持续创新引领空分技术新趋势
日前,由西安交通大学与空气产品公司(Air Products)共同举办的第一届大型空分新技术及低温产品应用论坛,和同期举办的2014工业气体应用技术论坛在西安举行。来自气体应用领域的技术领导者共同探讨了未来空分技术的发展趋势。作为业内领先的工业气体和材料技术供应商,空气产品公司在论坛上也分享了其创新和可持续发展技术,以及如何通过这些技术在提升气体分离和低温工业生产力的同时,又能改善能效、降低成本并实现可持续发展目标……
空分市场多元化发展
自1903年建立世界第一套空分设备至今,空分产业已经广泛应用于包括:石化、电子、冶金、造纸、航空航天等行业。近年来,空分市场呈现多元化的发展。西安交通大学厉彦忠教授指出,用户企业自建空分厂的时代已经过去,空分厂逐渐作为工业气体的气源厂,集中对外供应;在产品方面,空分装置已不单是制氧机,多种气体产品同时生产已成为当前的主流,而供气、供冷乃至供热的功能也有望进行联合。为适应这种市场需求与变化,空分厂的管理也逐渐趋于多产品、多功能的社会化管理模式,这样既有利于主用户用气保障,也有利于供气公司的经济运行。
基于此,未来空分技术将向高效、节能、多功能的方向发展。在大型项目以及区域性建设中,大型空分装置将有利于降低能耗。此外,空分装置运行可靠性也非常重要,这就需要核心设备具有高可靠性。厉彦忠指出,当前,核心设备如压机、膨胀机、液体泵、高压板翅换热器、填料、监控设备依然是国产空分的弱项。
作为全球领先的工业气体供应商,空气产品公司一直引领着空分技术的发展潮流。该公司亚洲区大型现场制气业务发展副总裁Philip C. Sproger透露,凭借其持续的创新和领先的技术水平,空气产品公司拥有独有专利的高效率膨胀机技术,目前已经具备设计超过20.5万 Nm3/h O2 的空分装置能力。公司在全球50多个国家和地区售出的各种空分装置超过1000套,自营各种装置超过300套。
关键要素成就现代空分技术
“对空气产品公司而言,安全、节能、可靠是现代空分技术的三大要素”,空气产品公司中国区深冷工艺技术经理屈强博士指出,对于空分工厂而言,安全最重要。空分工厂的安全问题主要集中在: 氧气安全、主冷安全 (CO2, N2O, H2O,碳氢化合物) 、窒息、超压、过充、低温等。空气产品公司将FAR(致命事故发生率)的指标贯彻到了每一个设计环节中。空分的设计要求是控制每一亿个工作小时的FAR。要保证工艺安全,空气产品公司从项目初期阶段到项目运行有一整套实施流程:在项目初期阶段进行危害分析;在项目详细设计阶段进行HAZOP审查;设计结束后进行设计危害确认审查;运行前安全检查。
节能是空分技术的关键。节能降耗、降低成本是企业内在的需求,而空分通常是仅次于煤气化的耗能大户。空气产品公司的一系列创新以及拥有专利的领先技术优势包括:节能型主冷-降膜式冷凝再沸器,对主换热器设计、压缩机与空分流程进行优化配置,有专利的TPSA(变温变压吸附器),自己制造所有填料和筛板的精馏技术,自主设计与制造的涡轮增压/发电机偶联膨胀机,以及与下游系统进行整合和优化等措施,持续帮助企业最大程度上进行节能降耗。
可靠性是空分技术的基础。空气产品公司深刻理解可靠性对客户至关重要。公司提供的每一个可靠性数字都有着坚实的工程基础,这些基础包括:空气产品公司大量详尽的可靠性分析标准和规范、大型的历史运行数据库、世界一流的计算分析软件和许多经验丰富的可靠性分析工程师的扎实工作。
现代煤化工的高速发展为大型空分提供了前所未有的机遇,并对空分的安全、节能、可靠性提出了很高的要求。为了满足气化炉在后备系统的支持下安全停车,后备系统必须快速启动且压力稳定在十分苛刻的范围内,而空气产品公司针对高压氧气的迅速反应后备系统在业内首屈一指。
多样化业务模式满足客户需求
作为一家在空分行业已经拥有70多年经验的公司,空气产品公司根据客户的需求,提供了多种灵活的业务模式:客户可以自行购买设计许可,支付建造工厂的费用,自行运行工厂和维护。此外,也可以通过空气产品公司提供资金来设计、建造空分工厂,在一个较长的合同期内通过管道向客户供气,空气产品公司对运行、维护保养、风险负有全责,并保证投产运行的可靠性、在线能力和效率等级,即现场供气。
据空气产品公司亚洲技术中心总监缪平博士介绍,早在七十多年前, 空气产品公司就率先开创了现场制气的供气模式。这在当时是业内具有革命性的创新理念。气体的成本有很大部分在运输上,现场制气能节省大量的运输成本。现场制气一般用于大型的石油化工、煤化工和钢铁冶炼等项目或者是区域性供气。如空气产品公司与三星电子西安内存芯片厂项目的合作就是现场供气,空气产品公司建造若干大型空分装置用以现场制气后,通过管道为该工厂提供大宗空分气体,另外还设计并建造大宗特种气体供应系统,并提供高品质的特种气体输送设备和化学品输送设备。“大型现场制气一般签署的都是长期供气合同,长期合作可以减少很多成本,同时保证了稳定的供需,是一个双赢的局面。”缪平表示:“做现场制气的合作,最重要的是要信誉,质量保障和强大的技术支持。”
而除了大型空分以外,空气产品公司独具特色地为一些中型客户提供现场供气服务及相关的制气设备,广泛应用于电子、金属冶炼及加工、玻璃和化工等各个行业。其中有些关键设备和技术也应用在国内一些重大项目中,如为青藏铁路上的列车富氧设备提供专利型膜分离器,从而可以使身处世界屋脊的旅客自由呼吸。
在谈到空气产品公司在中国的发展时,缪平也表示,空气产品公司对中国未来的发展和投资充满信心,并始终致力于通过科技不断创新来支持中国长期发展的目标。在现场制气方面,空气产品公司希望能够推动园区化建设,并在这个大的区域内现场制气,向区域内的企业用户通过管道集中供应气体,这样可以省去很多物流成本和分散管理的成本。