Miks on kaevandusveepuhastusel hapnikku vaja?
Kaevanduse veepuhastusprotsessid sõltuvad sageli oksüdatsioonireaktsioonidest, enne kui saasteaineid veest saab eemaldada.
Näiteks lahustunud raud (Fe²⁺) jääb vees lahustuvaks ja seda ei saa settimise teel tõhusalt eemaldada. Hapniku sisestamisel oksüdeerub raud raudraud (Fe³⁺), mis moodustab raudhüdroksiidi sadet, mis settib selgitites ja muda paksendamissüsteemides.
Sarnane protsess toimub ka mangaani eemaldamise, sulfiidide oksüdatsiooni ja bioloogiliste nitrifikatsioonisüsteemide käigus.
Tüüpilised hapnikku nõudvad kaevandusveepuhastusrakendused hõlmavad järgmist:
-
Happekaevanduse drenaažitöötlus
-
Rauaeemaldussüsteemid
-
Mangaani eemaldamise süsteemid
-
Sulfiidide oksüdatsiooniprotsessid
-
Bioloogiline reoveepuhastus
-
Nitrifikatsioonisüsteemid
-
Tsüaniidi hävitamist toetavad protsessid
-
Protsessi vee korduskasutussüsteemid
Ilma piisava lahustunud hapniku kontsentratsioonita oksüdatsioonikiirus väheneb ja töötlemisvõime võib väheneda.
Tööpõhimõte
Õhu sissevõtt ja filtreerimine
Protsess algab atmosfääriõhu tõmbamisega läbi tööstusliku filtreerimissüsteemi.
Kaevanduskeskkond sisaldab sageli õhus lenduvat tolmu, mida tekitavad:
Mitmeastmelised sisselaskefiltrid püüavad kinni tahked saasteained enne õhu sisenemist survesüsteemi.
Filtri korpused on tavaliselt valmistatud pulbervärvitud{0}}süsinikterasest või alumiiniumsulamist ja nendes kasutatakse vahetatavaid filtrikassette.
Õhu kokkusurumine
Filtreeritud õhk siseneb kruvikompressorisse, kus rõhk tõuseb ligikaudu 7–10 baarini (g).
Kompressoripakett koosneb üldiselt:
Kompressor suunab suruõhu puhastussektsiooni süsinikterasest või roostevabast terasest protsessitorustiku kaudu.
Rõhuandurid jälgivad pidevalt kompressori tühjenemise tingimusi ja edastavad andmed PLC juhtimissüsteemi.
Õhu puhastamine
Suruõhk sisaldab niiskust, õliaerosoole ja peeneid osakesi, mis võivad adsorptsioonikeskkonda kahjustada. Puhastussektsioon eemaldab saasteained mitme töötlemisetapi abil:
Töötlemisprotsess vähendab niiskusesisaldust enne õhu sisenemist PSA süsteemi.
Sõltuvalt konfiguratsioonist on väljalaske kastepunktid tavaliselt vahemikus -40 kraadi kuni -70 kraadi.
Madala niiskustaseme säilitamine kaitseb molekulaarsõela materjali ja stabiliseerib hapniku tootmise jõudlust.
Hapniku eraldamine
PSA-süsteem eraldab hapniku suruõhust, kasutades tseoliidi molekulaarsõela materjali. Suruõhk siseneb molekulaarsõela söötmega täidetud adsorptsioonianumatesse.
Lämmastiku molekulid kinnituvad adsorbendi sisepinnale, samal ajal kui hapnikumolekulid läbivad kihi ja sisenevad hapniku kogumissüsteemi.
PSA-seade vaheldub adsorptsiooni- ja regenereerimistsüklite vahel.
Töö ajal:
Automaatsed lülitusventiilid pööravad anuma funktsioone ümber vastavalt programmeeritud tsükli ajastusele.
See protsess võimaldab pidevat hapniku tootmist ilma järgnevaid töötlemistoiminguid katkestamata.
Tüüpiline hapniku puhtus on vahemikus 90% kuni 95%.
Süsteemi komponendid
PSA hapniku tootmise üksus
Hapniku genereerimise liug sisaldab südamiku eraldusseadmeid. Peamised komponendid hõlmavad järgmist:
Adsorptsioonianumad on valmistatud rõhuga -süsinikterasest ja paigaldatud konstruktsiooniterasest tugiraamidele.
Süsteemi võimsus on tavaliselt vahemikus 10 Nm³/h kuni 5000 Nm³/h, sõltuvalt puhastusjaama nõuetest.
Hapniku säilituspaak
Tekkinud hapnik siseneb enne jaotamist puhveranumasse. Säilituspaak täidab mitmeid funktsioone:
Tüüpilised säilitusrõhud jäävad vahemikku 8–16 bar(g).
Suuremate puhastusrajatiste jaoks saab jaotussüsteemi integreerida täiendavad hapnikuhoidla anumad.
Hapniku jaotusvõrk
Hapniku jaotussüsteem kannab hapnikku generaatorist puhastusseadmetesse. Võrk sisaldab üldiselt:
Jaotuspäised võivad varustada hapnikku korraga mitmesse töötlemisetappi.
Voolukiirusi saab reguleerida iga ravitsooni jaoks eraldi.
Hapnikuülekande tehnoloogiad
Peenmullide difusioonisüsteemid
Peenmullide difuusorid kannavad hapnikku vette membraani õhutusseadmete kaudu. Tüüpiline difuusori koost koosneb:
• EPDM membraan • PVC tugitoru • Roostevabast terasest kinnitusdetailidMembraan vabastab väikesed hapnikumullid, mis suurendavad gaasi{0}}vedeliku kokkupuutepinda. Kui mullid tõusevad läbi veesamba, liigub hapnik lahusesse ja suurendab lahustunud hapniku kontsentratsiooni.
Peenmullsüsteemid paigaldatakse tavaliselt bioloogilistesse puhastusbasseinidesse ja oksüdatsioonipaakidesse.
Venturi hapniku sissepritse
Venturi süsteemid süstivad hapnikku otse survestatud protsessivee torustikesse. Venturi otsik loob madala-rõhuala, mis tõmbab hapnikku veevoolu.
Seejärel siseneb hapniku{0}}vee segu reaktsioonipaakidesse, oksüdatsioonianumatesse või jaotussüsteemidesse.
Venturi sissepritsesüsteemid välistavad teatud töötlemiskonfiguratsioonides vajaduse suurte õhutusbasseinide järele.
Hapnikukoonusreaktorid
Hapnikukoonusreaktorid lahustavad hapnikku kõrgendatud rõhu all. Reaktor koosneb:
• Surveanum • Sisemine segamiskamber • Hapniku sissepritse koost • RetsirkulatsioonitorustikVesi siseneb koonusesse rõhu all, samal ajal kui hapnik süstitakse sisemise tsirkulatsiooni tsooni. Rõhu all olev keskkond suurendab hapniku lahustumist ja minimeerib gaasikadusid.
Hapnikukoonuse süsteeme kasutatakse tavaliselt siis, kui on vaja lahustunud hapniku taset, mis ületab oluliselt atmosfääri küllastumist.
Happekaevanduste äravoolu ravi
Happekaevanduste äravool (AMD) tekib siis, kui sulfiidi{0}}kandvad mineraalid reageerivad hapniku ja veega, tekitades lahustunud metalle sisaldava happelise äravoolu. AMD ravisüsteemid kasutavad sageli hapnikku oksüdatsioonireaktsioonide kiirendamiseks enne selgitamist.
Raviprotsess hõlmab tavaliselt järgmisi samme:
Hapnikugeneraator varustab pidevalt hapnikku oksüdatsioonireaktoritega, kus lahustunud raud muutub raudraudaks.
Raudraud sadestub seejärel ja settib allavoolu selitamisseadmetes.
Bioloogilise ravi rakendused
Kaevanduslaagrid, hooldustöökojad ja töötlemisrajatised tekitavad reovett, mis võib vajada bioloogilist puhastamist.
Aeroobsed mikroorganismid tarbivad metaboolse tegevuse kaudu saasteaineid ja vajavad toimimiseks lahustunud hapnikku.
Hapnikugeneraator varustab hapnikku bioloogilistesse reaktoritesse difuusorvõrkude või hapniku sissepritsesüsteemide kaudu.
Tüüpilised lahustunud hapniku sihtmärgid jäävad vahemikku 2–6 mg/l, sõltuvalt ravi ülesehitusest.
Hapniku ülekandesüsteem jaotab hapniku kogu reaktori mahus ja toetab bioloogilisi oksüdatsiooniprotsesse.
Hooldusnõuded
Igapäevane jälgimine
Operaatorid kontrollivad:
- Hapniku puhtus
- Hapniku rõhk
- Voolukiirus
- Kompressori temperatuur
- Häire olek
Tööandmed kuvatakse läbi HMI liidese ja salvestatakse PLC-süsteemis.
Ennetav hooldus
Plaanilised hooldustööd hõlmavad järgmist:
- Filtri elementide vahetus
- Pneumaatiliste ventiilide kontrollimine
- Kompressorite hooldus
- Hapnikuanalüsaatorite kalibreerimine
- Rõhuandurite kontrollimine
Hooldusvälbad sõltuvad töötundidest ja töökoha tingimustest.
Molekulaarsõela kasutusiga
Molekulaarsõel teostab hapniku eraldamise protsessi.
Adsorbendi eluiga võivad vähendada järgmised tegurid:
- Vee saastumine
- Nafta ülekandmine
- Liiga kõrged töötemperatuurid
- Vale rõhu tsükkel
Nõuetekohaselt hooldatud töötingimustes on molekulaarsõela vahetusintervallid tavaliselt 8–12 aastat.
Tehnilised andmed
| Parameeter | Tüüpiline vahemik |
|---|---|
| Hapniku puhtus | 90–95% |
| Hapniku mahutavus | 10–5000 Nm³/h |
| Hapniku rõhk | 4–10 baari (g) |
| Õhurõhk | 7–10 baari (g) |
| Kastepunkt | -40 kraadi kuni -70 kraadi |
| Ümbritsev temperatuur | -20 kraadi kuni +50 kraadi |
| Juhtimissüsteem | PLC + HMI |
| Toiteallikas | 380V–690V |
| Installi tüüp | Libisemine-paigaldatud või konteineris |
KKK
K: Kuidas valida õige hapnikugeneraatori võimsus?
V: Mahutavus määratakse vee voolukiiruse, saasteainete kontsentratsiooni ja lahustunud hapniku (DO) sihttaseme järgi. NEWTEK saab arvutada vajaliku hapnikuvajaduse teie veeanalüüsi ja -töötlusprotsessi andmete põhjal.
K: Milliseid kaevandusveepuhastusprotsesse see süsteem toetab?
V: Süsteem suudab varustada hapnikku:
- Acid Mine Drainage (AMD) ravi
- Raua ja mangaani eemaldamine
- Sulfiidne oksüdatsioon
- Bioloogiline reoveepuhastus
- Nitrifikatsioonisüsteemid
- Töötlemisvee korduskasutusrakendused
K: Kas süsteemi saab integreerida olemasolevate raviasutustega?
V: Jah. Hapnikugeneraatorit saab ühendada oksüdatsioonipaakide, Venturi pihustite, hapnikukoonuse reaktorite, difuusorsüsteemide ja olemasolevate puhastustorustikega.
K: Millist teavet on süsteemi suuruse määramiseks vaja?
V: Süsteemi täpseks suuruseks nõuab NEWTEK tavaliselt:
- Vee voolukiirus (m³/h)
- Veekvaliteedi aruanne
- Raviprotsessi kirjeldus
- Paigalduskõrgus
- Saadaval toiteallikas
K: Kas süsteem sobib kaugkaevanduskohtade jaoks?
V: Jah. Süsteem genereerib hapnikku kohapeal-atmosfääriõhust, välistades vajaduse vedela hapniku kohaletoimetamise ja krüogeensete mahutite järele.
Kuum tags: hapnikugeneraator kaevandusvee töötlemiseks, Hiina hapnikugeneraator kaevandusveepuhastusseadmete tootjatele, tarnijatele
