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新形勢下的鋼鐵行業如何選擇制氧技術

時間:2018-03-21   來源:中國冶金報  作者:曾巧巧

新形勢下鋼企希望提高制氧能力

現階段鋼鐵行業的新形勢表現為:

全球經濟持續復蘇,出口有所回暖,“一帶一路”建設將極大地帶動鋼鐵行業“走出去”,未來前景可期;國內基礎設施建設投資與房地產投資增幅雖然回落,但國內整體宏觀經濟運行良好,鋼鐵行業產銷增長明顯。

通過采取取締“地條鋼”和淘汰落后產能等措施,鋼鐵行業去產能取得顯著成效;部分區域性政策和環保政策對行業存在較大影響,如京津冀秋冬季大氣污染綜合治理攻堅方案,即“2+26”城市采暖季對鋼鐵等行業限停產政策,對于國內的鋼鐵產能客觀上起到了極大的抑制作用。市場供需得到有效調節,鋼材價格雖有震蕩,但將持續保持高位,鋼鐵行業盈利能力和水平也將保持高位。

鋼鐵行業技術進步和產業升級將進一步釋放優質產能,但嚴控新增產能的大形勢不變,促使鋼鐵行業增加對環保和技術進步的投入,降本增效,優化產業結構,提升產品競爭力和附加值,通過技術進步提高產能將成為鋼鐵行業的發展方向。

總之,現階段鋼鐵行業的整體發展形勢向好。但是,鋼鐵行業受原材料價格波動、政策效應、環保政策、國際貿易壁壘、下游產品供需、宏觀經濟發展等各方面綜合因素影響較大,對此,業內各機構和專家對于鋼鐵行業良好的發展勢頭能否長久持續看法并不一致。無論如何,大多數鋼鐵企業都想抓住這波行情,因此,在嚴控產能、等量置換、淘汰落后的情況下,相當一部分鋼鐵企業把目光投向那些能夠迅速帶來產能提高的技術上。其中,提高高爐富氧率是一個非常現實有效的辦法。在剛過去不久的2017年,多家鋼鐵企業都選擇提高自己的制氧能力,紛紛投資建設多套大型制氧機組,一種簡單高效的制氧方式受到熱捧,即變壓吸附制氧技術。

 

變壓吸附制氧技術優勢突出

變壓吸附制氧技術是通過吸附劑實現氧氣和氮氣的分離,其產品僅為單一的富氧,無其他副產品,一般作為高爐爐前富氧配套使用。筆者結合在國內專業從事變壓吸附制氧技術裝備研發生產的北京北大先鋒科技有限公司的實踐,認為與深冷技術相比,變壓吸附制氧技術生產的氧氣成本低,建設周期短,負荷調節方便,操作簡單,非常適合現階段鋼鐵企業增產需要。

首先,變壓吸附制氧的運行成本低。1立方米純氧(折合純度100%)電耗一般為0.32千瓦時~0.35千瓦時,按照電費0.5元/千瓦時計算,其運行成本約為0.15元/立方米氧氣,再將折舊、人工、維護等全部成本考慮在內,1立方米純氧的成本也在0.3元以下。

其次,建設周期短。從土建到安裝再到試產,一般情況下,變壓吸附制氧6個月以內便能產出氧氣。在現階段,鋼鐵企業更傾向于選擇工期短、見效快的增產途徑。裝置早日投產,早日帶來效益,按照目前的鋼鐵價格,效益非常可觀。

再其次,負荷調節方便。采用變壓吸附制氧后,全廠氧氣增加,在保證高爐開足馬力的基礎上,還可以將更多的高純氧氣送至煉鋼系統。此外,從長遠看,如果未來鋼鐵形勢轉冷,變壓吸附裝置負荷還可以配合生產計劃進行有效調節,進一步降低成本。

最后,操作方便。制氧設備自動化運行,企業僅需增加6名~8名操作工人,對人員的專業要求門檻低,很容易被納入現有能源系統,進行統一管理,不會給企業造成用人困擾。

 

以下為某鋼鐵企業投資建設變壓吸附制氧裝置的部分運行數據,可供參考。

該鋼鐵企業有3座高爐,一座3200m3高爐、一座2500m3高爐、一座1080m3高爐。高爐煉鐵富氧率每增加1%,理論可增產4.76%,實際可增產3%~4%,增加噴煤12kg/t~13kg/t,降低焦比0.5%;高爐煉鐵富氧率每增加1%,高爐煤氣的熱值提高3.4%,高爐煤氣作為熱風爐燃氣更容易燒爐。該鋼鐵企業綜合考慮高爐的生產現狀,計劃將3座高爐的富氧率由3.5%提高至4.4%左右,對應氧氣量由39000Nm3/h增加至49000Nm3/h,即純氧量增加10000Nm3/h。

按照煉鐵增產3%計算,該企業增加鐵產量475.2噸鐵/天,按照作業時間350天、噸鐵綜合增效700元計算,其經濟效益為11642萬元/年。

同時,年投入成本(包括水電氣、人工、維護、折舊)約為2000萬元,則年經濟效益約為9600萬元/年。

若與同規模深冷裝置相比,考慮工期差異和氧氣成本差異(統一按照0.1元/立方米氧氣計算),變壓吸附技術帶來的間接效益為:節約4個月工期,一次性效益為3200萬元;氧氣直接成本節約840萬元/年。

綜上所述,富氧大噴吹是現代大型煉鐵高爐節能、節焦、增產的重要措施之一,富氧還可促進高爐煤氣利用,富氧燃燒技術可以彌補高爐煤氣熱值低的不足,提高利用效率。鋼鐵企業若以提高高爐富氧率為切入點,配套建設相應規模的變壓吸附制氧系統,通過高爐富氧噴煤,提高煉鐵產量,將創造可觀的經濟效益。

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