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变压吸附制氧及其在电弧炉炼钢中的应用

汇报人：

2024-01-28

目录

CONTENTS

变压吸附制氧技术概述

电弧炉炼钢简介

变压吸附制氧在电弧炉炼钢中的应用

案例分析

结论与展望

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变压吸附制氧技术概述

利用吸附剂对气体分子的选择性吸附特性

在高压下吸附空气中的氮气，低压下解吸氮气

通过周期性的压力变化实现氧气和氮气的分离

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空气压缩

预处理

变压吸附

氧气缓冲及输出

将空气压缩至一定压力，为后续吸附过程提供动力

去除空气中的水分、二氧化碳及杂质，保证吸附剂的使用寿命和制氧纯度

将制得的氧气储存于缓冲罐中，并通过减压装置输出至用户端

在吸附塔中，通过周期性切换阀门，实现氧气和氮气的分离

吸附塔

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提供空气压缩动力

包括过滤器、干燥器等，去除空气中的水分、杂质等

控制工艺流程中的气体流向和压力变化

装有专用吸附剂，实现氧气和氮气的分离

储存并输出制得的氧气

预处理系统

空气压缩机

氧气缓冲罐及输出装置

阀门及控制系统

适应性强

可根据用户需求调整制氧规模和纯度

维护成本低

吸附剂使用寿命长，更换简便，维护成本低廉

设备简单可靠

无需大型真空设备，运行稳定可靠

制氧纯度高

可制取纯度高达90%以上的氧气

能耗低

利用空气中的大量氮气来提高氧气浓度，无需额外消耗能源

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电弧炉炼钢简介

利用电极与炉料之间产生的电弧高温，使炉料迅速熔化。

电弧加热原理

通过向炉内吹氧，使铁水中的碳、硅、锰等元素氧化，达到炼钢的目的。

氧化还原反应

包括废钢、生铁、铁合金等原料的准备和预处理。

原料准备

将原料按一定比例装入电弧炉内。

装料

利用电弧高温将原料迅速熔化，形成铁水。

熔化期

向铁水中吹氧，使铁水中的杂质元素氧化，同时去除炉渣。

氧化期

加入还原剂，将氧化亚铁还原成铁，同时调整钢液成分和温度。

还原期

将炼好的钢液从电弧炉中倒出，进行后续的连铸或模铸工序。

出钢

用于装料、熔化和冶炼钢液的主体设备。

电弧炉本体

用于收集和处理冶炼过程中产生的烟尘和废气。

除尘系统

用于调整电极与炉料之间的距离，控制电弧长度和温度。

电极升降装置

用于向炉内吹氧，促进氧化还原反应的进行。

氧枪系统

用于将电弧炉倾斜，以便出钢和清理炉渣。

倾动装置

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高效率

高质量

灵活性

环保性

电弧炉炼钢具有高效率的特点，能够快速熔化原料并去除杂质。

通过精确控制氧化还原反应和温度，可以获得高质量的钢液。

电弧炉炼钢可以适应不同原料和钢种的生产需求，具有较大的灵活性。

采用先进的除尘系统和废气处理技术，可以降低对环境的影响。

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变压吸附制氧在电弧炉炼钢中的应用

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搅拌作用

通过向电弧炉内吹入氧气，可以搅拌铁水和钢水，促进成分均匀化和夹杂物上浮。

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氧气助燃

氧气作为助燃剂，可以提高燃烧温度和燃烧效率，促进炉内废钢的快速熔化。

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化学反应剂

氧气可以与铁水中的杂质元素发生氧化反应，降低钢中杂质含量，提高钢的质量。

安全操作

设备维护

优化氧气使用方式

加强技术研发

定期对变压吸附制氧系统进行维护和保养，确保设备处于良好状态。

在使用变压吸附制氧系统时，应严格遵守安全操作规程，防止发生安全事故。

进一步研究和探索变压吸附制氧技术在电弧炉炼钢中的应用潜力和优化方向，推动钢铁行业的绿色可持续发展。

根据电弧炉炼钢的实际需求，合理调整氧气的流量和压力等参数，以实现最佳的应用效果。

04

案例分析

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该变压吸附制氧系统主要由空气压缩机、冷却器、吸附塔、解吸塔、氧气缓冲罐等组成。

系统组成

利用分子筛吸附剂对空气中的氮气和氧气具有不同的吸附性能，通过周期性的压力变化，实现氮氧分离，从而制取氧气。

工作原理

该系统具有制氧效率高、运行稳定、维护简便等优点，能够满足钢厂连续生产的需求。

技术特点

氧气纯度提高

通过变压吸附制氧技术，氧气纯度得到显著提高，有利于电弧炉炼钢过程中的氧化反应进行。

炼钢效率提升

高纯度的氧气使得炼钢过程中的燃烧更加充分，提高了炼钢效率，缩短了冶炼时间。

节能减排

变压吸附制氧技术相较于传统制氧方法，具有较低的能耗和排放，符合绿色、低碳的炼钢发展趋势。

国内案例

国外案例

对比分析

某大型钢铁企业采用变压吸附制氧技术，成功应用于电弧炉炼钢生产，实现了氧气自给自足，降低了生产成本，提高了产品质量。

国际知名钢铁企业也广泛应用变压吸附制氧技术于电弧炉炼钢等领域，取得了显著的节能减排效果，提升了企业竞争力。

通过国内外典型案例的对比分析，可以看出变压吸附制氧技术在电弧炉炼钢中具有广泛的应用前景和优势。

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结论与展望

变压吸附制氧技术能够生产出高纯度的氧气，满足电弧炉炼钢对氧气的高要求，提高炼钢效率和质量。

提高氧气纯度

相比传