管道输送氮气纯度优化的研究与实践
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Ｓｔｕｄｙ ａｎｄ Ｐｒａｃｔｉｃｅ ｏｎ Ｐｕｒｉｔｙ Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ Ｇａｓ ｉｎ Ｐｉｐｉｎｇ
Ｙｕａｎ Ｄａｏｄｕｏ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｓｈｕｉｃｈｅｎｇ Ｉｒｏｎ＆ Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｕｐａｎｓｈｕｉ ５５３０２８，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａｓ ａｓ ａｎ ｅｎｅｒｇｙ ｍ ｅｄｉｕｍ ｉｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈ ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｏｘｙｇｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ａｓ ｆｏｒ ａ ｄｉｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｌｏｗ ｐｕｒ ｉｔｙ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａｓ ｉｎ ｐｉｐｉｎｇ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ｒｅｌｅｖａｎｔ ｍｅａｓ ｕｒｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｆｉｏｎ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｕ ｌａｔｉｏｎ，ｅｌｉｍｉｎａｔ ｉｏｎ ｏｆ ｄｅｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒｓ ｉｎ ｏｘｙｇｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ ｒｅｃｙｃｌｅ ｆｒｏｍ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔ ｉｏｎ，ｉｍｐｒ ｏ ｖｅｍ ｅｎｔ ｏｆ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｒｃ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｉｔ ｉｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｕｒ ｉｔｙ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａ ｓ ｉｎ ｐｉｐｉｎｇ ｃａｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｂｅｉｎｇ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｐｒａｃｔｉｃｅ ＳＯ ａ ｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆ ｉｔ ｏｆ ｅｎ－ ｔｅｒｐｒｉｓｅ． Ｋｅｙｗｏｒｃｌｓ：ｃｒ ｙｏｇｅｎｉｃ ｄｉｓｔｉｌｌａｔ ｉｏｎ ｍｅｔ ｈｏｄ；ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａｓ ｉｎ ｐｉｐｉｎｇ；ｐｕｒｉ￣；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
２０１８年 第 １期
管 道 输 送氮 气 纯 度 优 化 的 研 究 与 实 践
管道输送氮气 纯度优化 的研究 与实践
袁 道 朵 （首 钢 水 钢 能 源公 司 贵 州六 盘 水 ５５３０２８）
摘 要 ：制 氧 机 组 通 过 采 用 低 温 精 馏 法 生 产 出氮 气能 源介 质 ．针 对 生 产 过 程 中管 道 输 送 氮 气纯 度 长期 偏 低 的 难 题 ，提 出优 化 工 艺调 整 ，解 决 制 氧 机 组 缺 陷 隐 患 ，强 化 空 分 冷量 回收 利 用 ，提 高空 分 精 馏 效 率 。经 过 实践 ，证 明 可大 幅 度提 高 产品 氮 气 纯度 ，进 而 实现 管道 输 送 氮 气纯 度 更优 化 ，提 高 了企 业 经 济 效 益 。 关 键 词 ：低 温精 馏 法 ；管道 输 送 氮气 ；纯度 ；优 化
水 钢 科 技 ＳＨＵＩＧＡＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＩ ＯＣＹ
第 １讨 及实践 。通过优 化制 氧 （即氮纯度 为 ９８．５％），厂 内管道 氮气 （即 ３ 、 制 机 组 工艺 调 整 ，实 现流 程再 造 ，达 到开 发 利 用 管 氧机组 输 出综合 氮气 ）含 氧量为 Ｏ．７％（即氮纯度
度 为 ９９．９６１％）， 制氧机组 氮气含 氧量为１．５％
根 据 数 据统 计 ，３ 、 、５ 制 氧 机 组 产 品 氮气
表 １ 各 制 氧 机 组氮 气 含 量 、纯 度 统计
（６０００ Ｎｍ３／ｈ空 分设 备 ）、３ 制 氧 机组 （６０００ ＮⅡｌ３／ 回收 ，以实 现煤 气 回收最 大 化 ，新 增 加 的 在线 检
ｈ空 分 设备 ）、 制 氧机 组 （１５０００ ＮｍＶｈ空 分设 测 仪使用“校零”的惰性气体纯度 要 求 Ｉ ＞９９．９９ ％ 。
备 ）及 ＢＯＴ项 目 中冶 南 方 ５ 制 氧 机 组 （１５０００ 以此 检测 煤气 中的含 氧量 ，确保 设 备工 艺安 全 。
１ 前 言
组 生 产 出来 的氮 气产 品经 过 氮 气 透平 压 缩 机加
首 钢水 钢集 团共 有 ５套 深冷 制氧 设备 ，即 １ 压后 ，利 用管 道输 送至 各个 用户进 行使 用 。
制 氧 机 组 （３２００ Ｎｍ 空 分设 备 ）、２ 制 氧 机 组
随着生产 变 化 的需求 ，公 司为 提高 转炉 煤气
据能 源公 司产 品 氮气 透平压 缩 机实 际情 况 ， 制 公 司生产 经营 形势 相违 背 。
氧机 组氮 气处 于全 部 放散 状 态 。３ｓ，４ 、５ 制 氧机
因此 ，能 源公 司对 管道输 送 氮气 纯度 如何 进
作者简介：袁遣朵（１９８６－＇－），男，剥氧助理工程师 ，现从 事制氧 工艺技术 管理工作。 · ４３ ·
道 氮气作 为各单 位使用 标气 的 目的 。
为 ９９．３％），５ 制氧 机组 氮气含 氧 量为 １０２３ ｐｐｍ （即 氮纯 度 为 ９９．８９７７％），输 送 管 道 氮气纯 度 含
２ 实 施 前 状 况
氧量 ０．２％（即氮纯度 为 ９９．８％），均未 达到 氮气
３ 制氧机 组 氮气 含氧 量 为 ３９０ ｐｐｍ（即 氮纯 纯 度 ＞１９９．９９％的要求 。具 体如下 表 １所 示 。
ＮｍＳ／ｈ空 分设 备 ）。公 司 从 ５００万 吨 钢生 产 规模 同时 ，水 钢公 司炼 钢厂 、轧 钢厂 、煤 焦化公 司 等相
降 至 ３５０万 吨钢生 产 规模 后 ，１ 制 氧机 组停 机节 关 生 产单 位 也需 要 纯 度较 高 的氮 气 作 为保 护 气
能 。正常 运行 、３ 、４＃、５ 制 氧机 组进 行 保产 。根 或其 它仪 表用 气 。若购 买标气 ，费 用较 高 ，与 当下
Ｙｕａｎ Ｄａｏｄｕｏ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｈｏｕｇａｎｇ Ｓｈｕｉｃｈｅｎｇ Ｉｒｏｎ＆ Ｓｔｅｅｌ（Ｇｒｏｕｐ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌｉｕｐａｎｓｈｕｉ ５５３０２８，Ｇｕｉｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ）
Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａｓ ａｓ ａｎ ｅｎｅｒｇｙ ｍ ｅｄｉｕｍ ｉｓ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗｉｔｈ ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｎ ｏｘｙｇｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ．Ａｓ ｆｏｒ ａ ｄｉｆｉｃｕｌｔ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｌｏｗ ｐｕｒ ｉｔｙ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａｓ ｉｎ ｐｉｐｉｎｇ ｉｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ｒｅｌｅｖａｎｔ ｍｅａｓ ｕｒｅｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｏｐｔｉｍｉｚａｆｉｏｎ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｍｏｄｕ ｌａｔｉｏｎ，ｅｌｉｍｉｎａｔ ｉｏｎ ｏｆ ｄｅｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｎｇｅｒｓ ｉｎ ｏｘｙｇｅｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｃｏｏｌｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ ｒｅｃｙｃｌｅ ｆｒｏｍ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔ ｉｏｎ，ｉｍｐｒ ｏ ｖｅｍ ｅｎｔ ｏｆ ａｉｒ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｒｃ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｉｔ ｉｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｕｒ ｉｔｙ ｏｆ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａ ｓ ｉｎ ｐｉｐｉｎｇ ｃａｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｂｅｉｎｇ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｐｒａｃｔｉｃｅ ＳＯ ａ ｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆ ｉｔ ｏｆ ｅｎ－ ｔｅｒｐｒｉｓｅ． Ｋｅｙｗｏｒｃｌｓ：ｃｒ ｙｏｇｅｎｉｃ ｄｉｓｔｉｌｌａｔ ｉｏｎ ｍｅｔ ｈｏｄ；ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｇａｓ ｉｎ ｐｉｐｉｎｇ；ｐｕｒｉ￣；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
２０１８年 第 １期
管 道 输 送氮 气 纯 度 优 化 的 研 究 与 实 践
管道输送氮气 纯度优化 的研究 与实践
袁 道 朵 （首 钢 水 钢 能 源公 司 贵 州六 盘 水 ５５３０２８）
摘 要 ：制 氧 机 组 通 过 采 用 低 温 精 馏 法 生 产 出氮 气能 源介 质 ．针 对 生 产 过 程 中管 道 输 送 氮 气纯 度 长期 偏 低 的 难 题 ，提 出优 化 工 艺调 整 ，解 决 制 氧 机 组 缺 陷 隐 患 ，强 化 空 分 冷量 回收 利 用 ，提 高空 分 精 馏 效 率 。经 过 实践 ，证 明 可大 幅 度提 高 产品 氮 气 纯度 ，进 而 实现 管道 输 送 氮 气纯 度 更优 化 ，提 高 了企 业 经 济 效 益 。 关 键 词 ：低 温精 馏 法 ；管道 输 送 氮气 ；纯度 ；优 化
水 钢 科 技 ＳＨＵＩＧＡＮＧ ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＩ ＯＣＹ
第 １讨 及实践 。通过优 化制 氧 （即氮纯度 为 ９８．５％），厂 内管道 氮气 （即 ３ 、 制 机 组 工艺 调 整 ，实 现流 程再 造 ，达 到开 发 利 用 管 氧机组 输 出综合 氮气 ）含 氧量为 Ｏ．７％（即氮纯度
度 为 ９９．９６１％）， 制氧机组 氮气含 氧量为１．５％
根 据 数 据统 计 ，３ 、 、５ 制 氧 机 组 产 品 氮气
表 １ 各 制 氧 机 组氮 气 含 量 、纯 度 统计
（６０００ Ｎｍ３／ｈ空 分设 备 ）、３ 制 氧 机组 （６０００ ＮⅡｌ３／ 回收 ，以实 现煤 气 回收最 大 化 ，新 增 加 的 在线 检
ｈ空 分 设备 ）、 制 氧机 组 （１５０００ ＮｍＶｈ空 分设 测 仪使用“校零”的惰性气体纯度 要 求 Ｉ ＞９９．９９ ％ 。
备 ）及 ＢＯＴ项 目 中冶 南 方 ５ 制 氧 机 组 （１５０００ 以此 检测 煤气 中的含 氧量 ，确保 设 备工 艺安 全 。
１ 前 言
组 生 产 出来 的氮 气产 品经 过 氮 气 透平 压 缩 机加
首 钢水 钢集 团共 有 ５套 深冷 制氧 设备 ，即 １ 压后 ，利 用管 道输 送至 各个 用户进 行使 用 。
制 氧 机 组 （３２００ Ｎｍ 空 分设 备 ）、２ 制 氧 机 组
随着生产 变 化 的需求 ，公 司为 提高 转炉 煤气
据能 源公 司产 品 氮气 透平压 缩 机实 际情 况 ， 制 公 司生产 经营 形势 相违 背 。
氧机 组氮 气处 于全 部 放散 状 态 。３ｓ，４ 、５ 制 氧机
因此 ，能 源公 司对 管道输 送 氮气 纯度 如何 进
作者简介：袁遣朵（１９８６－＇－），男，剥氧助理工程师 ，现从 事制氧 工艺技术 管理工作。 · ４３ ·
道 氮气作 为各单 位使用 标气 的 目的 。
为 ９９．３％），５ 制氧 机组 氮气含 氧 量为 １０２３ ｐｐｍ （即 氮纯 度 为 ９９．８９７７％），输 送 管 道 氮气纯 度 含
２ 实 施 前 状 况
氧量 ０．２％（即氮纯度 为 ９９．８％），均未 达到 氮气
３ 制氧机 组 氮气 含氧 量 为 ３９０ ｐｐｍ（即 氮纯 纯 度 ＞１９９．９９％的要求 。具 体如下 表 １所 示 。
ＮｍＳ／ｈ空 分设 备 ）。公 司 从 ５００万 吨 钢生 产 规模 同时 ，水 钢公 司炼 钢厂 、轧 钢厂 、煤 焦化公 司 等相
降 至 ３５０万 吨钢生 产 规模 后 ，１ 制 氧机 组停 机节 关 生 产单 位 也需 要 纯 度较 高 的氮 气 作 为保 护 气
能 。正常 运行 、３ 、４＃、５ 制 氧机 组进 行 保产 。根 或其 它仪 表用 气 。若购 买标气 ，费 用较 高 ，与 当下
