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产学研结合,持续创新—— 新型变压吸附制氧设备技术研发及产业化


2009-11-26 10:17:38  

产氧3000m3/h 以上特大型 VPSA制氧装置成套技术开发和工业应用

      1000m3/h VPSA空分制氧装置工业应用成功后,根据市场需要,北大先锋公司着手进行制氧装置大型化成套技术的开发。

      VPSA制氧装置规模越大,所需吸附塔的直径越大,例如采用两塔流程,产氧3000m3/h的装置,所需吸附塔的直径约5.6米,产氧4000m3/h的装置,所需吸附塔直径约6.5米;目前国内能制造的最大封头的直径约6.4米。吸附塔直径越大,气流分布均匀性越难解决,制造难度也越大。因此,要想实现装置的大型化,首先要解决大直径吸附塔的设计制造问题(特别是气流分布器),其次必须在工艺流程方面进行创新。

      根据1000m3/h装置实施过程中开发的分布器结构原理,北大先锋公司利用直径达3.2m的模型装置进行气流分布条件试验,进一步优化了结构并形成标准化的设计方案,使之可适用于任何直径的吸附塔,解决了大直径吸附塔设计制造的最关键难题。在两塔VPSA制氧工艺流程成功的基础上,又陆续开发成功三塔、五塔VPSA制氧工艺流程,在吸附塔直径6.2米时,单套装置的最大产氧能力可达10000m3/h。

      利用上述技术,北大先锋公司为用户设计了近二十套产氧3000m3/h以上的特大型VPSA制氧装置,已投产的装置最大规模为7000m3/h,正在为用户建设的装置中包括4套规模为10000m3/h的装置,远超过国际著名气体公司报道的单套装置最大产氧能力(5000m3/h),大大拓宽了VPSA制氧装置的应用范围。

    项目经济效益及经济模式

      2001年至2007年,北大先锋公司年销售合同金额从1700万元增到3.4亿元,平均年增长率为50%以上,保持了较快的增长速度;2007年公司利税总额3000多万元,效益良好,2008年初公司向股东分配红利1900万元。经过9年多的发展,公司现有博士后3人,硕士11人,中级以上技术人员40人,销售工程师6人,行政辅助人员20人,生产人员110人。公司的产品和技术多次获得国家奖项:PSA分离一氧化碳技术入选“2005年度中国高等学校十大科技进展”,获得2005年度国家教育部技术发明一等奖、2006年度国家技术发明二等奖;“新型高效空分制氧分子筛PU-8”被评为“2001年国家重点新产品”,“高效制氧吸附剂及大型VPSA空分制氧装置” 被评为2005年“国家级火炬计划项目”,获2006年度“国家教育部科技进步一等奖”,“新型变压吸附制氧设备”被评为“北京市高新技术成果转化项目”(2002年立项)。

      本项目的高效吸附剂PU-8和变压吸附空分制氧装置是北大先锋公司的核心业务之一,公司以总承包或分包方式,为用户提供装置工艺设计和工程设计、配套设备和材料选型采购(包括核心配套产品PU-8吸附剂)、安装工程施工、装置调试和技术服务等,进行产品和技术的市场推广应用并为公司创造效益。截止2008年6月,北大先锋采用本项目技术为各行业用户设计建设30余套变压吸附制氧装置(其中包括向西班牙、韩国、泰国、菲律宾等国出口的装置),累计合同额近4亿元,可实现营业利润约1.3亿元、税金2500万元,并帮助钢铁、有色冶金等各行业用户节约成本和创造效益十亿元以上,具有较为显著的经济效益和社会效益。

      本项目得益于高校研发成果和市场推广应用平台的紧密结合,它的成功大幅度提升了我国变压吸附空分制氧技术的水平,促进了我国有关行业的发展,是一个较为成功的产学研相结合促进技术成果转化的案例。

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