Unidad de separación de aire-a gran escala para acería
Introducción
El equipo-de separación de aire a gran escala que sustenta las acerías es el "segundo alto horno" de la industria siderúrgica y proporciona los gases esenciales oxígeno, nitrógeno y argón. Las características principales de este tipo de equipo son una escala ultragrande, una confiabilidad ultra-alta y un diseño personalizado según el ritmo de producción de acero.
Principio de funcionamiento: ciclo personalizado para la "respiración" del acero.
El principio se puede resumir como "congelación profunda, separación por destilación, producción flexible", y todo el proceso está diseñado estrechamente en torno a las características de gran consumo de gas, múltiples presiones y picos periódicos en la producción de acero.
1. Compresión y purificación del aire:
Una gran cantidad de aire ambiente se comprime a aproximadamente 0,5 MPa mediante un compresor de aire centrífugo de alta-potencia y luego se purifica mediante un sistema de purificación de tamiz molecular para eliminar el agua, el dióxido de carbono y los hidrocarburos, proporcionando materias primas limpias para la separación a baja-temperatura.
2. Ultracongelación e intercambio de calor:
El aire purificado se enfría a una temperatura cercana a la temperatura de licuefacción (aproximadamente -172 grados) mediante el gas frío del producto que regresa al intercambiador de calor principal. La máquina de expansión proporciona la gran mayoría de la capacidad de enfriamiento requerida por el sistema.
3. Separación por destilación del núcleo: el aire líquido ingresa al sistema de torre de destilación de dos-etapas.
Torre inferior: realice una separación preliminar para producir aire líquido rico en oxígeno y nitrógeno líquido puro.
Torre superior: realice una separación final de precisión para obtener oxígeno líquido de alta-pureza en la parte inferior y nitrógeno de alta-pureza en la parte superior de la torre superior. La fracción de argón se extrae del centro de la torre superior y se envía al sistema completo de producción de argón por destilación para su posterior purificación.
4. Procesamiento de productos y mezcla flexible (núcleo personalizado para acerías):
Oxígeno: De acuerdo con los requisitos de la tecnología del acero, el oxígeno de diferentes niveles de presión (como baja-presión para el alto horno y alta-presión para el convertidor) se produce mediante un proceso de compresión interna (bomba de oxígeno líquido + intercambio de calor de alta-presión) o un proceso de compresión externa (compresor de oxígeno), y se transporta a grandes tanques esféricos para su almacenamiento para equilibrar el enorme consumo instantáneo de oxígeno que sopla en el convertidor.
Nitrógeno/argón: extraído de diferentes puntos de la torre de destilación, presurizado a varios niveles de presión mediante un compresor, formando una red de tuberías que cubre toda la planta.
Parámetro
Oxígeno
|
Producción |
Pureza |
Presión |
|
Conjunto único 20000-100000+Nm ³/h |
Mayor o igual a 99,6% |
Consumo de oxígeno para alto horno: ~0,8-1,6 MPa Oxígeno para convertidor: 2,5-3,5 MPa |
Nitrógeno
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Producción |
Pureza |
Presión |
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Aproximadamente 2-3 veces la producción de oxígeno. |
99,999% (Menor o igual a 10 ppm O₂) |
Múltiples tipos: desde soplado-de baja presión hasta pulverización de media presión. |
Argón
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Producción |
Pureza |
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Aproximadamente 5% -12% de la producción de oxígeno. |
Mayor o igual a 99,999% |
Funcionamiento y consumo de energía.
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Consumo de oxígeno unitario |
Tiempo de funcionamiento anual |
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0,35 – 0,45 kWh/Nm³ O₂ |
Mayor o igual a 8.300 horas |
(Solo como referencia)
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