Πώς να επιλέξετε συστήματα οξυγόνου PSA για απομακρυσμένες τοποθεσίες εξόρυξης

Εισαγωγή

Πολλά έργα εξόρυξης χρυσού, χαλκού, μολύβδου-ψευδαργύρου, λιθίου και σπάνιων γαιών λειτουργούν μακριά από βιομηχανικά κέντρα παραγωγής αερίου. Σε αυτές τις τοποθεσίες, απαιτείται συχνά οξυγόνο για μεταλλουργικές διεργασίες, κυκλώματα έκπλυσης κυανίου, συστήματα επεξεργασίας λυμάτων, εργασίες υποστήριξης τήξης και εγκαταστάσεις αντιμετώπισης καταστάσεων έκτακτης ανάγκης.

Σε αντίθεση με τα ορυχεία που βρίσκονται κοντά σε βιομηχανικές ζώνες, οι απομακρυσμένες τοποθεσίες εξόρυξης αντιμετωπίζουν πρόσθετες προκλήσεις κατά την προμήθεια οξυγόνου. Οι μεγάλες διαδρομές μεταφοράς, η περιορισμένη υποδομή, η εποχική οδική πρόσβαση και το υψηλό κόστος εφοδιαστικής μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά την αξιοπιστία της παροχής οξυγόνου και τα λειτουργικά έξοδα.

Για αυτόν τον λόγο, πολλοί φορείς εκμετάλλευσης εξόρυξης αντικαθιστούν το παρεχόμενο οξυγόνο με-συστήματα παραγωγής οξυγόνου στην τοποθεσία που βασίζονται στην τεχνολογία Προσρόφησης ταλάντωσης πίεσης (PSA).

Ωστόσο, η επιλογή μιας μονάδας οξυγόνου PSA για ένα απομακρυσμένο ορυχείο απαιτεί περισσότερα από την επιλογή μιας παραγωγικής ικανότητας. Οι μηχανικοί πρέπει να αξιολογήσουν τη ζήτηση διεργασιών, τις συνθήκες της τοποθεσίας, τη διαθεσιμότητα ισχύος, την περιβαλλοντική έκθεση, τις απαιτήσεις επέκτασης, την ικανότητα συντήρησης και τη μέθοδο ανάπτυξης προτού επιλέξουν εξοπλισμό.

Αυτό το άρθρο εξηγεί τους βασικούς μηχανικούς παράγοντες που εμπλέκονται στην επιλογή ενός συστήματος οξυγόνου PSA για απομακρυσμένα έργα εξόρυξης.

1. Καθορίστε την Πραγματική Απαίτηση Κατανάλωσης Οξυγόνου

Ξεκινήστε με τη Ζήτηση Οξυγόνου Διεργασίας

Το πρώτο βήμα είναι ο υπολογισμός της κατανάλωσης οξυγόνου σε επίπεδο διεργασίας.
Οι εφαρμογές εξόρυξης που απαιτούν οξυγόνο μπορεί να περιλαμβάνουν:
· Ανάκτηση χρυσού CIL
· Ανάκτηση χρυσού CIP
· Αντιδραστήρες οξείδωσης
· Συστήματα τροφοδοσίας παραγωγής όζοντος
· Επεξεργασία λυμάτων
· Εργασίες υποστήριξης τήξης
· Υπόγεια συστήματα έκτακτης ανάγκης
Κάθε διαδικασία καταναλώνει οξυγόνο διαφορετικά.

Για παράδειγμα, μια μονάδα επεξεργασίας χρυσού μπορεί να εγχύσει οξυγόνο σε:
· Δεξαμενές προ- έκπλυσης
· Δεξαμενές έκπλυσης
· Σωληνώσεις πολτού
Η απαιτούμενη ροή οξυγόνου εξαρτάται από:
· Διακίνηση μεταλλεύματος
· Πυκνότητα πολτού
· Συγκέντρωση κυανίου
· Στοχεύστε το επίπεδο διαλυμένου οξυγόνου
Η επιλογή εξοπλισμού χωρίς να προσδιορίζεται η πραγματική ζήτηση διεργασιών οδηγεί συχνά σε υπερμεγέθη ή μικρότερο μέγεθος.

Υπολογίστε τη μέγιστη ζήτηση αντί για τη μέση ζήτηση

Οι εργασίες εξόρυξης σπάνια καταναλώνουν οξυγόνο με σταθερό ρυθμό. Οι μηχανικοί θα πρέπει να αξιολογήσουν:
· Μέση ζήτηση οξυγόνου
· Μέγιστη ζήτηση οξυγόνου
· Μελλοντική ζήτηση επέκτασης

Για παράδειγμα: Ένα ορυχείο που καταναλώνει μέσο όρο οξυγόνου 300 Nm³/h μπορεί να έχει μέγιστη κατανάλωση άνω των 450 Nm³/h κατά τη διάρκεια αυξήσεων της απόδοσης ή εκστρατειών βελτιστοποίησης της παραγωγής. Το μέγεθος του συστήματος θα πρέπει να καλύπτει τις λειτουργικές αιχμές και όχι μόνο τις μέσες συνθήκες.

2. Προσδιορίστε την απαιτούμενη καθαρότητα οξυγόνου

Διαφορετικές διεργασίες εξόρυξης έχουν διαφορετικές απαιτήσεις καθαρότητας

Δεν απαιτεί κάθε εφαρμογή εξόρυξης την ίδια καθαρότητα οξυγόνου. Τα τυπικά συστήματα οξυγόνου PSA παράγουν 90%, 93% ή 95% καθαρότητα οξυγόνου.

Για πολλές εργασίες έκπλυσης χρυσού, η συγκέντρωση οξυγόνου εντός αυτού του εύρους είναι επαρκής για να αυξήσει τα επίπεδα διαλυμένου οξυγόνου στον πολτό. Η επιλεγμένη καθαρότητα πρέπει να βασίζεται σε:
· Σχεδιασμός διαδικασίας
· Μεταλλουργικές δοκιμές
· Αποδοτικότητα μεταφοράς οξυγόνου
· Στόχοι ανάκτησης
Η υψηλότερη καθαρότητα απαιτεί γενικά χαμηλότερη παραγωγική ικανότητα από το ίδιο σύστημα PSA. Οι μηχανικοί πρέπει να αξιολογούν ταυτόχρονα τις απαιτήσεις καθαρότητας και ροής.

3. Αξιολογήστε την τοποθεσία και τις συνθήκες εφοδιαστικής τοποθεσίας

Επιλογή συστήματος επιρροής διαδρομών μεταφοράς

Τα απομακρυσμένα ορυχεία αντιμετωπίζουν συχνά περιορισμούς εφοδιαστικής. Παραδείγματα περιλαμβάνουν: στρατόπεδα εξόρυξης ερήμου, ορεινές επιχειρήσεις, έργα εξερεύνησης της Αρκτικής και εγκαταστάσεις εξόρυξης νησιών. Οι συνθήκες μεταφοράς επηρεάζουν τις διαστάσεις του εξοπλισμού, τις μεθόδους παράδοσης και τη στρατηγική εγκατάστασης. Πριν από την επιλογή μιας μονάδας PSA, οι ομάδες του έργου θα πρέπει να αξιολογήσουν τους περιορισμούς του πλάτους του δρόμου, τα όρια φορτίου γέφυρας, τις λιμενικές εγκαταστάσεις και τη διαθεσιμότητα γερανού. Αυτοί οι παράγοντες επηρεάζουν τη διαμόρφωση του εξοπλισμού και τον προγραμματισμό αποστολής.

Αξιολογήστε την εποχική προσβασιμότητα

Ορισμένα ορυχεία χάνουν την οδική πρόσβαση σε περιόδους χιονιού, περιόδους μουσώνων ή πλημμυρών. Εάν η πρόσβαση στη συντήρηση γίνει δύσκολη κατά τη διάρκεια μέρους του έτους, η απόλυση του συστήματος μπορεί να γίνει πιο σημαντική από το ελάχιστο κόστος κεφαλαίου. Σε αυτές τις περιπτώσεις, οι μηχανικοί συχνά καθορίζουν εφεδρικούς συμπιεστές, πρόσθετη χωρητικότητα αποθήκευσης, εφεδρικά κιτ βαλβίδων και πλεονάζοντα όργανα για τη μείωση του λειτουργικού κινδύνου.

4. Εξετάστε το ενδεχόμενο ανάπτυξης εμπορευματοκιβωτίων

Γιατί τα συστήματα εμπορευματοκιβωτίων είναι κοινά στα απομακρυσμένα ορυχεία

Οι απομακρυσμένες τοποθεσίες συχνά στερούνται υποδομής κατά τα αρχικά στάδια του έργου. Η κατασκευή ενός συμβατικού κτιρίου παραγωγής οξυγόνου μπορεί να απαιτεί θεμέλια από σκυρόδεμα, δομικό χάλυβα, συστήματα στέγης και ηλεκτρικούς χώρους. Αυτές οι απαιτήσεις αυξάνουν την πολυπλοκότητα της κατασκευής.

Ένα διάλυμα αερίου με εμπορευματοκιβώτια NEWTEK ενσωματώνει εξοπλισμό παραγωγής οξυγόνου σε ένα δοχείο ISO πριν από την αποστολή. Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει συνήθως: αεροσυμπιεστή, δέκτη αέρα, στεγνωτήρα αέρα, πακέτο φιλτραρίσματος, γεννήτρια οξυγόνου PSA και σύστημα ελέγχου PLC. Το δοχείο λειτουργεί ως περίβλημα εξοπλισμού, πλαίσιο μεταφοράς και δομή προστασίας από τις καιρικές συνθήκες.

Απαιτήσεις εγκατάστασης:Τα περισσότερα συστήματα με εμπορευματοκιβώτια απαιτούν: 1. Θεμέλιο από σκυρόδεμα, 2. Σύνδεση με ρεύμα, 3. Σύνδεση αγωγού οξυγόνου και 4. Θέση σε λειτουργία. Σε σύγκριση με την παραδοσιακή κατασκευή εργοστασίων, απαιτούνται λιγότερες δραστηριότητες συναρμολόγησης στο πεδίο. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντικό σε απομακρυσμένα περιβάλλοντα εξόρυξης όπου οι κατασκευαστικοί πόροι είναι περιορισμένοι.

5. Αξιολογήστε τις Περιβαλλοντικές Συνθήκες

Περιοχές εξόρυξης υψηλών θερμοκρασιών:Τα έργα εξόρυξης σε περιβάλλοντα ερήμου συχνά αντιμετωπίζουν θερμοκρασίες περιβάλλοντος πάνω από 40 βαθμούς, συσσώρευση σκόνης και έκθεση στην ηλιακή θερμότητα. Οι υψηλές θερμοκρασίες επηρεάζουν την ψύξη του συμπιεστή, την απόδοση του στεγνωτηρίου και τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρικών εξαρτημάτων. Ο εξοπλισμός πρέπει να επιλέγεται με κατάλληλη ψυκτική ικανότητα και σχεδιασμό αερισμού.

Λειτουργίες εξόρυξης ψυχρού κλίματος:Τα έργα εξόρυξης στις βόρειες περιοχές ενδέχεται να αντιμετωπίσουν θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, συσσώρευση χιονιού και παγωμένο συμπύκνωμα. Τα συστήματα επεξεργασίας αέρα πρέπει να προστατεύουν τις βαλβίδες αποστράγγισης, τους σωλήνες οργάνων και τα κυκλώματα ψύξης του συμπιεστή από συνθήκες παγώματος.

Παράκτιες τοποθεσίες εξόρυξης:Οι εγκαταστάσεις εξόρυξης κοντά σε λιμάνια ενδέχεται να εμφανίσουν ψεκασμό αλατιού, υγρασία και διαβρωτικές ατμόσφαιρες. Αυτές οι συνθήκες ενδέχεται να απαιτούν σωλήνες από ανοξείδωτο χάλυβα, επιστρώσεις-ανθεκτικές στη διάβρωση και συνδετήρες θαλάσσιας-βαθμίδας για τη μείωση-μακροπρόθεσμης υποβάθμισης του εξοπλισμού.

6. Αξιολόγηση Υποδομής & Συντήρησης Ενέργειας

Η ηλεκτρική διαθεσιμότητα επηρεάζει άμεσα τον σχεδιασμό του συστήματος

Οι μονάδες οξυγόνου PSA βασίζονται κυρίως σε αεροσυμπιεστές, συστήματα ελέγχου και εξοπλισμό επεξεργασίας αέρα. Οι απαιτήσεις ισχύος αυξάνονται με την ικανότητα παραγωγής οξυγόνου. Οι μηχανικοί θα πρέπει να αξιολογούν τη διαθεσιμότητα της ηλεκτρικής ενέργειας, τη χωρητικότητα της γεννήτριας, τη σταθερότητα της τάσης και τις αρμονικές συνθήκες πριν επιλέξουν εξοπλισμό.

Generator-Powered Mining Camps:Πολλά έργα εξερεύνησης βασίζονται σε γεννήτριες ντίζελ. Σε αυτές τις περιπτώσεις, ο σχεδιασμός της μονάδας οξυγόνου θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη φόρτωση της γεννήτριας, το ρεύμα εκκίνησης και την κατανάλωση καυσίμου για να διασφαλιστεί η συμβατότητα με τη διαθέσιμη υποδομή ισχύος.

7. Αξιολογήστε την ικανότητα συντήρησης και τα κρίσιμα εξαρτήματα

Τα απομακρυσμένα ορυχεία έχουν συχνά περιορισμένη τεχνική υποστήριξη. Οι ομάδες συντήρησης σε απομακρυσμένες τοποθεσίες ενδέχεται να μην περιλαμβάνουν ειδικούς PSA. Ως εκ τούτου, η επιλογή του εξοπλισμού θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη διαθεσιμότητα ανταλλακτικών, τη διαγνωστική προσβασιμότητα και την τυποποίηση του οργάνου. Συστήματα που χρησιμοποιούν κοινά βιομηχανικά εξαρτήματα μπορούν να απλοποιήσουν τον προγραμματισμό συντήρησης. Τα κρίσιμα στοιχεία που απαιτούν τακτική επιθεώρηση περιλαμβάνουν:

8. Σχέδιο για Μελλοντική Επέκταση & Πλεονεκτήματα NEWTEK

Η απόδοση εξόρυξης αλλάζει συχνά:Τα έργα εξόρυξης συχνά αυξάνουν την ικανότητα επεξεργασίας μετά την έναρξη λειτουργίας. Παραδείγματα περιλαμβάνουν: επεκτάσεις μύλου, πρόσθετες δεξαμενές έκπλυσης και αυξημένη απόδοση μεταλλεύματος. Εάν η ζήτηση οξυγόνου αναμένεται να αυξηθεί, οι μηχανικοί θα πρέπει να αξιολογήσουν τις επιλογές επέκτασης κατά το αρχικό στάδιο του σχεδιασμού.

Αρθρωτά σχέδια PSA απλοποιούν την επέκταση:Πολλές μονάδες οξυγόνου NEWTEK PSA χρησιμοποιούν αρθρωτή αρχιτεκτονική. Η επέκταση μπορεί να περιλαμβάνει: πρόσθετους πύργους προσρόφησης, μεγαλύτερα δοχεία αποθήκευσης και πρόσθετη χωρητικότητα συμπιεστή. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να αυξήσει την παραγωγή οξυγόνου χωρίς να αντικαταστήσει ολόκληρο το σύστημα.

Γιατί πολλά απομακρυσμένα ορυχεία επιλέγουν εγκαταστάσεις οξυγόνου με εμπορευματοκιβώτια NEWTEK:Μια μονάδα εμπορευματοκιβωτίων οξυγόνου NEWTEK GROUP συνδυάζει εξοπλισμό παραγωγής οξυγόνου, συστήματα επεξεργασίας αέρα, δοχεία αποθήκευσης και αυτοματοποιημένα χειριστήρια μέσα σε ένα μεταφερόμενο περίβλημα. Για απομακρυσμένα έργα εξόρυξης, αυτή η διαμόρφωση προσφέρει πολλά πρακτικά πλεονεκτήματα:
· Μειωμένες απαιτήσεις συναρμολόγησης πεδίου
· Απλοποιημένος σχεδιασμός μεταφορών
· Προστασία από τη σκόνη και την έκθεση στις καιρικές συνθήκες
· Αρθρωτές επιλογές επέκτασης χωρητικότητας
· Ενσωμάτωση με συστήματα έγχυσης οξυγόνου CIL και CIP
Επειδή το οξυγόνο παράγεται απευθείας από τον αέρα του περιβάλλοντος, τα ορυχεία μπορούν να μειώσουν την εξάρτηση από τις επαναλαμβανόμενες παραδόσεις κυλίνδρων και τη μεταφορά υγρού οξυγόνου.

FAQ

Σύναψη

Η επιλογή ενός συστήματος οξυγόνου PSA για μια απομακρυσμένη τοποθεσία εξόρυξης απαιτεί λεπτομερή αξιολόγηση της ζήτησης οξυγόνου διεργασίας, των περιβαλλοντικών συνθηκών, της διαθεσιμότητας ισχύος, των περιορισμών εφοδιαστικής, της ικανότητας συντήρησης και των μελλοντικών απαιτήσεων επέκτασης. Μια μονάδα οξυγόνου NEWTEK PSA με κατάλληλο μέγεθος μπορεί να παρέχει συνεχή παραγωγή οξυγόνου για CIL, CIP, οξείδωση και άλλες διεργασίες εξόρυξης, ενώ μειώνει την εξάρτηση από εξωτερικές παραδόσεις οξυγόνου. Για έργα που βρίσκονται σε ερήμους, βουνά, νησιά ή άλλα απομακρυσμένα περιβάλλοντα, η NEWTEK Containerized Gas Solutions προσφέρει μια μέθοδο ανάπτυξης που συνδυάζει εξοπλισμό παραγωγής οξυγόνου και προστατευτική υποδομή σε ένα ενιαίο μεταφερόμενο πακέτο, απλοποιώντας την εγκατάσταση και τη μακροπρόθεσμη λειτουργία.