變壓吸附制氧技術羅茨真空泵的作用

山東鑫鴻偉環保設備有限公司在變壓吸附制氧項目多采用“一拖二”的機組配備，即一臺電機同時帶動羅茨鼓風機和濕式羅茨真空泵運轉，設備少但配置合理，主機的穩定性也好.2高爐富氧噴煤煉鐵

實際上早期使用變壓吸附制氧裝置最多的就是高爐煉鐵。包括國外的變壓吸附制氧裝置打入中國最早的領域就是電爐煉鋼和高爐煉鐵，

比如韶關鋼廠和邯鋼就是最早最先采用國外變壓吸附制氧裝置來進行電爐煉鋼和高爐煉鐵。

高爐煉鐵采用大噴煤和富氧至23%~24%能顯著提高焦爐比，節省焦炭，提高煉鐵效益。高爐富氧噴煤煉鐵采用的氧氣純度要求不高，

80%的氧氣再通過鼓風機鼓風混氧至23%~24%，形成富氧空氣，就滿足了富氧噴煤的要求。

如果采用深冷制氧機用于高爐富氧噴煤煉鐵就要加大羅茨鼓風機功率，加大鼓風量，把99.6%的氧氣通過羅茨風機鼓風混氧至23%~24%，同樣達到了富氧噴煤的目的，但是加大的鼓風機功率就白白浪費掉了，顯得經濟性就差一些。

1.3關于變壓吸附制氧煉鋼的氧氣用量探討

我們再討論一下投資者關心的用變壓吸附制氧煉鋼氧氣用量的問題。

實際上，只要保持氧氣量供應充足，保持氧槍輸出壓力穩定不波動，

對煉鋼速度和氧槍消耗都沒有與使用深冷法制氧明顯的不同。這是本公司調研了多家電爐煉鋼廠獲得到的反潰資料。

只是純度低了一些，單位用氧量比深冷法要稍微大一些。這個增大的氣量，也是93%純度的氧折合到100%純度的氧而需要多加的量

，即與深冷法近乎等同規格裝置須增加的量，而多加的氣量因為屬于氧槍噴嘴調節的范圍也不會使吹氧速度降低，進而滿足與深冷法同樣的煉鋼速度要求。

以6000NM3/hO2空分為例，深冷法純度是99.6%，

產量是6000NM3/hO2，變壓吸附純度是93%，氣量就要做到6500 NM3/hO2，折合成99.6%的純度氧后，產量就是與深冷法等同的6000NM�/hO2。

2.變壓吸附制氧在有色冶煉中的應用

隨著國家產業結構的調整，有色冶煉在近幾年發展很快。在采用氧氣底吹煉鉛、煉銅、煉鋅、

煉銻的工藝流程中和氧氣浸出煉金、煉鎳工藝的冶煉廠中不少廠家已經開始使用變壓吸附制氧機。

鈦白粉生產線也可以采用富氧在高溫高壓下與TICL4反應生產鈦白粉PIO2（使用氧氣純度≥90%）。

下面著重談談變壓吸附制氧機在富氧底吹煉鉛工藝上的應用

設計院在四年前的富氧底吹煉鉛工藝中關于制氧機提出的要求是95%純度的氧氣，95%純度的氮氣。

這個95%純度的氧氣正是現階段變壓吸附制氧機的極限。這個門坎的設定限制了變壓吸附制氧機的使用范圍。通過多年來的實踐，現在設計院提的參數是85%純度的氧氣，90%純度的氮氣。這個純度試驗已經在一些冶煉廠的實際操作中得到佐證。

說明設計院對變壓吸附制氧機的態度已經是務實和認可。筆者四年前在某家煉鉛公司看到設計院關于制氧機的推薦：

“深冷機運轉可靠；變壓吸附需定期補充分子篩。采用變壓吸附制氧機需要兩套裝置�！�

設計院的推薦中沒有出現“變壓吸附制氧不能采用”的字眼。設計院認為變壓吸附產品單一，能制氧不能同時制氮，煉鉛爐氧槍噴射同時要用氮氣保護，要制氮需要再上一套裝置。設計院的觀點是基于對原來變壓吸附制氧機概念上的觀點，實際上變壓吸附制氧的技術發展是很快的，可靠性問題主流是肯定的。

制氮也不一定需要上第二套裝置，變壓吸附制氧可以利用羅茨真空泵解吸出的氮氣再做少量回收處理，

回收氮氣的產量和純度也能達到保護氣的要求，并且回收氮氣增加的能耗加上制氧的能耗也低于同等產量深冷機的能耗指標。

尤其體現在中小型變壓吸附制氧設備上，這樣做氮氣回收處理更有可操作性。

我們常�？梢钥吹竭@種現象，新上項目試車階段和項目完成以后種種原因不能滿負荷生產，頻繁開停制氧機，這對深冷機來說不僅造成水電浪費，而且還有損設備壽命。

實際上大家都知道有色冶煉需要混氧鼓風，

不需要純度太高的氧氣，采用變壓吸附制氧機應該是很合適的，既方便操作，又減少了電費，既經濟又實用。

深冷機和變壓吸附制氧機只是適用場合不一樣，用戶應該從自身經濟和實用角度考慮選擇機型。

3.變壓吸附制氧在富氧燃燒領域中的應用

空氣中氧氣含量為≤21%。工業鍋爐及工業窯爐燃料的燃燒也是在這樣空氣含量下進行的工作。

實踐表明：當鍋爐燃燒的氣體氧氣量達到25%以上時，

節能高達20%；鍋爐啟動升溫時間縮短1/2-2/3。而富氧是應用物理方法將空氣中的氧氣進行收集，使收集后氣體中的富氧含量為25%-30%。

將這部份的富氧氣體以二次風的方式送入鍋爐或窯爐，可增加爐內整體或局部氧氣含量，

減少爐內整體空氣過剩系數，有效降低由于空氣過剩系數大時過剩的空氣系數將熱量帶走，降低排煙溫度。

由于富氧的增加，可以提高著火的條件，燃燒完全，在節能的同時也保證了環保的效果，符合國家節能減排的要求

3.1富氧助燃技術的優點：

3.1.1增加熱能利用率，提高火焰溫度，從而達到節能降耗的目的。例如：玻璃窯爐可節能5-15%，提高產量5-10%。工業鍋爐可節能5-15%。

3.1.2降低空氣過剩系數，減少排煙量，降低排煙黑度，減少環境污染。

3.1.3設備整體性好，安裝方便，效果好，投資回收快。

3.1.4安裝周期短，見效快。

3.2富氧燃燒應用的范圍

3.2.1工業燃燒鍋爐、燃氣鍋爐、燃油鍋爐

3.2.2垃圾焚燒爐

3.3.3窯爐：如玻璃窯爐、水泥爐、陶瓷爐

3.3.4化工脫硫回收制酸

3.3.5硫酸鹽纖維素（牛皮紙纖維素）的生產

3.3.6水泥工業中鐵氧水泥、耐火磚制造等

富氧煉鋁：日本三井氧化鋁制造公司試驗高爐煉鋁技術，始于1975年，到1980年已在實驗室制得純度99.9%的高純鋁，1981年11月20日獲準日本專利。高爐煉鋁所用的熱風，

可使用富氧空氣，即在空氣中加入4%以上的氧。富氧空氣經熱風爐預熱，從高爐下部第一風口噴入。到1984年，已完成1m3實驗爐和噴吹能力為每小時噴吹240公斤粉煤以及每小時可將100m3氧氣預熱到500℃的預熱設備。