OKSIGEN VPSA: Pasokan Oksigen Indah untuk Pembuatan Baja EAF

Latar Belakang

Pada Juli 2016, sebuah berita disiarkan oleh CCTV bahwa Jiangsu Huada Steel Company memproduksi baja di bawah standar, dan setelah itu, pemerintah fokus untuk merenovasi industri ini. Hingga akhir Juni 2017, lebih dari 700 perusahaan baja di bawah standar telah ditutup, dan total kapasitas 0,14 miliar berkurang karenanya.

Dengan berjalannya Reformasi Pasokan dan Kebijakan Pengurangan Kapasitas, terutama di bawah latar belakang pelarangan perusahaan baja di bawah standar, industri baja mulai menghasilkan keuntungan dan harga besi tua menyentuh titik terendah dan mulai naik. Dalam jangka panjang, ini adalah langkah penting untuk konservasi lingkungan dengan memperluas proses pendek dan mengurangi proses panjang. Ini adalah salah satu tujuan pembangunan berkelanjutan bagi industri baja untuk mengembangkan teknologi pembuatan baja EAF.

Atas dasar itu, EAF mulai diproduksi kembali dan proyek baru semakin meningkat di China. Pada saat yang sama, semakin banyak teknologi dan proses baru diterapkan dalam praktik, yang menjadi lebih tergantung pada oksigen. Dalam proses pembuatan baja EAF, oksigen digunakan di banyak area: penambahan minyak oksigen, nosel pembakaran oksigen, pembakaran sekunder, pencampuran besi cair, dll. Oksigen memainkan peran yang sangat signifikan, seperti meningkatkan kapasitas, memperpendek periode, mempertahankan suhu refraktori, mengurangi konsumsi bahan bakar. Jadi pabrik oksigen VPSA yang ekonomis dan stabil adalah pilihan pertama bagi perusahaan baja EAF.

Status kebutuhan oksigen dan titik sakitMetode pembuatan oksigen tradisional untuk EAF adalah kriogenik, juga disebut fraksinasi suhu rendah, yang ditemukan oleh profesor Linde. Dalam kenyataannya, ini adalah teknologi gas cair dengan mesin, yang memisahkan oksigen dari udara dengan titik didih yang berbeda melalui proses, seperti kompresi gas ekspansi throttling atau ekspansi adiabatik, pendinginan, dll.

Ada beberapa karakteristik kriogenik sebagai berikut: kemurnian tinggi, konsumsi daya tinggi. Dengan peningkatan kapasitas, biaya untuk satu meter kubik oksigen adalah 0,3 hingga 1,0 CNY. Pada saat yang sama, pembuatan baja EAF memiliki kebutuhan oksigen yang tidak konsisten, sementara kriogenik konsisten. Jadi, dalam proses kriogenik, kelebihan oksigen yang diproduksi akan dibuang ke udara, dan tingkatnya sekitar 10%, bahkan 20%.

Dengan boomingnya pembuatan baja EAF dalam dua tahun terakhir, masih banyak perusahaan EAF yang kekurangan oksigen. Perusahaan-perusahaan tersebut harus membeli oksigen cair dalam jangka waktu lama untuk membangun pabrik oksigen milik mereka sendiri. Untuk kebutuhan panas akan oksigen di industri baja, biaya oksigen adalah 1200 hingga 3000 CNY per ton, yaitu 1,7 hingga 4,3 CNY per meter kubik oksigen, yang jauh lebih mahal daripada rata-rata di industri baja.

Untuk beberapa perusahaan baja tertentu, di bawah kebijakan konservasi lingkungan dan pembatasan pasokan listrik, pabrik oksigen mereka akan berhenti beroperasi secara tidak terduga, sehingga produksi berada dalam situasi yang memalukan. Diperlukan setidaknya 2 hingga 3 hari untuk memulai dan menghentikan operasi pabrik oksigen kriogenik, sehingga ini bukan pilihan yang baik bagi perusahaan di bawah kebijakan tersebut.

Dibandingkan dengan kriogenik, VPSA memiliki keunggulan berikut: konsumsi daya rendah, waktu mulai dan berhenti yang singkat, kontrol beban yang fleksibel, yang paling sesuai dengan kebutuhan pembuatan baja EAF.

Karakteristik Teknologi Oksigen VPSA Teknologi oksigen VPSA memisahkan oksigen dari nitrogen melalui daya tarik zeolit adsorben terhadap nitrogen karena reaksi kuat antara zeolit dan molekul nitrogen, di mana oksigen melewati adsorben. Teknologi ini ditemukan pada tahun 1950-an oleh Praxair, dan hingga saat ini, di bawah promosi Beijing Peking University Pioneer Technology Company, Tiongkok telah menjadi pasar terbesar VPSA.

Pabrik oksigen VPSA terutama terdiri dari sistem daya (blower, pompa vakum, sistem PLC) dan sistem adsorpsi. Udara bahan baku akan dimasukkan ke dalam bejana adsorpsi setelah dibersihkan debu oleh filter. Bejana dipasang dengan adsorben. Setelah pra-perawatan, air, karbon dioksida, dan sedikit komponen lain di udara akan teradsorpsi, dan kemudian nitrogen akan teradsorpsi oleh zeolit adsorben. Dalam proses ini, oksigen dan argon akan mengalir melalui adsorben dan diperkaya ke dalam tangki penyangga. Kemurnian oksigen dapat disesuaikan antara 50% hingga 93%.

Ketika proses ini berlangsung hingga tingkat tertentu, adsorpsi mencapai titik jenuh, di mana pompa vakum akan memvakum bejana (proses kebalikan dari adsorpsi). Air, karbon dioksida, nitrogen, dan komponen kecil lainnya akan didesorpsi ke udara, dan adsorben diregenerasi. Proses semacam itu dikendalikan secara otomatis oleh sistem PLC.

Keunggulan teknologi oksigen VPSA 1. Konsumsi daya rendah, dan biaya per meter kubik oksigen 0,2 CNY.
2. Biaya perawatan rendah pada sistem daya (blower dan pompa vakum), karena merupakan peralatan perpindahan positif dan tanpa minyak. Mudah dirawat.
3. Kontrol otomatis yang tinggi. Sistem daya berjalan secara sinkron dengan sistem adsorpsi, dan satu tombol akan memulai pabrik. Dua pekerja per shift, dan tidak ada pekerja yang bertugas.
4. Operasi penurunan yang fleksibel. Rasio penurunan dapat disesuaikan antara 50% hingga 100% dengan urutan waktu.
5. Mulai dan berhenti cepat. Pabrik dapat menghasilkan oksigen 20 menit setelah mulai.
6. Periode konstruksi pendek. Pompa vakum dan blower adalah peralatan konvensional, sehingga biasanya membutuhkan waktu 6 bulan dari konstruksi hingga menghasilkan oksigen.

Aplikasi Teknologi Oksigen VPSA Pabrik EAF Tiongkok telah mulai mengganti pabrik kriogenik atau tangki penyimpanan oksigen cair dengan pabrik oksigen VPSA. Perusahaan Baja Khusus Zhejiang Wantai, Perusahaan Khusus Zunyi Changling, Perusahaan Baja Luzhou Yixin, Perusahaan Logam Chizhou Guichi Guihang mengganti pabrik oksigen asli dengan pabrik oksigen VPSA dalam beberapa tahun terakhir.

Teknologi oksigen VPSA dapat menghasilkan oksigen dengan kemurnian 93%, sehingga beberapa perusahaan EAF khawatir kemurnian ini rendah dan tidak cocok untuk pembuatan baja khusus. Sebenarnya, proses awal pembuatan baja biasa dan pembuatan baja khusus adalah sama, di mana beberapa elemen ditambahkan ke dalam tungku untuk mengubah komposisi baja khusus, dan kemudian oksigen dimasukkan ke dalam tungku untuk dekarbonisasi. Akhirnya, baja diproduksi, dan tidak diperlukan oksigen dalam pemurnian halus. Jadi, esensi pembuatan baja khusus dan pembuatan baja biasa adalah sama.

Terdapat 3% nitrogen dan 4% argon dalam gas oksigen produk, sehingga beberapa perusahaan EAF khawatir nitrogen akan mempengaruhi spesifikasi baja khusus. Sebenarnya, tidak ada persyaratan tertentu tentang kandungan nitrogen dalam baja paduan, seperti baja pegas, baja bantalan, dan pipa baja seamless, terutama tidak ada persyaratan dalam baja biasa. Terlalu banyak nitrogen dapat menyebabkan kandungan nitrogen berlebih pada baja dampak suhu rendah (Tiongkok memiliki persyaratan khusus 70ppm untuk kandungan nitrogen dalam baja dampak suhu rendah, seperti baja yang digunakan di sumur minyak untuk kapal). Namun, begitu banyak perusahaan baja EAF tidak memproduksi baja dampak suhu rendah seperti itu, sehingga teknologi oksigen VPSA memiliki potensi besar.

Setelah analisis data yang memadai, ada juga pengalaman kaya tentang aplikasi oksigen EAF. Perusahaan Amerika Praxair membuktikan bahwa teknologi oksigen VPSA tidak akan menambah kandungan nitrogen dalam baja cair dalam proses EAF, setelah survei jangka panjang. 60% hingga 70% pabrik EAF menggunakan teknologi oksigen VPSA untuk pembuatan baja, dan hingga saat ini, ada hampir 100 pabrik EAF di dunia yang menggunakan teknologi oksigen VPSA untuk pembuatan baja. Ini membuktikan bahwa teknologi oksigen VPSA dapat memenuhi persyaratan pembuatan baja EAF.

Pengenalan Perusahaan

Beijing Peking University Pioneer Technology Co., Ltd. (selanjutnya disebut sebagai "PIONEER") yang berafiliasi dengan Universitas Peking, terutama bergerak dalam desain dan pembuatan teknologi dan peralatan pemisahan gas PSA, juga adsorben dan katalis terkait. Pioneer dapat menyediakan solusi pemisahan gas yang canggih dan matang untuk industri kimia, baja, metalurgi non-besi, serat kaca, pembuatan kertas, elektronik, insinerasi sampah, dan pengolahan air. Hingga saat ini, lebih dari 200 set peralatan skala menengah/besar telah dibangun, dengan kinerja mencapai standar internasional yang maju.