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VPSA富氧燃烧新技术助力实现“双碳”达标

“碳达峰”及“碳中和”是当前世界国际性的目标。为实现双碳的伟大目标，在工业和能源领域，提高能效、降低能耗，减少二氧化碳排放则成为减碳的重要途径。

中科富海近期实施采用最新的富氧燃烧技术和控制方式，提供适用于铜冶炼工艺的全套氧气天然气燃烧控制技术解决方案和氧气供应。整个项目包括氧气供应系统，燃烧控制系统及新型燃烧设备，具有高效率、低能耗的优点，综合能耗低于行业平均水平15%。

1、富氧燃烧技术特点

天然气作为一种清洁燃料，广泛的应用在熔炼炉上。使用传统的空气天然气燃烧方式时会带来浪费能源、降低产品品质、污染环境等一系列问题，为了解决这些问题，新的富氧天然气燃烧技术应运而生。相对于空气燃烧技术，富氧燃烧技术有以下优势：

VPSA制氧设备和燃烧控制设备配置示意图

(液氧槽车）（液氧储罐） (VPSA制氧设备） (空气分离装置低温深冷法空分设备供应氧气和氮气）

节约能源降低成本

在有色金属熔炼炉、玻璃熔炼炉等领域应用节约燃料为20%-50%，提高能量使用效率。生产中燃料成本占有10%-50%成本，使用富氧燃烧能直接减少燃料成本5%-30%。

环保效果突出

相对于空气燃烧，富氧燃烧烟气中携带颗粒物更少，排烟黑度降低，燃烧分解和形成可燃有害气体充分燃烧。富氧燃烧降低过量空气系数，减少燃烧后烟气量，减少有害气体产生，可降低烟气治理设备投资与运行费用。

有效延长炉龄

富氧燃烧对熔炼炉的气氛和负荷优化使得炉内温度分布更加合理，有效延长熔炼炉的使用寿命，增加单炉产量，提高经济效益。

有利于提高产品产量、质量

在熔炼行业燃烧状况的改善使得熔化率提高、升温时间缩短、产量提高；次品率降低、成品率提高。

减轻工作强度

相对于空气燃烧，富氧燃烧设备更加先进，自动化程度高，明显减轻人员工作强度。

2、VPSA制氧技术工艺

VPSA制氧是真空变压吸附技术的缩写，在制氧技术简要工艺流程如下，在鼓风机输送低压的原料空气经过净化除去粉尘后，进入VPSA系统分子筛吸附塔，进行分离。吸附塔为两塔或者三塔体系，通过特定分子筛只吸附产品气体氧气。然后空气中其他成分氮气、二氧化碳、水蒸气等被吸附达到设定控制值后，由于吸附压力较低，先通过常压解吸，再经过真空泵抽真空达到一定的真空度，使吸附塔内的吸附剂杂质彻底脱附再生。由两塔或者三塔组成的吸附分离制氧系统，在自动控制系统PLC或者DCS的控制下，程序自动控制阀门循环切换完成连续制氧。由介绍可知该VPSA制氧工艺流程为纯物理变化过程，没有化学品合成分解等生产工艺。VPSA制氧工艺具备氧气成本低，设备运行费用低，占地小，自动化程度高、启停方便等特点。

相对于传统技术，中科富海将国际领先水平的磁悬浮轴承技术应用到在VPSA制氧主要设备磁悬浮高速鼓风机、磁悬浮透平真空泵等转动部件上，减少设备磨损，有效的延长设备寿命，相对于传统的技术鼓风机，真空泵相比，可节能20-40%，噪音低，实现智能控制，免维护，是节能环保型产品，降低整个设备制氧成本。

3、VPSA制氧装置

本套制氧设备设计为室内安装设计，缓冲罐和储气罐室外布置，配电室需单独隔离

4、氧气天然气控制阀门组

专业提供氧气流量自动控制阀门组和炉前小阀门组。该氧气流量控制阀组包含手动切断阀、管道过滤器、安全切断阀、流量调节阀、流量计、压力开关、压力表、及其它相关管路等组成。能够稳定、准确地提供熔炼炉工艺所需求的氧气流量。该氧气阀门组通过合理控制逻辑来保障富氧燃烧正常进行。

中科富海提供设备与部件均符合国际标准。氧气管路阀组和部件采用不锈钢材质，所有电气组件都符合通用应用标准。阀门、传感器、执行器和电气部件等采用国际知名品牌的产品。

中科富海VPSA制氧设备和燃烧控制设备应用现场

再生铜阳板生产装置

再生铜熔炼炉冶炼过程

低氧铜杆生产装置和产品

低氧铜杆生产装置和产品

在铜冶炼行业，相对于空气燃烧，富氧燃烧火焰温度更高，烟气中三原子气体浓度提高，熔炼炉内的传热效果更好。因此，传统上富氧燃烧使用的氧气浓度达到90%以上，能节约燃料为20%-50%，排放的燃烧烟气量比空气燃烧技术减少至1/4-1/5，有效实现减少二氧化碳以及氮氧化物等空气污染物排放目标。

中科富海作为发展绿色能源践行者，通过开发自主知识产权的关键技术与装备，能够为我国绿色气体和清洁能源行业提供综合解决方案，尤其在有色金属冶炼的节能提效和集中供气方向，能够降低冶炼过程中（天然气、燃油、固体燃料等）能源消耗，减少有害气体及物质排放；同时在集中供应氧气、氮气及相关工业气体方向，打破国际公司的行业垄断，带动我国金属冶炼、玻璃熔炼、先进制造等相关行业创新发展，力争为我国气体行业发展做出更大贡献。