m6体育3能源介质_百度文库膜法富氧技术,系指利用空气中各组分透过高分子膜的渗透速 率不同,在压力差驱使下,将空气中的氧气富集而获得富氧空气 的技术。以负压操作系统为例,它具有能耗较低、前处理简单 方便和安全、总投资少等优点,其工艺流程见图3 。 气体膜分离技术是 20世纪开发的一门较成熟的膜分离技术 ,与 深冷法、ＰＳＡ法相比 ,膜法具有设备简单、操作方便和安全、 启动快、规模可中可小、不污染环境、投资少、节能效果显 著等优点,在助燃、医疗保健等领域有着良好的应用前景。但 由于高效膜分离材料较缺乏等原因,目前此法的应用有一定的 局限性。

　　(3)变压吸附法(简称ＰＳＡ) ＰＳＡ制氧是利用分子筛吸附剂在常温下处于不同工况时 ,对 不同气体组分具有不同的吸附能力的特性,通过变压吸附剂完 成空气分离而研制的。在常温下,当空气在某一压力工况下通 过吸附床时,吸附质(Ｎ2,Ｈ2Ｏ,ＣＯ2等)即被吸附于吸附床上, 氧气即被分离出来 ; 当吸附床上的吸附质趋于一定的饱和状 态时,切断空气,并使吸附床降压,吸附质自行脱附;当吸附床之 内压降到一定工况时 ,吸附质脱附完毕 ,吸附床重新恢复吸附 能力。如此多床配合周期运行,从而不间断地分离出氧气。 作为一种新型的制氧方法,变压吸附法具有一次性投资少、流 程简单、操作方便、自动化程度高、劳动定员少、能耗低、 开停车方便、可快速便捷获得氧且占地面积小等优点。其缺 点在于氧气产品纯度低 ,且产品单一;制氧规模受技术限制,其 经济规模为2000～3000Ｎｍ3/ｈ,再提高制氧规模,就不能尽显 其优越性; 由于设备切换工作频繁 ,致使该工艺对设备质量要 求非常高,设备质量的好坏将直接影响到出氧能力m6体育。

　　深冷法制氧是以空气为原料,利用氧气和氮气临界温 度的差异,用深度冷冻的方法将空气冷凝后精馏,将氧气 与氮气分离。深冷法有板式流程和分子筛流程2种。过 去采用较多的是全低压板式流程,即空气经压缩洗涤后, 进入空分塔热交换器,空气中的水分和ＣＯ2冻结在热交 换器壁上,而后,污氮由反方向进入热交换器,靠升华把水 分和ＣＯ2带走;分子筛流程与板式流程相比,其压缩和洗 涤都一样,不同的是空气中的水分和ＣＯ2是靠分子筛吸 附除去的,吸附到一定程度加热再生,最后靠膨胀机及分 馏塔精馏,分离出氧气和氮气 。

　　企业类型：两类 ①钢铁联合企业；②Mini-Mill 小钢厂（短流程钢厂）  钢铁联合企业：铁、钢、轧（主流程＋烧结、球 团、焦化＋热电联供）

　　深冷制氧法是目前世界上应用最为广泛的传统制氧方法 ,其 技术成熟、可靠 ,可用于各种规模的制氧生产。其优点是 : 除 可获得高纯度的氧气外 ,还可获得氮、氩等附产品气体 ;装置 的容量大,出氧能力可靠。其缺点在于设备多、流程复杂m6体育、占 地面积大等。 由于深冷制氧的冷量是由压缩至0.6ＭＰａ以上的原料空气 节流或膨胀而获得,因而电耗相对较高。特别是中、小型的深 冷制氧装置 ,因原料空气需压缩到更高的压力 , 单位氧气电耗 高达0 6～1 4ｋＷｈ。但随着技术的不断发展,该法制氧所需 的能耗也在不断降低。

　　该法利用水电解的原理,当直流电通过水时,水分解产生氧气和氢气。 由于纯水是不导电的,为了提高水的导电性,常在水中加入ＮａＯＨ,使 Ｏ2聚在阳极,Ｈ2聚在阴极。处理蒸馏水500ｋｇ/ｈ,约产生500ｍ3氢 气和250ｍ3工业氧气。工业上用电解法制取氧气,每吨氧气电耗约600 ｋＷｈ。因此,用该法大规模生产氧气是极不经济的,它仅适用于部分 生产氢气而伴随生产氧气的情况。由于能耗过大、技术相对落后等 原因,此法已基本淘汰

　　另外一些能源物质在生产中不是为了利用它的 能量，而是因为生产工艺的需要，例如氧气、压缩 空气、鼓风、压力水（工业水、生活水）等，因为 得到这些物质需要消耗能量，因此使用这些物质也 就间接地消耗了能量，通称能耗工质。广义上说， 它也属于二次能源。

　　地球上的能源来自三个方面如图1－1所示。 （1）来自太阳的辐射能：它除了直接向地球提供光 和热之外，还成为其他一次能源的来源。 （2）地球本身蕴藏的能源：以热能形式存在的“地 热能”，它包括已被利用的地下热水、地下蒸汽 和热岩层，以及目前还无法利用的火山爆发能、 地震能等。 （3）地球与其他天体的相互作用：太阳和月球对地 球表面海水的吸引作用而产生的潮汐能。

　　生产用水 冶炼车间：EAF、LF、VOD 其他：制氧 连铸 炉卷轧机 一般循环水（率）90～97％ ，新水（补充）3～10％ 。

　　一次能源还可以根据它们能否“再生”分为两类： 可再生能源：是指每年能重复产生的自然能源，例如太阳能、 水能、风能、海洋能、植物燃料等。它们是人类取之不竭、 用之不尽的能源。 不可再生能源：是指那些随着不断被开采和使用将会枯竭的 能源，例如煤炭、石油、天然气、以及核燃料铀、钍等。 从能源性质看，还可以分为燃料能源和非燃料能源两类。 从能源的应用广泛程度来看，可分为常规能源和新能源；根 据能源对环境的影响又可分为清洁能源和不清洁能源（如 矿物燃料及核燃料）。

　　一次能源：是指存在于自然界，未经加工或转换 的能源。有煤炭、石油、天然气、植物燃料、水能、 风能以及太阳能、核能、地热能、海洋能、潮汐能 等等。 二次能源：由一次能源经过人工加工转换而成的 能源产品，例如煤气、石油制品、焦炭、电能、蒸 汽、沼气、酒精等等。这些产品都是为了给生产或 生活提供使用更方便的能源，或是为了满足生产工 艺的要求。

　　ＶＰＳＡＯ三塔流程图 1—吸入过滤器;2—鼓风机;3—水冷却器;4—水分离器; 5—分子筛吸附器;6—氧压机;7—线—消声器

　　能量是指物质做功的本领。广义而言，任何物质 都可以转化为能量，但其转化的难易程度有很大的 差别。比较集中又较容易转化的含能物质称为能源， 例如燃料。另一种是在宏观运动中所转化的能量， 例如水能和风能，这种能量过程也成为能源。因此， 能源可定义为：比较集中的含能体或能量过程。

　　规模、产品、原料 规模：110×104t/a 碳钢、不锈钢 产品结构：粗钢110×104t/a板坯105×104 其中 42.5×104碳钢坯轧成带卷 57.0×104碳钢坯带卷外销 5.4×104 不锈钢坯轧成带卷

　　原料：废钢、直接还原铁（DRI） 主流程 以废钢＋DRI为原料，电弧炉炼钢＋二次精炼＋板坯连铸 ＋热轧成卷－外销 主要装备：150t/100MVAUHP－EAF×2 150tLF×1 150tVOD×1线板坯连铸机：一机一流 2000mm炉卷轧机一套

　　工业制氧技术从简单的水电解法发展到现今新兴的膜法富氧 技术,其间经历了传统技术的不断革新和新技术的飞速发展、 壮大阶段。传统的深冷空分制氧技术,在新技术的挑战面前,积 极改进其工艺及设备,在降低能耗等方面取得了可喜的成绩;Ｐ ＳＡ技术以其显著的经济性和节能效果,在制氧领域占据了较 大的市场。目前,国内ＰＳＡ技术与国外先进技术相比虽存在 一定差距,但在科技人员的共同努力下,该技术亦得到了突飞猛 进的发展,在设备国产化、装置大型化等方面取得了较大进步; 高效膜分离材料的不断开发与研究,也将为具有特殊优势的膜 富氧技术开拓出更大的应用空间。这一切均显示了工业制氧 技术领域正在蓬勃发展。

　　制氧方法 随着生产技术的不断发展,工业制氧技术亦随之不断更新m6体育、 日趋完善 , 在可靠性、经济性、易操作性等方面均有很大 进步 , 从而进一步拓展了其工业应用领域。本文从工艺设 计者的角度出发 ,对几种主要的工业制氧方法进行简要的 介绍及比较分析。 1.几种常见的工业制氧方法 （1）水电解法

　　（3）企业 1999年统计，全国钢铁企业25000家，12500家企业 县级以下。年产能力50×104t/a 全国50家。

　　（4）主要参数 ①生产规模：原料、产品。104t/a粗钢（轧材） ②主流程：全厂的金属平衡（Fe－核心元素） ③能源、动力、介质（水、氧气、氮气、氩气、水蒸气、压 缩空气） ④三电：自控、通讯、动力 ⑤安全、环保≠可持续发展 ⑥人员、机构、工资 ⑦总图、运输（物流） ⑧资金、经济