Kuidas valida kaugkaevanduskohtade jaoks PSA hapnikusüsteeme

Sissejuhatus

Paljud kulla, vase, plii-tsingi, liitiumi ja haruldaste muldmetallide kaevandamise projektid tegutsevad tööstuslikest gaasitootmiskeskustest kaugel. Nendes kohtades on hapnikku sageli vaja metallurgilistes protsessides, tsüaniidi leostusahelates, reoveepuhastussüsteemides, sulatamise tugioperatsioonides ja hädaolukordadele reageerimise rajatistes.

Erinevalt tööstuspiirkondade lähedal asuvatest kaevandustest seisavad kaugemates kaevandustes hapniku hankimisel täiendavad väljakutsed. Pikad transpordimarsruudid, piiratud infrastruktuur, hooajaline juurdepääs teedele ja kõrged logistikakulud võivad oluliselt mõjutada hapnikuvarustuse usaldusväärsust ja tegevuskulusid.

Seetõttu asendavad paljud kaevandusoperaatorid tarnitud hapniku kohapealsete hapnikutootmissüsteemidega, mis põhinevad Pressure Swing Adsorption (PSA) tehnoloogial.

PSA hapnikutehase valimine kaugemasse kaevandusse nõuab aga enamat kui tootmisvõimsuse valimist. Enne seadmete valimist peavad insenerid hindama protsessi nõudlust, töökoha tingimusi, voolu saadavust, kokkupuudet keskkonnaga, laienemisnõudeid, hooldusvõimet ja kasutuselevõtumeetodit.

See artikkel selgitab peamisi inseneri tegureid, mis on seotud PSA hapnikusüsteemi valimisega kaugkaevandusprojektide jaoks.

1. Määratlege tegelik hapnikutarbimise nõue

Alustage protsessi hapnikuvajadusest

Esimene samm on hapnikutarbimise arvutamine protsessi tasemel.
Hapnikku vajavad kaevandusrakendused võivad hõlmata järgmist:
· CIL kulla taastamine
· CIP kulla taastamine
· Oksüdatsioonireaktorid
· Osooni tekitamise toitesüsteemid
· Reoveepuhastus
· Sulatamise tugioperatsioonid
· Maa-alused avariisüsteemid
Iga protsess tarbib hapnikku erinevalt.

Näiteks võib kulla töötlemise tehas hapnikku süstida:
· Eel{0}}leostuspaagid
· Leostusmahutid
· Lägatorustikud
Vajalik hapnikuvool sõltub:
· Maagi läbilaskevõime
· Läga tihedus
· Tsüaniidi kontsentratsioon
· Lahustunud hapniku sihttase
Seadmete valimine ilma protsessi tegelikku nõudlust määramata põhjustab sageli üle- või alamõõdu.

Arvutage keskmise nõudluse asemel tippnõudlus

Kaevandamisel kulub harva hapnikku konstantsel kiirusel. Insenerid peaksid hindama:
· Keskmine hapnikutarve
· Maksimaalne hapnikutarve
· Tulevane laienemisnõudlus

Näiteks: kaevanduses, mis tarbib keskmiselt 300 Nm³/h hapnikku, võib läbilaskevõime suurendamise või tootmise optimeerimise kampaaniate ajal tekkida maksimaalne tarbimine, mis ületab 450 Nm³/h. Süsteemi suuruse määramine peaks arvestama pigem töömahtude kui keskmiste tingimustega.

2. Määrake nõutav hapniku puhtus

Erinevatel kaevandamisprotsessidel on erinevad puhtusnõuded

Mitte iga kaevandusrakendus ei nõua identset hapniku puhtust. Tüüpilised PSA hapnikusüsteemid toodavad 90%, 93% või 95% hapniku puhtust.

Paljude kulla leostamisoperatsioonide jaoks on hapniku kontsentratsioon selles vahemikus piisav, et suurendada lahustunud hapniku taset lägas. Valitud puhtus peaks põhinema:
· Protsessi kujundamine
· Metallurgiline testimine
· Hapnikuülekande efektiivsus
· Taastumise eesmärgid
Suurem puhtusaste nõuab üldjuhul väiksemat tootmisvõimsust samast PSA-süsteemist. Insenerid peavad hindama samaaegselt nii puhtuse kui ka vooluhulga nõudeid.

3. Hinnake saidi asukohta ja logistikatingimusi

Transpordimarsruudid mõjutavad süsteemi valikut

Kaugkaevandused kogevad sageli logistilisi piiranguid. Näited: kõrbekaevanduslaagrid, mäestikuoperatsioonid, arktilised uurimisprojektid ja saarte kaevandusrajatised. Transporditingimused mõjutavad seadmete mõõtmeid, tarneviise ja paigaldusstrateegiat. Enne PSA tehase valimist peaksid projektirühmad hindama tee laiuse piiranguid, silla koormuspiiranguid, sadamarajatisi ja kraanade saadavust. Need tegurid mõjutavad seadmete konfiguratsiooni ja saadetise planeerimist.

Hinnake hooajalist juurdepääsetavust

Mõned kaevandused kaotavad juurdepääsu teedele lumehooajal, mussooniperioodidel või üleujutuste ajal. Kui hooldusele juurdepääs muutub teatud osa aastast keeruliseks, võib süsteemi koondamine muutuda minimaalsest kapitalikulust olulisemaks. Sellistes olukordades määravad insenerid tööriski vähendamiseks sageli varukompressorid, täiendava salvestusmahu, varuventiilikomplektid ja üleliigsed mõõteriistad.

4. Kaaluge konteinerites kasutuselevõttu

Miks on konteinersüsteemid kaugemates kaevandustes levinud?

Kaugkohtadel puudub sageli projekti varases etapis infrastruktuur. Tavapärase hapnikutootmishoone ehitamiseks võib vaja minna betoonvundamente, konstruktsiooniterast, katusesüsteeme ja elektriruume. Need nõuded suurendavad ehituse keerukust.

NEWTEKi konteineriga gaasilahendus integreerib hapniku tootmise seadmed ISO konteinerisse enne saatmist. Seadmed sisaldavad tavaliselt: õhukompressorit, õhuvastuvõtjat, õhukuivatit, filtreerimispaketti, PSA hapnikugeneraatorit ja PLC juhtimissüsteemi. Konteiner toimib seadme korpuse, transpordiraami ja ilmastikukaitsekonstruktsioonina.

Paigaldusnõuded:Enamiku konteinersüsteemide jaoks on vaja: 1. betoonvundamenti, 2. elektriühendust, 3. hapnikutorustiku ühendust ja 4. kasutuselevõttu. Võrreldes traditsioonilise tehase ehitamisega on vaja vähem põllul kokkupanevaid tegevusi. See võib olla eriti oluline kaugetes kaevanduskeskkondades, kus ehitusressursid on piiratud.

5. Hinnake keskkonnatingimusi

Kõrge temperatuuriga kaevanduspiirkonnad:Kõrbekeskkondades toimuvate kaevandusprojektide puhul on ümbritseva õhu temperatuur sageli üle 40 kraadi, tolm koguneb ja kokkupuude päikesekiirgusega. Kõrged temperatuurid mõjutavad kompressori jahutust, kuivati ​​efektiivsust ja elektrikomponentide eluiga. Seadmed tuleks valida sobiva jahutusvõimsuse ja ventilatsioonikonstruktsiooniga.

Külma kliimaga kaevandustööd:Põhjapoolsetes piirkondades võib kaevandamisprojektides tekkida miinus{0}}temperatuur, lume kogunemine ja kondensaadi külmumine. Õhutöötlussüsteemid peavad kaitsma äravooluventiile, instrumendi torusid ja kompressori jahutusahelaid külmumistingimuste eest.

Rannikukaevanduskohad:Sadamate lähedal asuvates kaevandusrajatistes võib esineda soolapihustust, niiskust ja söövitavat keskkonda. Need tingimused võivad nõuda roostevabast terasest torusid, korrosioonikindlaid-katteid ja -mereklassi kinnitusvahendeid, et vähendada seadmete pikaajalist-riknemist.

6. Hinnake energiataristut ja hooldust

Elektri kättesaadavus mõjutab otseselt süsteemi disaini

PSA hapnikutehased toetuvad peamiselt õhukompressoritele, juhtimissüsteemidele ja õhutöötlusseadmetele. Toitevajadus suureneb hapniku tootmisvõimsusega. Enne seadmete valimist peaksid insenerid hindama elektrienergia kättesaadavust, generaatori võimsust, pinge stabiilsust ja harmoonilisi tingimusi.

Generaatori{0}}mootoriga kaevanduslaagrid:Paljud uurimisprojektid põhinevad diiselgeneraatoritel. Sellistel juhtudel peaks hapnikujaama projekteerimisel arvestama generaatori laadimist, käivitusvoolu ja kütusekulu, et tagada ühilduvus olemasoleva energiataristuga.

7. Hinnake hooldusvõimekust ja kriitilisi komponente

Kaugmiinidel on sageli piiratud tehniline tugi. Kaugkohtade hooldusmeeskondades ei pruugi olla PSA spetsialiste. Seetõttu tuleks seadmete valikul arvesse võtta varuosade kättesaadavust, diagnostilist ligipääsetavust ja instrumentide standardimist. Tavalisi tööstuslikke komponente kasutavad süsteemid võivad hoolduse planeerimist lihtsustada. Kriitilised komponendid, mis nõuavad rutiinset kontrolli, on järgmised:

8. Tuleviku laienemise plaan ja NEWTEKi eelised

Kaevandamise läbilaskevõime muutub sageli:Kaevandusprojektid suurendavad pärast kasutuselevõttu sageli töötlemisvõimsust. Näited hõlmavad: veski laiendused, täiendavad leostusmahutid ja suurenenud maagi läbilaskevõime. Kui eeldatakse hapnikuvajaduse kasvu, peaksid insenerid esialgses projekteerimisetapis hindama laienemisvõimalusi.

Modulaarsed PSA kujundused lihtsustavad laiendamist:Paljud NEWTEK PSA hapnikutehased kasutavad modulaarset arhitektuuri. Laienemine võib hõlmata: täiendavaid adsorptsioonitorne, suuremaid mahuteid ja täiendavat kompressori võimsust. See lähenemisviis võib suurendada hapniku tootmist kogu süsteemi asendamata.

Miks paljud kaugkaevandused valivad NEWTEKi konteineris hapnikutehaseid:NEWTEK GROUPi konteinerites hapnikutehas ühendab transporditavas korpuses hapniku tootmise seadmed, õhutöötlussüsteemid, säilitusanumad ja automatiseeritud juhtseadmed. Kaugkaevandusprojektide jaoks pakub see konfiguratsioon mitmeid praktilisi eeliseid:
· Vähendatud nõuded kokkupanekuks kohapeal
· Transpordi lihtsustatud planeerimine
· Kaitse tolmu ja ilmastikumõjude eest
· Modulaarse võimsuse suurendamise võimalused
· Integratsioon CIL ja CIP hapniku sissepritsesüsteemidega
Kuna hapnik tekib otse välisõhust, võivad kaevandused vähendada sõltuvust korduvatest balloonitarnetest ja vedela hapniku transpordist.

KKK

Järeldus

PSA hapnikusüsteemi valimine kaugkaevanduskoha jaoks nõuab protsessi hapnikuvajaduse, keskkonnatingimuste, toite saadavuse, logistiliste piirangute, hooldusvõime ja tulevaste laienemisnõuete üksikasjalikku hindamist. Õige suurusega NEWTEK PSA hapnikutehas võib tagada pideva hapniku tootmise CIL-i, CIP-i, oksüdatsiooni ja muude kaevandamisprotsesside jaoks, vähendades samas sõltuvust välistest hapnikutarnetest. Kõrbetes, mägedes, saartel või muudes kaugetes keskkondades asuvate projektide jaoks pakuvad NEWTEK Containerized Gas Solutions juurutusmeetodit, mis ühendab hapniku tootmise seadmed ja kaitseinfrastruktuuri ühes transporditavas pakendis, lihtsustades paigaldamist ja pikaajalist{2}}kasutust.