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关于变压吸附制氧设备现状与应用

随着使用年限的增加,因为流程组织和采用分子筛性能不同,用户操作使用和维修保养效果也不一样,个别机组存在这种产量和纯度降低的现象。但大多数装置运行状况都是良好的,即使有产量和纯度降低的装置,降低的比例也是很小的,有限的降低对整套装置的使用不会造成太大的影响。对于国产机有充足富裕量的优点来讲,又是对产量和纯度降低的一种补充。况且分子筛供货商对分子筛的质量和使用寿命也有承诺:正常使用,十年之内因为分子筛质量原因引起产量和纯度降低,供货商免费更换或添加分子筛。

开发新工艺,设计新型吸附塔,研发更加高效的分子筛吸附剂,应该是变压吸附发展的方向。

2.3流程组织

国内在运行的变压吸附制氧装置,流程设计上有采用传统的萝茨鼓风机和萝茨真空泵的,有采用离心鼓风机和水环真空泵的。吸附剂也大都采用目前专用的LIX分子筛。专用切换蝶阀有采用中外合资产品的也有采用国产液压传动阀门的。采用萝茨风机流程的优点是能耗低了一些,缺点是噪音稍高,消噪的任务比较大了一些;采用离心风机和水环真空泵流程的优点是噪音稍低些,缺点是能耗稍高些,密封水量用得多了一些,密封水的回收工作也要多做一些。吸附塔的数量有采用两塔、三塔、四塔或五塔的(有开发单塔的报道,但没见到使用)。采用吸附塔的数量的多少实际上也是一个工艺装备水平衡量的标志,虽然供货商从各自工艺流程设计角度和装置运行稳定性、经济性角度考虑采用吸附塔数量的多少,但是进口的四千、五千变压吸附制氧装置,两塔流程就可以实现,甚至宣称七千也可以采用两塔流程。两塔流程工艺简单,操作方便,设备数量少,投资低,长期运行成本也低,当然是一种优化的流程设计,但要在大型装置上实现,理论上可行实际上难度很大。一是鼓风机和真空泵要实现大容量和高效率,二是吸附剂要性能优异,三是要有高性能的吸附塔。进口设备占据了后两条,如果实现了第一条,就可能做到。而我们国内同样的装置,在吸附剂性能差距不大的情况下,就是说第二条具备,但第一条和第三条现在不具备,采用两塔流程就比较困难。

本公司认为,在纯度要求不高的制氧机项目上,中小型制氧机(六千以下)采用变压吸附应该比较划算,在大型制氧机项目上(六千以上)采用深冷机可靠性比较强。


五、关于投资变压吸附制氧机的建议

1.关于投资变压吸附制氧机的建议

从2002年底开始,国家开始对五个行业进行宏观调控,对企业投资的限制更加严格,规定了种种底线,特别是对高能耗、低附加值的中小型企业国家发改委的态度很明确。多年的宏观调控现在已经大大的见效,中小型企业大面积地停产缩水,即便是国家保护的一些大型企业也受到大气侯的影响,在保本和亏损之间徘徊。在这样的大气候下企业要生存,除了在产品品种和质量上下功夫外,还要靠挖内功向管理向成本要效益。采用变压吸附制氧符合国家发改委节能减排和企业降低成本的要求,符合国家和企业长期发展的根本利益。习惯了低温深冷制氧的企业,认为它有技术含量,并且操作了多年非常熟悉,有感情;认为变压吸附是个“傻瓜”机型,技术含量不高。本人走访过不少炼钢企业,很多搞制氧的都有这样的感觉。生产线上的同志也是习惯了使用高纯度的氧气,认为纯度高速度才快。实际上这是一个误区。纯度高低与制氧成本是有关系的,与生产线成本更有关系,这在前面我们已经做了阐述。

变压吸附技术近几年发展得很快,一部分投资者还停留在四、五年前对变压吸附的认识上。这个认识在当时反映了的变压吸附客观状况,但在今天已经落后于现实了。当时因为受关键技术的制约,工艺落后、装置小、能耗高,最大也只能做到1000NM³/hO2,能耗≥0.5KWh/M³O,大多还是实验产品,稳定性差,问题较多。而现在随着制造技术瓶颈的突破,国内专用分子筛的研制成功和国外专用锂分子筛的引进,使得能耗大幅度降了下来,由原来的0.5 KWh/ M³O2降到了0.35KWh/M³O2;专用切换蝶阀的研制成功和国外切换蝶阀的引进,使机组运转的平稳性得以大大改善,机组运转安全、平稳、可靠,工艺水平也大大的提高了,今天的变压吸附,已经具有了国际水平的能耗指标和工艺水平。

2.关于进口和国产LI分子筛的选型建议

这实际上也是关于变压吸附制氧机投资问题的延伸。

本公司在与客户探讨关于变压吸附制氧机中有关LI分子筛的选型问题的时候有客户说国产LI分子筛的能耗是进口LI分子筛的两倍,所以进口LI分子筛质量好,产氧量高。首先要纠正的是这个说法不准确也不客观。

我公司不久在安徽一家有色冶炼企业同时看到叁套生产规模几乎一样的变压吸附制氧机,两套是进口的,一套是国产的,叁套装置流程组织几乎一样,配置也几乎一样,吸附切换周期也是一样,不同的是进口设备主机采用“一拖二”型式,分子筛也是进口的,国产装置采用的主机是国产的分离式的,分子筛也是国产的,两套装置单位能耗均显示是0.35KWh/ M³O2,这是我们现场看到的参数,不存在“国产LI分子筛的能耗是进口LI分子筛的两倍”的问题。

产生“国产LI分子筛的能耗是进口LI分子筛的两倍”说法的原因应该是出自国外分子筛厂家按照习惯的“空氧比”说法来推断的。所谓“空氧比”就是空气和氧气的产出比,是国外分子筛厂家比较直观的一种习惯说法,主要目的是宣传自己生产的分子筛虽然价格高但是质量好、能耗低,投资效益高。比如某国外分子筛厂家说他们生产的分子筛“空氧比”是6~8:1,说国内的分子筛“空氧比”是11~12:1,依据这种说法推断出来采用国外分子筛与采用国内分子筛能耗指标比例是1:2。我公司认为能耗问题不能这么简单按照“空氧比”的说法来推算。国外分子筛“空氧比”是不是6~8:1,国内在运行的装置,采用径向吸附床的装置应该是可以达到的,采用轴向流吸附床的应该是达不到的,而现在的装置主流大部分都是轴向流吸附床,因此是达不到6~8:1的;国内的分子筛“空氧比”是不是11~12:1,跟采用的吸附床结构也很有关系,采用轴向流吸附床的装置从在运行的来看应该还不止这个指标。实际上能耗指标应该是一个综合因素,“空氧比”是重要因素之一,但不是唯一因素。决定一套装置的能耗指标的大小不光是分子筛,还有装备制造质量,工艺水平,环境气候,实际操作等,还有实际的氧气收率大小。从我们承制和看到的变压吸附制氧装置来说,国外和国内装置的氧气收率和能耗指标是相近的,不存在有较大差距。但是分子筛现场用量存在差异这也是不争的事实。为什么会这样呢?我们认为流程组织是一个问题。除了流程组织外,国外分子筛的某些性能主要参数是比国内高一些的,比如氮气吸附量这个重要指标,国外分子筛是比国内分子筛略高一些的。这就存在吸附性能上的差异。虽然国内分子筛在其他指标上写的与国外指标相同甚至超出,但在实际运行的装置上却很难佐证其准确性。我们认为,国产分子筛在相对低纯度上可以满足设计工况要求,在越接近变压吸附高纯度的情况下,满足设计工况就略显困难,并在分子筛用量上、纯度提升上、装置容量及稳定性上就显示不出优势来,甚至在设备总价上也显示不出经济性。起码在目前装置主流大部分都是轴向流吸附床的状况下这种情况是客观存在的。我们认为,在纯度要求较高的变压吸附制氧装置上采用进口分子筛应该更容易实现设计要求。建议用户按照纯度指标要求选用分子筛,选型应该综合考虑性价比。

现在很多投资人已经改变了对变压吸附的传统观念,已经认识到了变压吸附的优越性。所以,国内的变压吸附制氧技术是可以信赖的,装置是可以放心使用的。

联系人:贾冰

联系电话:13937802745

鄂洲汴京空气分离设备有限公司

2010年7月

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