变压吸附制氧技术罗茨真空泵的作用

山东鑫鸿伟环保设备有限公司在变压吸附制氧项目多采用“一拖二”的机组配备，即一台电机同时带动罗茨鼓风机和湿式罗茨真空泵运转，设备少但配置合理，主机的稳定性也好.2高炉富氧喷煤炼铁

实际上早期使用变压吸附制氧装置最多的就是高炉炼铁。包括国外的变压吸附制氧装置打入中国最早的领域就是电炉炼钢和高炉炼铁，

比如韶关钢厂和邯钢就是最早最先采用国外变压吸附制氧装置来进行电炉炼钢和高炉炼铁。

高炉炼铁采用大喷煤和富氧至23%~24%能显著提高焦炉比，节省焦炭，提高炼铁效益。高炉富氧喷煤炼铁采用的氧气纯度要求不高，

80%的氧气再通过鼓风机鼓风混氧至23%~24%，形成富氧空气，就满足了富氧喷煤的要求。

如果采用深冷制氧机用于高炉富氧喷煤炼铁就要加大罗茨鼓风机功率，加大鼓风量，把99.6%的氧气通过罗茨风机鼓风混氧至23%~24%，同样达到了富氧喷煤的目的，但是加大的鼓风机功率就白白浪费掉了，显得经济性就差一些。

1.3关于变压吸附制氧炼钢的氧气用量探讨

我们再讨论一下投资者关心的用变压吸附制氧炼钢氧气用量的问题。

实际上，只要保持氧气量供应充足，保持氧枪输出压力稳定不波动，

对炼钢速度和氧枪消耗都没有与使用深冷法制氧明显的不同。这是本公司调研了多家电炉炼钢厂获得到的反溃资料。

只是纯度低了一些，单位用氧量比深冷法要稍微大一些。这个增大的气量，也是93%纯度的氧折合到100%纯度的氧而需要多加的量

，即与深冷法近乎等同规格装置须增加的量，而多加的气量因为属于氧枪喷嘴调节的范围也不会使吹氧速度降低，进而满足与深冷法同样的炼钢速度要求。

以6000NM3/hO2空分为例，深冷法纯度是99.6%，

产量是6000NM3/hO2，变压吸附纯度是93%，气量就要做到6500 NM3/hO2，折合成99.6%的纯度氧后，产量就是与深冷法等同的6000NM�/hO2。

2.变压吸附制氧在有色冶炼中的应用

随着国家产业结构的调整，有色冶炼在近几年发展很快。在采用氧气底吹炼铅、炼铜、炼锌、

炼锑的工艺流程中和氧气浸出炼金、炼镍工艺的冶炼厂中不少厂家已经开始使用变压吸附制氧机。

钛白粉生产线也可以采用富氧在高温高压下与TICL4反应生产钛白粉PIO2（使用氧气纯度≥90%）。

下面着重谈谈变压吸附制氧机在富氧底吹炼铅工艺上的应用

设计院在四年前的富氧底吹炼铅工艺中关于制氧机提出的要求是95%纯度的氧气，95%纯度的氮气。

这个95%纯度的氧气正是现阶段变压吸附制氧机的极限。这个门坎的设定限制了变压吸附制氧机的使用范围。通过多年来的实践，现在设计院提的参数是85%纯度的氧气，90%纯度的氮气。这个纯度试验已经在一些冶炼厂的实际操作中得到佐证。

说明设计院对变压吸附制氧机的态度已经是务实和认可。笔者四年前在某家炼铅公司看到设计院关于制氧机的推荐：

“深冷机运转可靠；变压吸附需定期补充分子筛。采用变压吸附制氧机需要两套装置。”

设计院的推荐中没有出现“变压吸附制氧不能采用”的字眼。设计院认为变压吸附产品单一，能制氧不能同时制氮，炼铅炉氧枪喷射同时要用氮气保护，要制氮需要再上一套装置。设计院的观点是基于对原来变压吸附制氧机概念上的观点，实际上变压吸附制氧的技术发展是很快的，可靠性问题主流是肯定的。

制氮也不一定需要上第二套装置，变压吸附制氧可以利用罗茨真空泵解吸出的氮气再做少量回收处理，

回收氮气的产量和纯度也能达到保护气的要求，并且回收氮气增加的能耗加上制氧的能耗也低于同等产量深冷机的能耗指标。

尤其体现在中小型变压吸附制氧设备上，这样做氮气回收处理更有可操作性。

我们常常可以看到这种现象，新上项目试车阶段和项目完成以后种种原因不能满负荷生产，频繁开停制氧机，这对深冷机来说不仅造成水电浪费，而且还有损设备寿命。

实际上大家都知道有色冶炼需要混氧鼓风，

不需要纯度太高的氧气，采用变压吸附制氧机应该是很合适的，既方便操作，又减少了电费，既经济又实用。

深冷机和变压吸附制氧机只是适用场合不一样，用户应该从自身经济和实用角度考虑选择机型。

3.变压吸附制氧在富氧燃烧领域中的应用

空气中氧气含量为≤21%。工业锅炉及工业窑炉燃料的燃烧也是在这样空气含量下进行的工作。

实践表明：当锅炉燃烧的气体氧气量达到25%以上时，

节能高达20%；锅炉启动升温时间缩短1/2-2/3。而富氧是应用物理方法将空气中的氧气进行收集，使收集后气体中的富氧含量为25%-30%。

将这部份的富氧气体以二次风的方式送入锅炉或窑炉，可增加炉内整体或局部氧气含量，

减少炉内整体空气过剩系数，有效降低由于空气过剩系数大时过剩的空气系数将热量带走，降低排烟温度。

由于富氧的增加，可以提高着火的条件，燃烧完全，在节能的同时也保证了环保的效果，符合国家节能减排的要求

3.1富氧助燃技术的优点：

3.1.1增加热能利用率，提高火焰温度，从而达到节能降耗的目的。例如：玻璃窑炉可节能5-15%，提高产量5-10%。工业锅炉可节能5-15%。

3.1.2降低空气过剩系数，减少排烟量，降低排烟黑度，减少环境污染。

3.1.3设备整体性好，安装方便，效果好，投资回收快。

3.1.4安装周期短，见效快。

3.2富氧燃烧应用的范围

3.2.1工业燃烧锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉

3.2.2垃圾焚烧炉

3.3.3窑炉：如玻璃窑炉、水泥炉、陶瓷炉

3.3.4化工脱硫回收制酸

3.3.5硫酸盐纤维素（牛皮纸纤维素）的生产

3.3.6水泥工业中铁氧水泥、耐火砖制造等

富氧炼铝：日本三井氧化铝制造公司试验高炉炼铝技术，始于1975年，到1980年已在实验室制得纯度99.9%的高纯铝，1981年11月20日获准日本专利。高炉炼铝所用的热风，

可使用富氧空气，即在空气中加入4%以上的氧。富氧空气经热风炉预热，从高炉下部第一风口喷入。到1984年，已完成1m3实验炉和喷吹能力为每小时喷吹240公斤粉煤以及每小时可将100m3氧气预热到500℃的预热设备。