昆山锦程气体设备有限公司

VPSAO-350-2B制氧设备在玻璃火焰抛光上的应用

发布日期:2018-11-13 作者:吴更强 点击:

VPSAO-350-2B制氧设备在玻璃火焰抛光上的应用

◎文/万志国 岳文元 王志明 尤新龙 范文博 

昆山锦程气体设备有限公司

专业生产VPSA制氧机

配套全氧燃烧和火焰抛光

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    要:详细介绍了VPSA玻璃火焰行业制氧装置的流程特点、技术参数、设备选型、VPSA制氧装置替代液氧取得的经济效益。

关键词:VPSA;制氧装置;流程;鼓风机、真空泵;配置;分子筛;经济效益

一、玻璃器皿火焰抛光概述及原理

玻璃是一种非晶态无机材料,它质地坚硬、透明,气密性、装饰性、耐蚀性、耐热型也都有很好的表现,玻璃器皿被广泛应用于日化、制药等包装行业。

玻璃器皿制品的制造工艺如框图所示:

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其中玻璃器皿容器的成型方法有压制和吹制两种类型:

 1.1 压制成型是在模具中加热玻璃粘料加压成型,多用于玻璃盘碟的制造。

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1.2 吹制成型

玻璃器皿的吹制成型是先将玻璃粘料压制成一个形型块,再将压缩气体吹入熔融状态玻璃型块中,使之吹胀成为中空制品。吹制成型工艺适用于玻璃瓶、灌、器皿、灯泡等容器的制作。经压制和吹制一次加工成型的大多数玻璃制品在外形及光泽度上达不到美观的要求,需经过二次加工来改善玻璃制品的表面性质、外观质量效果。

火焰抛光是一种对玻璃器皿进行二次热加工的工艺,火焰抛光可以去除玻璃容器的表面纹路、划痕及瑕疵,提高玻璃器皿透明度及折射率, 使玻璃器皿更加玻璃化,提高产品的档次。玻璃火焰抛光是利用高温火焰冲击玻璃表面,利用玻璃导热性差的特性,能局部软化火焰冲击的部位,当纹路及瑕疵被局部软化后,在玻璃表面张力的收缩作用下,达到去除的效果。

1.3 玻璃火焰抛光的方式及相关设备

火焰抛光利用燃气与氧气的燃烧产生高温火焰,常用燃气有天然气、管道煤气、液化石油气等,燃气与氧气混合接触后在一定条件下才能燃烧反应,表面混合燃烧利用喷嘴的特殊结构,使氧气和燃气在喷嘴的表面扩散混合燃烧,表面混合的最大优点是安全性好,不会发生回火现象,安装简便。

二、项目来源

随着我国市场经济的不断发展和完善,工业企业作为自负盈亏、独立核算的商品生产者和经营者,不仅需参与市场竞争,而且还要不断地创造价值和使用价值。成本费用是一项综合反应企业管理质量的重要指标,也是企业进行决策的重要依据。变压吸附制氧机工艺日趋成熟,能耗也达到了相当水平,其在中小型现场供气领域已逐步取代了深冷装置,和液氧贮槽供气相比优势更是明显。安徽凤阳某玻璃企业在玻璃行业日益竞争激烈的情况下,原先采用液氧贮槽供气,高昂的生产的成本使企业不堪重负。节能降本已变成企业生产过程中的主旋律,必须同国内先进企业合作,引进先进技术,积极有效的降低生产成本、改善生产环境,提高了企业的市场竞争力。在列经半年时间内,最终向昆山锦程气体订购一套小型VPSA制氧机以替换原先的液氧贮槽。

三、技术性能

氧气产量:350Nm3/h

氧气纯度:90%

氧压机排气压力:0.3MPa

起动时间:20min

年开工率:99%

四、工艺流程

a 处过滤的空气在鼓风机的输送下,进入装有分子筛及活性氧化铝的吸附塔AB。当空分子筛固定床层时,空气中的氮气分子在吸附作用力下扩散到分子筛固体中去,氧气分子和氩气原子则通过床层到缓冲罐中,并由氧压机加压到客户的使用压力后,输送到储气罐通过C处输出供用户使用。

经过一段时间的吸附,分子筛颗粒中充满氮气分子,达到吸附饱和阶段,此时关闭空气进口阀,利用塔内的富氧空气对刚抽真空的另一塔进行冲洗,等压力降到某一值时关闭均压阀,同时打开真空泵进口阀对塔体抽真空,氮气由b处排出。

到一定真空度后再利用另一塔内的富氧气及缓冲罐中部份产品气对分子筛冲洗,从而使吸附剂彻底解吸。吸附剂解吸过程完成后,用产品气对塔进行充压,充压至某一低真空度值后关闭缓冲阀,打开鼓风机出口阀对吸附塔进行充压,为下一次吸附做准备。

近年来,简化工艺流程是 VPSA制氧工艺发展的趋势之一。由过去的三床、四床向单床或两床发展。三床制氧工艺鼓风机连续工作,压力波动小,同时氧气产品压力高,波动小。同两床制氧工艺比较,主要存在以下不足:

1.与两床制氧工艺吸附、解吸时间相同的条件下,三床循环周期时间比两床长1/3,吸附剂用量增加。

2.吸附塔和切换阀的数量增加。

3.鼓风机平均排气压力和温度高于两床,排气温度高,直接影响床层吸附温度,吸附剂的吸附能力下降。排气压力高,鼓风机能耗增加。同时,国外知名VPSA制氧企业基本上都采用两床工艺。

五、工艺设备配置

   5.1  鼓风机、真空泵、增压机

鼓风机和真空泵共用了一台电机。鼓风机由山东章丘鼓风机有限公司生产。真空泵选用了一台湿式罗茨真空泵。氧气增压机选用一台活塞式氧气增压风机,电机功率37KW。章鼓和TAIKO成立过合资厂,其早期的产品一直有TAIKO 的标志,目前虽然合资到期,其产品不再打TAIKO的名称,但我们选用的设备其轴承还是进口耐磨轴承,使用情况一直很好。鼓风机和真空泵为VPSA变压吸附制氧装置提供所需的压缩空气和解吸所需的真空度和抽速,其流量、压力等要求根据VPSA变压吸附制氧装置的消耗而定。该鼓风机和真空泵由山东章丘鼓风机厂引进日本大株式会社专有技术进行消化吸收的基础上自行设计制造,其性能完全达到原装进口鼓风机的性能,主要部件实现国产化,备品备件完全国内提供,维护费用低,压缩腔主要由彼此不接触的一对双叶“”字型转子构成,无润滑油污染。

   5.2  切换蝶阀

变压吸附制氧设备整套程序运行的可靠性很大程度上取决于切换蝶阀的可靠性,首先要有足够的运行寿命,其次要有很短的启闭时间和很高的密封性,昆山锦程所用VPSA变压吸附制氧设备专用切换蝶阀为日本进口OKM,该阀门是厂家专门为我公司变压吸附流程设计。OKM为世界著名蝶阀品牌, 保证用户300万次以上的使用寿命(3年以上的使用寿命)。昆山锦程是国内唯一一家坚持用进口阀门品牌的VPSA制氧厂家。通过我们对该阀门十于年的使用经验,充分肯定了该阀门的性能。

其特点:(1)双偏心结构,使阀瓣和阀座仅在阀门完全关闭时才接触,磨损低、寿命高、密封力矩小、操作灵活 (2)当气流作用于阀瓣和阀座时,自动产生一密封力,这就意味着在一定压力范围内,气流压力越高,密封性能越佳,即独特的自密封机构。

   5.3  吸附器

采用2台立式轴向双层结构形式吸附器,床层高度1400mm,吸附器采用德国拜耳独特的气体分布结构,保证了床层气流分布的均匀性。每个吸附床由两层分子筛材料和经过钢丝网分开的被动压紧层组成。在吸附塔的底部有一套支撑装置固定吸附床的气流分布板。空气在经过鼓风机组件后进入到吸附塔的底部。空气首先需要通过预处理分子筛,在那里可以除去水气和二氧化碳。水分和二氧化碳等污染物的通过将对主分子筛造成不可恢复的损害。吸附器装填的是制氧专用吸附剂,选用美国UOP研发,上海恒业生产的高效VPSA制氧专用分子筛,其氧氮分离系数超过6.3,性能达到世界水平。

  5.4  氧气缓冲罐

氧气缓冲罐1台, 每台容积20m3,用于产品缓冲。

  5.5  仪表控制系统

仪表控制系统无人化管理要求设计和仪表配置。采用PLC逻辑程序和上位机联合控制,具有通讯和远程控制功能。用一条电话线,通过一对一拨号连接方式,可进行远程操作控制、程序修改。从而可以用户的用气特点,在较长时间内逐步调整控制程序,使之最优化。

5.6 PLC系统主机采用德国SIEMENS S7-300 公司产品。

5.7  就地仪表:变送器选用日本横河。在线氧分仪选用上海昶哎。

5.8  辅助设备

5.9  软化水系统

真空泵要求1.5m3/h软化水作为密封水,密封水是以自吸的方式进入泵口,软化水系统由用户自建,选用了一套全自动软化水装置,给水指标达到了低压锅炉用软化水等级。我国湿式真空泵叶轮间间隙比较大, 对密封水水质要求不高,总硬度≤200mg/l可满足要求,许多地方采用自来水做密封水,经长期运行考核,未发现结构现象。

5.10  厂房

350Nm3/hVPSA制氧设备的厂房是旧制氧厂房。机器设备均室内布置,主厂房内部经消音处理,厂房处噪音≤65dB

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六、性能测试及经济效益

因调试过程较为顺利,用户对该套制氧设备性能指标有了一定认识和了解。以一周连续运行记录数据的平均值作为装置性能指标考核依据。

201810月中旬该工程项目通过验收,测试结果如下:

氧气平均产量:370m3/h

氧气平均纯度 :93%

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经过测算用户在3月可以收回制氧机的投资成本,取得了非常好的经济效益。

.展望和总结

7.1  VPSAO-350-2B VPSA 制氧设备是昆山锦程气体设备有限公司采用高效专用VPSA制氧分子筛在玻璃火焰抛光行业的制氧设备。7.2  VPSAO-350-2BVPSA

7.2制氧设备整体技术性能指标, 在原有五粮液VPSA0-200-2B的基础上,已达到和接近国际同类产品先进水平。

7.3制氧工艺流程和操作工艺变化不大,重点优化操作工艺参数,简化和降低配套机组要求。本套设备采用双出轴电机,设备现场布置更紧凑,能耗更低。

7.4  工艺参数控制和负荷随机调节进一步完善和提高。

7.5 昆山锦程气体VPSA制氧技术的发展,受我国机电产品总体水平的制约。以鼓风机、真空泵为例,目前的产品品种单一,单机能力小,机械效率和国外设备相比较有较大的差距,新技术采用进展缓慢。急需的压力脉动小,排气温度低的鼓风机,干式真空泵等设备, 短期内难以装备VPSA制氧设备。

7.6 面对现有技术水平现状, 只有加大研发投入,不走跟随技术发展的老路,超前予研新一代制氧工艺。近期应充分发挥自身优势, 回避短期内难以解决的技术弱势, 研制新的工艺。

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本文网址:http://www.kinghoodgas.com/news/416.html

关键词:制氧装置,VPSA,全氧燃烧和火焰抛光

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