工业气体介绍.pdf

工业气体(空分)设备的应用
工业气体是指氧、氮、氩、氖、氮、、氙、氢気、二氧化碳、乙
炔、天然气等。由于这些气体具有固有的物理和化学特性,因此在国
民经济中占有举足轻重的地位,推广应用速度非常快,几乎渗透到各
行各业。
工业气体用量最多的传统产业有:炼钢、炼铁、有色金属治炼、
化肥生产、乙稀、丙稀、聚氯乙稀、人造纤维、合成纤维、硅胶橡制
品、电缆和合成革等石油化学工业、机械工业中的焊接,金属热处
理、氨扦漏等,浮法玻璃生产等。由于这些传统产业在近儿年发展迅
速,工业气体的用量也达到高峰
工业气体用量正在掘起的产业有:煤矿灭火、石油开采、煤气
化和煤液化,玻璃熔化炉、水泥生产窑、耐火材料生产窑,砖瓦窑等
工业炉審、食品速冻,食品气调包装、啤酒保鲜、光学、国防工业中
的燃料、超导材料生产、电子、半导体、光纤生产、农业、畜牧业
鱼业、废水处理、漂白纸浆、垃圾焚烧、粉碎废旧轮胎等环保产业、
建筑、气象、文化、文物保护、体育运动、公安破案、医疗保健产业
中的冷リ、重危病人吸氧、高压氧治疗、人体器管低温冷藏、麻悴
技术及氧吧等。
工业气体应用正在试验中的产业有:固体氮生产,燃料电池生产
磁性材料生产,超细加工,天然气发电,压缩天然气汽车,氢能汽车
生产等
工业气体用量较多的产业如钢铁、化肥、化工、玻璃及化纤行
业均自建气体生产设备,实行自产自销的企业经营方针,一些工业气
体用量较少的产业,主要依市场购买工业气体。因此工业气体的液体
市场正在掘起,应用领域也越米越广泛,如1999年美国液氧和液氮
市场,按行业分,各行业的占有比例如下:
液氧市场:机械16%、金属14%、保健13%、电子12%、焊接10%、
运输10%、化工9%、玻璃5%、运输服务2%、造纸1%、实验室1%、
他7
液氮市场:化工22%、食品20%、电子16%、机械7%、金属6%、
油气5%、石油4%、运输4%、橡胶3%、实验室3%、制造2%、其
他86。
我国的江苏、上海和马鞍山有丰富的液态工业气体资源。每年可
提供约90万吨的液体产品供市场需要。河北省每年也可提供30万吨
的液体产品满足市场需要。
钢铁工业中的应用
吹氧炼钢:吹氧炼钢,已为各国普遍采用,成为钢铁工业飞跃
发展的一条重要途径。吹氧炼钢的主要方式有:转炉纯氧顶吹或底吹
炼钢、电孤炉炼钢和平炉炼钢。转炉炼钢每吨钢耗氧50-60m3:电孤
炉炼钢侮吨钢耗氧10~-25m3:平炉炼钢每吨钢耗耗氧20~40m3。1993
年世界各国或地区各种炼钢法所占的比例(%),其中中国:转炉钢
是63.8%(美国为61.8%,日本为68.8%,卢森堡为100%,奥地利为
90.19%6)、电弧炉钢为21.8%(关国为38.2%,日本为31.2%,奥地利
为9.9%)、平炉钢为14.2%(美、日、奥均为0)、其他钢为0.2%(美
日、奥均为0)。世界:转炉59.4%,电弧炉31.0%,平炉9.6%,其
他0.1%。进入90年代,电炉短流程技术在世界蓬勃发展。现代化大
型电炉采用了各种强化供氧技术,提高生产效率和降低电耗。和30
年前相比,电炉的治炼周期从210min降低到55min,治炼电耗从
650kWht降低到350kWh/t,而氧气的用量从8m3增加到35~60m3/t
炼钢用氧要求氧气纯度达到99.6%,避免钢水吸氧,一-般要求总管压
力大于2MPa,工作压力大于1.2MPa,气体要求清洁,元水无油。
此外,轧钢待吨钢耗氧3~6m3、钢材加工、连铸坯火焰切割,火
焰清除、炉衬火焰每吨钢耗氧11.4~14.2m3
高炉富氧喷煤炼铁:高炉富氧喷煤炼佚可提高利用系数和降低
焦比。1991年3月12至5月24日,首钢公司在1号高炉进行了高
富氧大喷煤试验,最高富氧率达5.5%,鼓风中每富氧1%,可增产
5%6~3.0%,试验期55天,共增产生铁1.17万吨;每富氧1%,可提
高煤气热值1.28%~2.009%,相当于使用风温升高32~79C。鞍钢2号
高炉富氧喷煤冶炼试验(1992年3月~1993年3月),氧气山鞍钢氧
气厂提供,气量10000~12000m3/h,纯度99.5%,压力1.2~1.6MPa(进
入高炉冷风前减压至0.6MPa)。为安全,系统安装了氮和均压设施,
冶炼结果,富氧鼓风以后,平均每富氧1%,可增产2.27%,温度升
高35℃,吨铁成本降低6.91元。1993年12月14~15日,治金部科
技司组织鉴定,当富氧到24.71%时,喷煤暈达161kg/t,入炉焦比
降到407kgt,综合焦比降到536kgft。
熔融还原炼铁:21世纪,对钢铁工业发展的基本要求是消除坏
境污染。为根本改变钢铁工业的污染现状,许多发达国家纷纷投入巨
资开发熔融还原炼铁技术。熔融还原采用纯氧燃烧煤,代替焦炭炼铁。