答:鋼鐵工業的發展對氧氣的需要量越來越大。高爐富氧鼓風煉鐵、電爐吹氧煉鋼都需要大量氧氣,特別是氧氣頂吹轉爐煉鋼,已為世界各國廣泛采用,并成為鋼鐵工業高速發展的一條重要途徑。用氧氣頂吹轉爐煉1t鋼,就需要50一60m3氧氣。
自1902年世界上制成第一臺單級精餾的制氧機以來,迄今已有一百多年的歷史。由于冶金、化肥、國防、電子、機械等工業迅速發展的需要,使制氧機得到了迅速的發展。
1.世界主要工業國空氣設備的發展概況
20世紀30年代以前,世界上僅有德國和法國生產中小型制氧機。當時主要是為滿足焊接、切割用氧需要,以及化工廠所需的制氮設備,其容量在2-600m ,/h之間,品種大約200種左右,采用高壓和中壓帶膨脹機的工藝流程。這些流程在當今小型制氧機中仍被廣泛應用。
隨著生產的發展,制氧機的使用領域不斷擴大,促進了大型制氧機的產生。由于大型制氧機在每生產lM3的氧氣時,其電耗、材料消耗等都比中小型低,因而可獲得更為廉價的氧氣。為制氧機應用于冶金、化肥等工業創造了條件。
1932年,德國第一次在冶金工業上用氧,并建立了第一個合成氨廠用的純氧廠。
1930年到1950年,日本、蘇聯、美國、英國也開始生產制氧機。在此期間,3000一5000m3/h大型制氧機的品種增加了很多。采用的流程除高壓、中壓外,已開始采用高低壓流程。
1950年以后,意大利、捷克、匈牙利、東德等其他一些國家,也相繼生產制氧機。
由于鋼鐵、氮肥工業和火箭技術的發展,用氧量迅速增加。如1952年,隨著奧地利采用的轉爐純氧頂吹煉鋼技術的迅速推廣應用,大型合成氨廠出現;導彈、火箭以液氧作助燃劑等,都導致氧、氮用量的劇增,從而使制氧機向著大型方向發展。
五十多年來,制氧機的產品品種迅速增加,并逐步形成系列。l0000m3/h以上大型制氧機陸續問世。這些制氧機基本上都采用了全低壓流程,且技術日趨完善,還生產了可以同時制取高純度氧和氮的雙高制氧機,以及全提取制氧機,即除氧、氮外,還可同時提取五種惰性氣體。
目前,世界主要工業國家美國、德國、日本、法國、英國等設計、生產的空分設備已達到100000m3/h,而且還在增大。中國在20世紀80年代末,上海寶鋼從美國APCI引進了一套72000m3/h的空分設備。21世紀初,中國購買了德國Linde一套75000m3/h的空分設備。法國液化空氣公司(L ' Air Liquide)已建造的113700m3/h空分設備,為加拿大長湖項目提供高純氧氣及其他氣體服務。該空分設備是目前最大的,預計2007年投產。
總之,空分設備的發展是一個不斷完善的過程,即設備由小型向中型向大型方向發展,流程由高壓〔200個大氣壓(l個大氣壓=0 . 1 MPa)」向中壓(50個大氣壓)向高低壓向全低壓(5個大氣壓)方向發展,使空分設備的單位電耗及金屬材料的消耗不斷下降,運轉周期不斷延長的過程。
2.我國的空分設備的發展概況
解放前,我國根本沒有自己的制氧機制造工業。幾個氧氣廠內,僅有一些從外國進口的小型設備(10 ~ 200m 3/h),總共不過80多套,制氧總容量僅為3000多m 3/h。
解放后,從1955年起,建立了我國制氧機制造業。1958年,我國建立了制氧機專業研究所,開展了大量的設計研究工作。在20世紀70年代,除已能自行設計、自行制造l0000m 3/h以下各種類型的制氧機外,并初步形成了系列。制氧機的自給率也有所提高、中小型空分設備基本上已能滿足國內需求,有力地支援了工農業生產和國防建設。
我國自1975年以來,先后從德國和日本引進的l0000m 3/h和28000m 3/h空分設備、中壓和高壓透平氧壓機和變壓吸附制氮等先進技術,使我國產品質量及技術經濟指標得到進一步提高。
從20世紀90年代末期開始,我國出口空分設備,特別是21世紀初,已大量出口空分設備到世界各地。其中,杭氧股份有限公司2005年8月承接伊朗卡維集團兩套63000m 3/h空分設備的供貨合同正式生效。這兩套空分設備是我國目前出口的最大的空分設備。目前,杭氧液空有限公司有能力根據用戶要求,設計制造各類大型、超大型成套空分設備(≤120000m 3/h)。