Sissejuhatus
Kaevandustööd nõuavad suurtes kogustes hapnikku selliste protsesside jaoks nagu kulla ja vase leostumine, reovee puhastamine, flotatsiooni optimeerimine ja keskkonnakontroll. Traditsiooniliselt on kaevandusettevõtted tuginenud tarnitud vedelale hapnikule (LOX), mida tarnivad tööstusgaasi müüjad. Kuid viimastel aastatel on rõhumuutuse adsorptsiooniga (PSA) hapnikutootmissüsteemid muutunud üha elujõulisemaks kohapealseks alternatiiviks.
Nii PSA hapnikugeneraatorid kui ka vedela hapniku kohaletoimetamise süsteemid täidavad sama põhieesmärki-hapnikku tarnida-, kuid need erinevad oluliselt kulustruktuuri, logistika, toimimise paindlikkuse, ohutusprofiili ja pikaajalise-mastaapsuse poolest. Nende erinevuste mõistmine on oluline kaevandusmeeskondade jaoks, kes hindavad hapnikuvarustuse strateegiaid kaug- või{4}}suurte operatsioonide jaoks. See artikkel pakub üksikasjalikku võrdlust PSA hapniku tootmise süsteemide ja vedela hapniku tarnimise vahel kaevandusrakendustes.
1. Ülevaade vedela hapniku (LOX) tarnimisest kaevanduses
Vedelat hapnikku toodetakse suurtes tööstuslikes õhueraldustehastes, kus õhku jahutatakse krüogeenselt ja eraldatakse hapnikuks, lämmastikuks ja argooniks. Seejärel hoitakse hapnikku isoleeritud krüogeensetes mahutites ja transporditakse paakautodega kaevandusaladele. Kaevanduskohas hoitakse LOX-i vaakum-isoleeritud krüogeensetes mahutites ja aurustatakse enne kasutamist gaasiliseks hapnikuks.
LOX-i tarneahela põhikomponendid:
- Tsentraliseeritud õhueraldusseade (ASU) ja krüogeenne veeldamise süsteem
- Tankerite transpordipark ja kohapealsed{0}}aurustamissüsteemidega krüogeensed mahutid
LOX-i kasutatakse kaevandamises laialdaselt tänu selle kõrgele puhtusastmele (tavaliselt 99,5% või rohkem) ja võimele toetada väga suuri hapnikuvajaduse hüppeid. See süsteem sõltub aga suuresti pidevast logistikast ja välistest tarneahelatest.
2. Ülevaade PSA hapnikutootmissüsteemidest
Pressure Swing Adsorption (PSA) hapnikugeneraatorid toodavad hapnikku{0}}kohal, eraldades hapniku suruõhust molekulaarsõelakihtide (tavaliselt tseoliitmaterjalide) abil.
Protsess sisaldab:
PSA-süsteemid toodavad tavaliselt hapnikku, mille puhtusaste on vahemikus 90% kuni 95%, mis sobib enamiku kaevandus- ja tööstusrakenduste jaoks. Erinevalt LOX-süsteemidest kaotavad PSA-seadmed vajaduse välise hapniku kohaletoimetamise logistika järele.
3-8. Tehnilise ja finantsilise võrdluse maatriks
Allpool on mitme{0}}dimensiooniline tehniline hinnang, milles võrreldakse-saidi PSA süsteeme traditsioonilise vedela infrastruktuuriga kulumudelite, karmide keskkondade, ohtude, mastaapsuse ja elutsükli jalajälgede lõikes.
| Hindamissammas | Vedela hapniku kohaletoimetamine (LOX) | -Saidil PSA hapniku tootmine |
|---|---|---|
| 3. Kulumudel ja OPEX | Hõlmab ASU töötlemist, krüogeenset veeldamise energiat, veoautode kütuselogistikat, paagi liisimist ja ladustamiskadusid. Transport kujutab endast suuri üldkulusid. | Esialgse seadmeinvesteeringu (CAPEX) kompenseerib minimaalne otsene OPEX (kompressorite tarbitav elekter ja rutiinne pisihooldus). Madalaim kulu-tonni kohta- pikas perspektiivis. |
| 4. Töökindlus | Tundlik transpordi infrastruktuuri ahela viivituste, kaugete teeummistuste, äärmuslike ilmastikutingimuste ja tarnijate logistikapiirangute suhtes. | Kõrge toimimisomadus{0}}. Modulaarsed seadistused on kergesti mahutatavad tolmu/löökide eest. Nõuab ainult stabiilset lokaliseeritud võrgu või mikrovõrgu toidet. |
| 5. Ohutusprofiil | Krüogeensed ohud -183 kraadi juures (rasked põletushaavad), gaasi rikastamise äärmuslikud tulekahjuohud, paagi rõhu suurenemine ja raske maanteetranspordi oht. | Töötab ümbritseva õhu temperatuuril. Kehtivad standardsed kõrge-puhtusega tuleprotokollid ja mehaanilise kompressori ohutus. Kõrvaldab krüogeense käitlemise. |
| 6. Paindlikkus ja ulatus | Skaleerimine nõuab füüsilise saidi mahutite mõõtmete laiendamist, veokite sagedasemat liiklust ja tarnijate võimsuse kohandamist. | Väga modulaarsed plokkide laiendused. Skaleerimine saavutatakse täiendavate paralleelsete PSA-plokkide lisamisega, mis sobivad ideaalselt järkjärguliste kaevanduse arendamise etappidega. |
| 7. Süsiniku jalajälg | Kõrge süsinikdioksiidimahukas jalajälg, mis tuleneb tsentraliseeritud vedeldamisest koos pikamaaveo{0}}veoparkidega. | Täiesti elektriline{0}}saidil genereerimine. Väga ühilduv puhaste kaevanduste kaugvõrkudega (kohapealsete päikese- või tuuleenergiasüsteemidega). |
| 8. Hooldusala | Keskendutakse vaakumiisolatsiooni lagunemise kontrollidele, krüogeensete ventiilide kontrollimisele, aurustumise logimisele ja tarnijate koordineerimisele. | Standardne kohapealne mehaaniline ajakava: rutiinne kompressoriõli/filtrid, klapitihendite kontrollimine ja tseoliidikihi vahetus iga paari aasta tagant. Täiesti sõltumatu välistest tehnikutest. |
9. Sobivus kaugkaevandustöödeks
Kaugkaevandused seisavad sageli silmitsi piiratud juurdepääsuga teedele, ebastabiilsete tarneahelate, äärmuslike ilmastikutingimuste ja kõrgete logistikakuludega. Sellistes keskkondades on LOX-süsteemid varustuskatkestuste suhtes tundlikud, samas kui PSA-süsteemid tagavad sõltumatu hapnikutootmise. Pikaajaliste-kaugkaevandusprojektide puhul eelistatakse PSA-süsteeme üha enam tänu oma-omavarustamisele.
10. Hübriidse hapnikuvarustuse strateegiad
Mõned kaevandustööd kasutavad hübriidset lähenemisviisi, et saavutada kohapealse gaasi ammutamise-rahaline iseseisvus, säilitades samal ajal turvavõrgud intensiivsete metallurgiahoogude jaoks. See lähenemisviis ühendab PSA-süsteemide töökindluse ja LOX-tarnete suure-võimsusega toe ning seda kasutatakse sageli suurtes-mineraalide töötlemise tehastes.
Järeldus
Nii PSA hapnikugeneraatorid kui ka vedela hapniku kohaletoimetamise süsteemid mängivad kaevandusrakendustes olulist rolli. Vedel hapnik pakub äärmiselt kõrge puhtusastme ja suure-võimsusega tarnimist, kuid sõltub suuresti logistikast ja välisest infrastruktuurist. PSA hapnikusüsteemid pakuvad kohapeal-tootmist, vähendades tarneahela sõltuvust ja parandades pikaajalist-paindlikkust. Kaugkaevandamise jaoks on PSA-süsteemid sageli kuluefektiivsemad ja vastupidavamad lahendused. Siiski on LOX endiselt väärtuslik suure nõudlusega-või ajutiste rakenduste jaoks, kus infrastruktuur on juba loodud. Lõppkokkuvõttes sõltub optimaalne hapnikuvarustuse strateegia projekti ulatusest, asukohast, toite saadavusest ja{10}}pikaajalisest tegevuse planeerimisest.
Taotlege kaevandusauditit
NEWTEK tarnib raskeid-kohapealseid-hapnikujaamu, mis on loodud spetsiaalselt kaugflotatsiooni- ja leostuskihtide jaoks. Esitage oma freesimisparameetrid:
- Päevane maagi töötlemise tonnaaž
- Leostuspaagi sihtmaht
- Kaevanduse kõrguse ja temperatuuri statistika
- Praegune vedeliku tarnekulu tonni kohta
Rasked töötlemissüsteemid
VPSA raskeveokite O2 tehased
Suure vooluhulga madala hinnaga leostumise optimeerimise tehased.
Konteinerkaevanduse moodulid
Ilmastikukindlad-soomustatud varjualused suure tolmu jaoks.
Nutikad lahustuvad kandikud
Suletud-aeratsiooni sissepritse juhtpaneelid.
