{"id":3085,"date":"2024-01-12T00:00:00","date_gmt":"2024-01-12T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/new.ezask.cn\/news-information\/application-of-vpsa-oxygen-generation-technology-in-ladle-heating\/"},"modified":"2026-04-21T09:06:21","modified_gmt":"2026-04-21T09:06:21","slug":"application-of-vpsa-oxygen-generation-technology-in-ladle-heating","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/news-information\/application-of-vpsa-oxygen-generation-technology-in-ladle-heating.html","title":{"rendered":"Application de la technologie de g\u00e9n\u00e9ration d'oxyg\u00e8ne VPSA dans le chauffage des poches de coul\u00e9e"},"content":{"rendered":"

En 2020, la production d'acier brut, de fonte brute et d'acier de la Chine \u00e9tait respectivement de 1 053 millions de tonnes, 887,52 millions de tonnes et 1 324,89 millions de tonnes, repr\u00e9sentant des augmentations en glissement annuel de 5,2 %, 4,3 % et 7,7 %. La production d'acier brut repr\u00e9sentait 58 % de la production mondiale totale. De 2011 \u00e0 2020, les industries manufacturi\u00e8res chinoises et la production d'acier brut ont augment\u00e9 annuellement en moyenne de 7,9 % et 5,1 %, soutenant le d\u00e9veloppement de haute qualit\u00e9 de l'\u00e9conomie chinoise. Bien que la consommation \u00e9nerg\u00e9tique globale de la Chine par tonne d'acier ait diminu\u00e9 de 920 kgce\/t en 2000 \u00e0 567 kgce\/t en 2017, la consommation \u00e9nerg\u00e9tique de l'industrie sid\u00e9rurgique repr\u00e9sente encore 20 \u00e0 25 % de celle de l'ensemble des secteurs industriels et 15 % de la valeur nationale totale. Les \u00e9missions de carbone de l'industrie sid\u00e9rurgique chinoise repr\u00e9sentent 15 % du total, ce qui en fait le plus grand \u00e9metteur de carbone parmi les 31 cat\u00e9gories des industries manufacturi\u00e8res.<\/p>\n

Alors que les probl\u00e8mes environnementaux et climatiques mondiaux deviennent de plus en plus marqu\u00e9s ces derni\u00e8res ann\u00e9es, des d\u00e9fis s\u00e9rieux ont \u00e9t\u00e9 pos\u00e9s aux entreprises sid\u00e9rurgiques et m\u00e9tallurgiques du monde entier en mati\u00e8re de production \u00e9conome en \u00e9nergie et respectueuse de l'environnement. De nombreuses entreprises en Chine explorent de nouvelles mesures de production \u00e9conomes en \u00e9nergie et \u00e9cologiques dans le contexte de l'\u00ab objectif double carbone \u00bb du \u00ab pic carbone et de la neutralit\u00e9 carbone \u00bb. Un grand nombre d'\u00e9tudes th\u00e9oriques et de tests industriels ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9s sur la combustion enrichie en oxyg\u00e8ne et la combustion oxycombustible<\/u><\/strong><\/a>, suscitant des pr\u00e9occupations concernant les sources et l'\u00e9conomie de l'oxyg\u00e8ne pour les entreprises.<\/p>\n

1. Technologie de g\u00e9n\u00e9ration d'oxyg\u00e8ne VPSA<\/p>\n

1.1 Description du processus<\/p>\n

La VPSA est un proc\u00e9d\u00e9 de production d'oxyg\u00e8ne par adsorption sous pression et d\u00e9sorption sous vide. En fonction de la capacit\u00e9 d'adsorption du tamis mol\u00e9culaire d\u2019oxyg\u00e8ne vis-\u00e0-vis des diff\u00e9rents gaz pr\u00e9sents dans l\u2019air, l\u2019azote (N\u2082) de l\u2019air est adsorb\u00e9 par pressurisation pour g\u00e9n\u00e9rer de l\u2019O\u2082. L\u2019adsorbant est r\u00e9g\u00e9n\u00e9r\u00e9 apr\u00e8s la d\u00e9sorption sous vide du N\u2082, assurant ainsi un approvisionnement stable en oxyg\u00e8ne. Lorsque l\u2019air comprim\u00e9 traverse l\u2019adsorbant (tamis mol\u00e9culaire de z\u00e9olithe), une grande quantit\u00e9 de N\u2082 est captur\u00e9e et adsorb\u00e9e, tandis que les mol\u00e9cules d\u2019oxyg\u00e8ne sont s\u00e9par\u00e9es des mol\u00e9cules d\u2019azote. Quand la pression diminue, le N\u2082 adsorb\u00e9 par le tamis mol\u00e9culaire de z\u00e9olithe est lib\u00e9r\u00e9 afin de r\u00e9g\u00e9n\u00e9rer le tamis mol\u00e9culaire. En fonctionnement pratique, comme la capacit\u00e9 d\u2019adsorption de l\u2019adsorbant pour l\u2019Ar et l\u2019O\u2082 est pratiquement identique, la puret\u00e9 de l\u2019O\u2082 collect\u00e9 par le proc\u00e9d\u00e9 VPSA est inf\u00e9rieure \u00e0 95 %, l\u2019Ar et le N\u2082 n\u2019\u00e9tant pas totalement adsorb\u00e9s.<\/p>\n

1.2 Flux technique<\/p>\n

Adsorption par variation de pression sous vide (VPSA)<\/u><\/strong><\/a> est compos\u00e9e d\u2019un ventilateur, d\u2019une pompe \u00e0 vide, de vannes de commutation, de tours d\u2019adsorption et de r\u00e9servoirs tampons. L\u2019air comprim\u00e9 par le ventilateur Roots est envoy\u00e9 dans la cuve d\u2019adsorption apr\u00e8s l\u2019\u00e9limination des particules de poussi\u00e8re par des filtres \u00e0 l\u2019entr\u00e9e. Les adsorbeurs sont charg\u00e9s d\u2019adsorbant. H\u2082O, CO\u2082 et une petite quantit\u00e9 d\u2019autres composants gazeux sont d\u2019abord adsorb\u00e9s, puis N\u2082 est adsorb\u00e9 par le tamis mol\u00e9culaire d\u2019oxyg\u00e8ne, tandis que l\u2019O\u2082 (y compris l\u2019Ar), en tant que composant non adsorb\u00e9, s\u2019\u00e9coule par la sortie au fond des adsorbeurs vers les r\u00e9servoirs tampons comme gaz produit.<\/p>\n

Lorsque l\u2019adsorbant est totalement satur\u00e9 en N\u2082, les vannes de commutation activent la pompe \u00e0 vide pour \u00e9vacuer l\u2019adsorbeur (dans le sens inverse de l\u2019adsorption) et les gaz adsorb\u00e9s (H\u2082O, CO\u2082, N\u2082 et autres) sont \u00e9vacu\u00e9s vers l\u2019atmosph\u00e8re pour r\u00e9g\u00e9n\u00e9rer l\u2019adsorbant.<\/p>\n

Pour r\u00e9sumer ce qui pr\u00e9c\u00e8de, l\u2019air est envoy\u00e9 sous pression dans les cuves d\u2019adsorption radiales via les filtres avant le ventilateur, et les deux adsorbeurs radiaux travaillent en alternance pour r\u00e9aliser le cycle d\u2019adsorption et de d\u00e9sorption. L\u2019O\u2082 produit entre dans les r\u00e9servoirs tampons pour stabiliser la pression, formant ainsi une alimentation externe stable en O\u2082 \u00e0 basse pression.<\/p>\n

1.3 Avantages techniques<\/p>\n

La large application de la production d\u2019oxyg\u00e8ne par VPSA dans l\u2019industrie m\u00e9tallurgique b\u00e9n\u00e9ficie de ses avantages techniques et \u00e9conomiques uniques par rapport au proc\u00e9d\u00e9 de s\u00e9paration cryog\u00e9nique de l\u2019air.<\/p>\n

(1) Proc\u00e9d\u00e9 simple et stable, moins d\u2019\u00e9quipements auxiliaires et mobiles, co\u00fbts d\u2019exploitation et de maintenance r\u00e9duits.<\/p>\n

(2) Ensemble complet int\u00e9gr\u00e9 de mani\u00e8re ind\u00e9pendante, exploitation et production flexibles, r\u00e9gulation de charge de 50 \u00e0 100 % pour s\u2019adapter aux fluctuations de production, d\u00e9marrage et arr\u00eat rapides en moins de 30 minutes.<\/p>\n

(3) Emprise au sol r\u00e9duite, investissement moindre. D\u00e9bit de 2 000 \u00e0 15 000 Nm3<\/sup>\/h peut mieux r\u00e9pondre aux besoins de diff\u00e9rents proc\u00e9d\u00e9s. Dans les secteurs industriels chinois, des unit\u00e9s d\u2019oxyg\u00e8ne VPSA \u00e0 grande \u00e9chelle allant de 20 000 Nm3<\/sup>\/h \u00e0 50 000 Nm3<\/sup>\/h ont d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 couramment appliqu\u00e9es.<\/p>\n

(4) L\u2019O\u2082 \u00e0 basse pression correspond mieux \u00e0 la demande d\u2019oxyg\u00e8ne basse pression pour la combustion dans la plupart des entreprises m\u00e9tallurgiques et permet simultan\u00e9ment d\u2019\u00e9conomiser l\u2019\u00e9nergie des compresseurs utilis\u00e9s pour l\u2019O\u2082 haute pression.<\/p>\n

(5) Co\u00fbt de production d\u2019oxyg\u00e8ne r\u00e9duit. Le gaz naturel peut \u00eatre \u00e9conomis\u00e9 gr\u00e2ce aux technologies de combustion enrichie en oxyg\u00e8ne ou d\u2019oxycombustion pour r\u00e9duire efficacement le co\u00fbt de production de l\u2019entreprise. Son co\u00fbt d\u2019environ 0,2 \u00e0 0,3 \u00a5\/Nm3<\/sup> est bien inf\u00e9rieur \u00e0 celui de la s\u00e9paration cryog\u00e9nique traditionnelle de l\u2019air, qui est de 0,5 \u00a5\/Nm3<\/sup>.<\/p>\n

2. Cas d\u2019application<\/p>\n

Une entreprise sid\u00e9rurgique chinoise a modifi\u00e9 ses 3 syst\u00e8mes de chauffage de poches (120 t). L\u2019ancienne combustion de gaz naturel assist\u00e9e par l\u2019air a \u00e9t\u00e9 mise \u00e0 niveau vers une oxycombustion, c\u2019est-\u00e0-dire que le gaz naturel est assist\u00e9 par de l\u2019oxyg\u00e8ne \u00e0 91 % fourni par une unit\u00e9 d\u2019oxyg\u00e8ne VPSA. La capacit\u00e9 en oxyg\u00e8ne du syst\u00e8me de production d\u2019oxyg\u00e8ne VPSA est de 800 Nm3<\/sup>\/h avec une puret\u00e9 \u2265 91 %, en tenant compte de l\u2019utilisation simultan\u00e9e des 3 r\u00e9chauffeurs de poches et du r\u00e9approvisionnement r\u00e9siduel en O\u2082 disponible dans l\u2019aci\u00e9rie.<\/p>\n

3. Principales r\u00e9novations<\/p>\n

(1) R\u00e9novation du br\u00fbleur et du syst\u00e8me de combustion<\/p>\n

Le br\u00fbleur utilise des buses \u00e0 gaz naturel et \u00e0 oxyg\u00e8ne \u00e0 haute vitesse. Une alimentation en oxyg\u00e8ne par paliers est adopt\u00e9e, comprenant une buse centrale de gaz naturel, une alimentation primaire centrale en oxyg\u00e8ne et une alimentation secondaire excentr\u00e9e en oxyg\u00e8ne. Le br\u00fbleur est mont\u00e9 int\u00e9gralement avec une capacit\u00e9 de chauffage de 2 MW, un d\u00e9bit nominal de gaz naturel de 200 Nm3<\/sup>\/h et un pouvoir calorifique de 33 440 kJ\/Nm3<\/sup>.<\/p>\n

Le syst\u00e8me de combustion d'origine a \u00e9t\u00e9 modifi\u00e9 en retirant le ventilateur d'air et le syst\u00e8me de tuyauterie d'origine pour construire un nouvel ensemble de vannes de r\u00e9gulation d'alimentation en oxyg\u00e8ne contenant des vannes de r\u00e9gulation de d\u00e9bit et des vannes d'arr\u00eat d'urgence afin d'assurer la s\u00e9curit\u00e9 de l'alimentation en oxyg\u00e8ne.<\/p>\n

(2) Am\u00e9liorations du contr\u00f4le automatique<\/p>\n

Le syst\u00e8me de contr\u00f4le d'origine est am\u00e9lior\u00e9 pour r\u00e9aliser l'avertissement d'urgence, la coupure automatique ou le chauffage bas\u00e9 sur le contr\u00f4le du rapport volumique gaz naturel\/oxyg\u00e8ne.<\/p>\n

(3) Autres modifications<\/p>\n

En modifiant la taille et les exigences de charge du br\u00fbleur, la structure du couvercle de poche, le m\u00e9canisme de levage par treuil, le r\u00e9fractaire \u00e0 l'int\u00e9rieur du couvercle de poche et les bras rotatifs ont \u00e9t\u00e9 r\u00e9nov\u00e9s en cons\u00e9quence.<\/p>\n

4. Analyse des effets<\/p>\n

4.1 \u00c9conomies d'\u00e9nergie et r\u00e9duction des \u00e9missions<\/p>\n

La consommation moyenne de gaz naturel d'une poche de 120 t avant transformation est de 227 Nm3<\/sup>\/h. Apr\u00e8s la mise \u00e0 niveau, elle a diminu\u00e9 \u00e0 131,6 Nm3<\/sup>\/h, \u00e9conomisant en moyenne 95,4 Nm3<\/sup>\/h (42 %), et 315,84 Nm3<\/sup>\/h de consommation d'O2 ont \u00e9t\u00e9 simultan\u00e9ment \u00e9conomis\u00e9es. Compte tenu de la fr\u00e9quence d'utilisation de chaque \u00e9quipement de chauffage de poche de 6 000 h par an, 572 400 Nm3<\/sup> de gaz naturel pourraient \u00eatre \u00e9conomis\u00e9s par an. De plus, en prenant le pouvoir calorifique du gaz naturel comme 33 440 kJ\/m3<\/sup>, l'utilisateur peut \u00e9conomiser 654,1 tce\/a et r\u00e9duire 21 124,4 t\/a d'\u00e9missions de CO, soit 0,3 Nm3<\/sup> de gaz naturel peuvent \u00eatre \u00e9conomis\u00e9s pour 1 Nm3<\/sup> d'O2 introduit dans le r\u00e9chauffeur de poche, et 1,96 kg d'\u00e9missions de CO2 peuvent \u00eatre r\u00e9duits.<\/p>\n

4.2 Avantages \u00e9conomiques<\/p>\n

Fourni par gazoduc, le prix moyen de son gaz naturel est de \uffe53.5\/Nm3<\/sup> pour l'ann\u00e9e enti\u00e8re, tandis que l'oxyg\u00e8ne fourni par l'installation VPSA-O2 n'est que de \uffe50.4\/Nm3<\/sup> en tenant compte des co\u00fbts d'exploitation, de maintenance et de personnel en comparaison. L'oxyg\u00e8ne produit par la technologie VPSA est \u226591%. Pour une combustion compl\u00e8te du gaz naturel, la teneur en oxyg\u00e8ne est contr\u00f4l\u00e9e \u00e0 environ 3%, et le rapport oxyg\u00e8ne\/gaz naturel est maintenu \u00e0 2.4. Par cons\u00e9quent, la consommation moyenne d'O2 apr\u00e8s la modification est de 131.6 m3<\/sup>\/h\u00d72.4=315.84 m3<\/sup>\/h.<\/p>\n

Sans tenir compte d'autres facteurs, le co\u00fbt de l'oxyg\u00e8ne d'un r\u00e9chauffeur=315.84\u00d76,000\u00d70.4=\uffe5758,016\/a, le gaz naturel \u00e9conomis\u00e9=95.4\u00d76,000\u00d73.5=\uffe52,003,400\/a, et les avantages \u00e9conomiques directs d'un r\u00e9chauffeur apr\u00e8s r\u00e9novation=co\u00fbt du gaz naturel \u00e9conomis\u00e9-co\u00fbt de l'oxyg\u00e8ne=\uffe51,245,000\/a.<\/p>\n

5. Conclusion<\/p>\n

(1) La production d'oxyg\u00e8ne par VPSA pr\u00e9sente des avantages techniques uniques par rapport au processus cryog\u00e9nique et est plus adaptable aux exigences d'une faible consommation d'oxyg\u00e8ne avec des charges variables dans l'industrie m\u00e9tallurgique. Elle contribue \u00e0 r\u00e9duire les co\u00fbts et les risques li\u00e9s \u00e0 l'investissement, au terrain de construction, \u00e0 l'exploitation et \u00e0 la maintenance, etc., et aide les utilisateurs \u00e0 optimiser et \u00e0 am\u00e9liorer le processus de production existant.<\/p>\n

(2) Avec un co\u00fbt total de production d'oxyg\u00e8ne par VPSA d'environ \uffe50.4\/Nm3<\/sup>, apr\u00e8s application de la combustion oxycombustible, 1 Nm3<\/sup> d'oxyg\u00e8ne permet d'\u00e9conomiser 0.3 Nm3<\/sup> de gaz naturel et r\u00e9duit d'environ 1.96 kg les \u00e9missions de CO2. Globalement, un co\u00fbt de production annuel d'environ \uffe51,245,000 pourrait \u00eatre \u00e9conomis\u00e9, ce qui entra\u00eene des avantages \u00e9conomiques et environnementaux significatifs.<\/p>\n

(3) Actuellement, le rapport air\/gaz dans le r\u00e9chauffeur est de 2.4, et la teneur en oxyg\u00e8ne r\u00e9siduel dans les gaz de combustion est mesur\u00e9e \u00e0 environ 3%. Compte tenu de la vitesse de combustion et de la vitesse de propagation de la flamme de la combustion enrichie en oxyg\u00e8ne, le rapport oxyg\u00e8ne\/carburant a encore un potentiel d'optimisation.<\/p>\n

(4) L'article analyse la coproduction d'\u00e9quipements d'oxyg\u00e8ne VPSA et du syst\u00e8me de chauffage de poche, et la technologie de g\u00e9n\u00e9ration d'oxyg\u00e8ne VPSA est \u00e9galement largement appliqu\u00e9e dans d'autres proc\u00e9d\u00e9s tels que la combustion enrichie en oxyg\u00e8ne du haut fourneau et la fabrication d'acier au four \u00e9lectrique. Il est int\u00e9ressant d'am\u00e9liorer l'efficacit\u00e9 et les profits pour les utilisateurs.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En 2020, la production d'acier brut, de fonte brute et d'acier de la Chine \u00e9tait respectivement de 1 053 millions de tonnes, 887,52 millions de tonnes et 1 324,89 millions de tonnes, repr\u00e9sentant des augmentations annuelles de 5,2 %, 4,3 % et 7,7 %. La production d'acier brut repr\u00e9sentait 58 % de la production mondiale totale. De 2011 \u00e0 2020, les industries manufacturi\u00e8res chinoises et la production d'acier brut ont augment\u00e9 chaque ann\u00e9e\u2026<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":1795,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_gspb_post_css":"","_kad_blocks_custom_css":"","_kad_blocks_head_custom_js":"","_kad_blocks_body_custom_js":"","_kad_blocks_footer_custom_js":"","_kad_post_transparent":"","_kad_post_title":"","_kad_post_layout":"","_kad_post_sidebar_id":"","_kad_post_content_style":"","_kad_post_vertical_padding":"","_kad_post_feature":"","_kad_post_feature_position":"","_kad_post_header":false,"_kad_post_footer":false,"_kad_post_classname":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-3085","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized"],"acf":{"en-title":"","en-meta":"","en-content":"","es-title":"","es-meta":"","es-content":"","ru-title":"","ru-meta":"","ru-content":"","pt-title":"","pt-meta":"","pt-content":"","de-title":"","de-meta":"","de-content":"","th-title":"","th-meta":"","th-content":"","ja-title":"","ja-meta":"","ja-content":"","ko-title":"","ko-meta":"","ko-content":"","fr-title":"","fr-meta":"","fr-content":"","ar-title":"","ar-meta":"","ar-content":"","id-title":"","id-meta":"","id-content":""},"taxonomy_info":{"category":[{"value":1,"label":"Uncategorized"}]},"featured_image_src_large":["https:\/\/vpsatech.com\/wp-content\/uploads\/2026\/04\/1705025532267430.jpg",567,330,false],"author_info":{"display_name":"yiyunyingalex","author_link":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/author\/yiyunyingalex\/"},"comment_info":0,"category_info":[{"term_id":1,"name":"Uncategorized","slug":"uncategorized","term_group":0,"term_taxonomy_id":1,"taxonomy":"category","description":"","parent":0,"count":193,"filter":"raw","cat_ID":1,"category_count":193,"category_description":"","cat_name":"Uncategorized","category_nicename":"uncategorized","category_parent":0}],"tag_info":false,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3085","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3085"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3085\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3280,"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3085\/revisions\/3280"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1795"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3085"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3085"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/vpsatech.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3085"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}