupnja, uz potrošnju energije od približno 0,45-0,6 kWh po kubičnom metru kisika. Suprotno tome, VPSA sustavi za generiranje kisika usvajaju kombinirani princip vakuumske desorpcije i adsorpcije uz promjenu tlaka. Kroz karakteristike selektivne adsorpcije molekularnih sita za molekule dušika i kisika u zraku, odvajanje plina može se postići pri normalnoj temperaturi i tlaku, uz potrošnju energije od samo 0,28-0,35 kWh po kubičnom metru kisika čime se štedi 30%-40% više energije od kriogenog odvajanja zraka.

Za velika čeličana s godišnjom proizvodnjom od 10 milijuna tona, dnevna potreba za kisikom iznosi oko 80 000-120 000 kubičnih metara. Korištenje VPSA generatora kisika može uštedjeti desetke milijuna yuana u troškovima električne energije godišnje. Što je još važnije, VPSA oprema za proizvodnju kisika ne zahtijeva podršku velikim-rashladnim jedinicama i sustavima za izmjenu topline, a potrošnja energije pomoćne opreme samo je 1/5 potrošnje tradicionalnih tehnologija, što je u skladu s-potrebama industrije čelika za nisko{11}}transformacijom ugljika prema trenutnom cilju "dvostrukog ugljika". Osim toga, VPSA generatori kisika mogu dinamički prilagoditi snagu proizvodnje plina prema stvarnom-vremenskom opterećenju potražnje kisika u pećima za proizvodnju čelika i visokim pećima, izbjegavajući problem otpada tradicionalnih generatora kisika s "radom pri punom-opterećenju i fiksnom potrošnjom energije." U scenarijima niskog opterećenja kao što su gašenje visoke peći i intervali proizvodnje čelika, potrošnja energije može se dodatno smanjiti za 15%-20%.

Temeljna tehnička podrška koja stoji iza ove prednosti leži u-materijalima molekularnih sita visoke učinkovitosti i inteligentnim sustavima za kontrolu tlaka.

Kapacitet adsorpcije dušika nove generacije molekularnih sita-na bazi litija je 25% veći od kapaciteta tradicionalnih molekularnih sita ugljika, a ciklus adsorpcije-desorpcije skraćen je na 2-3 minute, značajno smanjujući gubitak energije tijekom pretvorbe tlaka. PLC inteligentni kontrolni sustav može u stvarnom vremenu pratiti podatke o tlaku i čistoći kisika, dinamički prilagoditi krivulju tlaka adsorpcijskog tornja i osigurati optimalnu ravnotežu između potrošnje energije i učinkovitosti proizvodnje plina. Relevantni podaci pokazuju da je nakon usvajanja VPSA tehnologije proizvodnje kisika, prosječna potrošnja kisika po toni čelika u industriji čelika smanjena za 28%, što je postalo ključno otkriće za poduzeća u smanjenju troškova i povećanju učinkovitosti.

Tradicionalni sustavi za proizvodnju kisika za kriogenu separaciju zraka sastoje se od desetaka opreme, uključujući zračne kompresore, sustave pred-hlađenja, sustave za pročišćavanje, destilacijske tornjeve i spremnike za pohranu kisika. Cjelokupni sustav pokriva veliko područje i zahtijeva zasebno planiranje temelja opreme, nosača cjevovoda i pogonskih radionica, što izuzetno otežava implementaciju za renoviranje starih tvornica ili projekte čelika s ograničenim prostorom. Uzimajući za primjer sustav s dnevnom količinom kisika od 10 000 kubičnih metara, generator kisika za kriogenu separaciju zraka zahtijeva površinu od oko 800-1000 četvornih metara, s ciklusom instalacije opreme od 6-8 mjeseci i velikim ulaganjem u troškove niskogradnje.

VPSA generatori kisika imaju modularni integrirani dizajn, s osnovnom opremom (zračni kompresori, adsorpcijski tornjevi, slojevi molekularnih sita, skupine vakuumskih ventila) visoko integriranim u jednu jedinicu. Cjelokupni sustav pokriva samo 1/3-1/4 područja kriogenog odvajanja zraka- VPSA opremi s dnevnom količinom kisika od 10.000 kubičnih metara treba samo 200-300 kvadratnih metara. Njegova modularna struktura omogućuje tvorničku prefabrikaciju i brzu montažu na licu mjesta, skraćujući ciklus instalacije na 1-2 mjeseca i značajno smanjujući utjecaj na normalnu proizvodnju čeličana. Za projekte nadogradnje starih tvorničkih sustava za proizvodnju kisika, VPSA generatori kisika mogu se izravno spojiti na postojeće cjevovode za prijenos kisika bez velike obnove lokacije, smanjujući troškove niskogradnje za više od 60%.

Što se tiče troškova ulaganja, početno ulaganje u sustave za proizvodnju kisika VPSA je 20%-30% niže od ulaganja u kriogenu separaciju zraka i nema potrebe za ulaganjem u skupu rashladnu opremu i potrošni materijal za destilacijski toranj. Još važnije, VPSA generatori kisika podržavaju "-proširenje na zahtjev." Poduzeća za proizvodnju čelika mogu dodavati module adsorpcijskih tornjeva u fazama u skladu sa svojim planovima za proširenje kapaciteta, izbjegavajući kapitalnu okupaciju uzrokovanu-jednokratnim velikim ulaganjima. Na primjer, čeličana srednje veličine isprva je konfigurirala 2 kompleta VPSA generatora kisika s dnevnom proizvodnjom od 5000 kubičnih metara kada je njezina godišnja proizvodnja čelika iznosila 3 milijuna tona; kada se naknadni kapacitet povećao na 5 milijuna tona, bilo je potrebno samo dodati 1 set opreme iste specifikacije kako bi se zadovoljila potražnja - daleko nadmašujući tradicionalne tehnologije proizvodnje kisika u fleksibilnosti ulaganja.

Proizvodnja čelika kontinuirana je industrija koja radi 24 sata dnevno. Kvarovi gašenja sustava za proizvodnju kisika izravno će dovesti do prekida dovoda kisika u visoke peći i gašenja proizvodnje čelika, što će rezultirati ekonomskim gubicima od stotina tisuća juana po satu. Tradicionalni generatori kisika za kriogeno odvajanje zraka imaju složenu strukturu opreme i mnoge povezane sustave, što dovodi do relativno više točaka kvara. Jednom kad se pojave problemi kao što su curenje rashladnog sustava i blokada destilacijskog tornja, ciklus održavanja može potrajati i nekoliko dana, što ozbiljno utječe na kontinuitet proizvodnje.

Glavna prednost VPSA generatora kisika leži u njihovoj jednostavnoj strukturi- jedini pokretni dijelovi su zračni kompresori i grupe vakuumskih ventila, tako da je stopa kvarova mnogo niža nego kod opreme za kriogeno odvajanje zraka. Srednje vrijeme između kvarova (MTBF) može doseći više od 8000 sati, a godišnja operativna pouzdanost prelazi 99,5%. Njegov sloj molekularnog sita ima fiksni-dizajn kreveta, koji ne zahtijeva čestu zamjenu i ima radni vijek od 8-10 godina- 3-5 godina duži od ciklusa zamjene potrošnog materijala tradicionalnih generatora kisika. Dodatno, oprema za proizvodnju kisika VPSA ima značajke brzog pokretanja, potrebno je samo 15-30 minuta za proizvodnju kvalificiranog kisika iz stanja isključenja, dok generatorima kisika za kriogenu separaciju zraka treba 4-6 sati za pokretanje. Ova prednost je osobito očita u fazi oporavka proizvodnje nakon iznenadnih nestanaka struje ili održavanja opreme.

Što se tiče prilagodljivosti čistoće kisika, VPSA generatori kisika mogu fleksibilno prilagoditi čistoću kisika između 90%-99,5% u skladu s potrebama različitih procesa proizvodnje čelika. U procesu proizvodnje željeza, kisik s čistoćom od 90%-93% može zadovoljiti potrebe za mlazom obogaćenim kisikom-visoke peći, što može smanjiti potrošnju energije. Proces proizvodnje čelika (konvertor, elektrolučna peć) zahtijeva kisik visoke-čistoće od više od 99,2%. Optimiziranjem omjera molekularnog sita i ciklusa adsorpcije, VPSA generatori kisika mogu stabilno proizvoditi kisik visoke-čistoće s rasponom fluktuacije čistoće kontroliranim unutar ±0,3%, ispunjavajući zahtjeve precizne proizvodnje čelika. Nasuprot tome, maksimalna čistoća kisika generatora kisika s membranskom separacijom može doseći samo 95%, što se ne može prilagoditi procesu proizvodnje čelika. Iako generatori kisika za kriogeno odvajanje zraka mogu proizvesti kisik visoke čistoće od više od 99,5%, njihova fleksibilnost prilagodbe čistoće je slaba, što dovodi do ozbiljnog gubitka energije pri proizvodnji plina niske čistoće.

Tradicionalni sustavi za proizvodnju kisika s kriogenom separacijom zraka uključuju višestruke složene procesne veze kao što su hlađenje, destilacija i pročišćavanje, koji imaju izuzetno visoke zahtjeve za profesionalne vještine osoblja za rad i održavanje. Poduzeća trebaju opremiti profesionalne timove sa znanjem iz više područja kao što su kemijsko inženjerstvo, hlađenje i strojevi, a broj opreme kojom upravlja jedna osoba je ograničen. Radionica za kriogenu separaciju zraka s dnevnom proizvodnjom od 100.000 kubičnih metara zahtijeva 15-20 osoblja za rad i održavanje, što rezultira visokim troškovima rada.

VPSA generatori kisika usvajaju potpuno automatizirani sustav upravljanja, omogućavajući radnje poput pokretanja i gašenja opreme, podešavanja parametara i alarma kvara putem zaslona osjetljivog na dodir, što uvelike pojednostavljuje rad i proces održavanja. Njegov osnovni rad i rad na održavanju uključuje samo osnovne veze kao što su zamjena elementa filtera kompresora zraka, redoviti pregled slojeva molekularnih sita i podmazivanje ventila. Obično tehničko osoblje može raditi samostalno nakon 1-2 tjedna obuke. VPSA stanica za proizvodnju kisika s dnevnom proizvodnjom od 100.000 kubičnih metara treba samo 5-8 osoblja za rad i održavanje, smanjujući troškove rada za više od 60% u usporedbi s tradicionalnom kriogenom separacijom zraka.

Osim toga, funkcija daljinskog nadzora i dijagnoze VPSA sustava za proizvodnju kisika dodatno smanjuje radni pritisak i pritisak održavanja. Preko industrijske internetske platforme, osoblje za rad i održavanje može u stvarnom-vremenu vidjeti radne parametre opreme (tlak, temperatura, čistoća, potrošnja energije), a sustav može automatski identificirati nenormalne podatke i izdati rana upozorenja, pa čak i dovršiti podešavanje parametara i dijagnozu kvara na daljinu. Nakon usvajanja VPSA generatora kisika, velika čeličana grupa uspostavila je centralizirani centar za rad i održavanje, sa samo 20 osoblja za rad i održavanje koji upravljaju s 10 stanica za proizvodnju kisika, uvelike poboljšavajući učinkovitost upravljanja. U isto vrijeme, potrošni dijelovi (elementi filtera, brtve ventila) VPSA generatora kisika imaju veliku svestranost, niske troškove nabave i jednostavne postupke zamjene, bez oslanjanja na izvornu tvorničku tehničku podršku, dodatno smanjujući vremenske troškove i troškove nabave rada i održavanja.

Sa sve strožim nacionalnim politikama zaštite okoliša, industrija čelika, kao industrija koja troši-energiju-i ima visoke{2}}emisije, suočava se s hitnim pritiskom da uštedi energiju i smanji emisije. Tijekom rada tradicionalnih generatora kisika za kriogenu separaciju zraka, rashladni sustav će proizvesti određenu količinu emisija stakleničkih plinova, a buka opreme je relativno velika (radna buka je oko 85-90 decibela), što zahtijeva prateće objekte zvučne izolacije. U isto vrijeme, sustav pročišćavanja kriogenog odvajanja zraka proizvodit će otpadne adsorbente, koji će uzrokovati onečišćenje okoliša ako se njima ne postupa pravilno.

VPSA generatori kisika imaju inherentne prednosti u zaštiti okoliša:

prvo, nema emisija stakleničkih plinova. Cijeli proces proizvodnje kisika troši samo zrak i električnu energiju, a potrošnja električne energije znatno je niža od potrošnje tradicionalnih tehnologija, čime se neizravno smanjuje emisija ugljika iz proizvodnje toplinske energije.

Drugo, radna buka je niska. Optimiziranjem dizajna za smanjenje buke zračnih kompresora i brtvenih struktura opreme, radna buka VPSA generatora kisika može se kontrolirati ispod 75 decibela, bez potrebe za dodatnim radionicama za zvučnu izolaciju, što zadovoljava standarde emisije buke za industrijska poduzeća.

Treće, ekološki prihvatljivi potrošni materijal. Sloj molekularnog sita ima dug radni vijek i može se reciklirati i regenerirati nakon odlaganja, bez zagađivanja okoliša. Nasuprot tome, otpadni adsorbenti tradicionalnog kriogenog odvajanja zraka su opasni otpad s visokim troškovima zbrinjavanja.

Uz to, značajke-štede vode VPSA opreme za proizvodnju kisika također zadovoljavaju potrebe za očuvanjem vode u industriji čelika. Sustav pred-hlađenja i sustav hlađenja generatora kisika za kriogenu separaciju zraka trebaju trošiti veliku količinu industrijske vode. Kriogena oprema s dnevnom količinom kisika od 10 000 kubičnih metara troši oko 50-80 tona vode dnevno. Nasuprot tome, VPSA generatori kisika trebaju samo malu količinu rashladne vode za hlađenje kompresora zraka, s dnevnom potrošnjom vode od samo 5-10 tona i stopom uštede vode od više od 80%. Ova prednost je osobito važna za čeličane u područjima s nedostatkom vode. Potaknuti ciljem "dvostrukog ugljika" i politikama zaštite okoliša, zeleni atributi VPSA generatora kisika postali su važan plus za čeličana kako bi ispunili svoje društvene odgovornosti i dobili potporu politika zaštite okoliša.

Sveukupno, pet glavnih prednosti VPSA generatora kisika točno odgovara temeljnim potrebama industrije čelika: ušteda energije i smanjenje troškova usklađeni su s ciljevima profita poduzeća, lagana implementacija prilagođava se ograničenjima lokacije, stabilan rad osigurava kontinuiranu proizvodnju, pogodan rad i održavanje smanjuju pritisak upravljanja, a zaštita okoliša odgovara zahtjevima politike.

U usporedbi s tradicionalnim tehnologijama za proizvodnju kisika, VPSA generatori kisika ne samo da su sveobuhvatno vodeći u tehničkim pokazateljima, već stvaraju i dugoročnu ekonomsku i društvenu vrijednost za čelična poduzeća.

Iz perspektive trendova u industriji, uz kontinuiranu nadogradnju tehnologije materijala molekularnih sita (kao što je istraživanje i razvoj i primjena visoko{0}}molekularnih sita-na bazi litija i kompozitnih molekularnih sita) i optimizacijom inteligentnih kontrolnih sustava, potrošnja energije VPSA generatora kisika bit će dodatno smanjena, raspon podešavanja čistoće bit će širi, a prilagodljivost će biti veća jači. U budućnosti, tehnologija generiranja kisika VPSA neće se primjenjivati ​​samo na konvencionalne veze taljenja čelika, već će se proširiti i na scenarije s višim zahtjevima za čistoću kisika, kao što su posebno rafiniranje čelika i toplinska obrada čelika, postajući temeljna tehnička podrška za sustav opskrbe plinom u industriji čelika.

Za čelične tvrtke, odabir VPSA generatora kisika više nije jednostavna nadogradnja opreme, već strateška odluka za poboljšanje osnovne konkurentnosti. Bilo da se radi o planiranju sustava za proizvodnju kisika za nove projekte čelika ili tehničkoj transformaciji opreme za proizvodnju kisika u starim tvornicama, VPSA generatori kisika postali su preferirano rješenje za sve više čeličana sa svojim značajnim sveobuhvatnim prednostima, promičući visoko-kvalitetni razvoj industrije čelika u učinkovitom, nisko-ugljičnom i održivom smjeru.

Nakon usvajanja VPSA opreme za proizvodnju kisika, čeličana je povećala svoju ukupnu učinkovitost proizvodnje za 25%, postigla je precizniju kontrolu temperature tijekom taljenja i smanjila potrošnju kisika za 30%. Uz to, emisije ugljika smanjene su za 15%, što je poduzeću donijelo značajne ekonomske i ekološke koristi.

Zatražite ponudu

Ako vaša čeličana traži-štedno i učinkovito rješenje za proizvodnju kisika, VPSA generatori kisika bit će najbolji izbor.Kliknite ovdjekako biste dobili više informacija ili kontaktirali stručnjake kako biste svom poduzeću pružili prilagođeno rješenje za opskrbu kisikom, pomažući vam da poboljšate učinkovitost proizvodnje, smanjite troškove energije i promičete zelenu proizvodnju.

Osim VPSA generatora kisika, proizvodimo i PSA generatore kisika, spremnike, izmjenjivače topline i druge proizvode. Ako ste zainteresirani za VPSA Oxygen Systems ili druge proizvode, slobodno pošaljite e-poštu nasales@gneeheatex.com. Vrlo rado ćemo vam poslužiti.