Γεννήτρια οξυγόνου για επεξεργασία νερού ορυχείων

Εισαγωγή και φιλτράρισμα αέρα

Η διαδικασία ξεκινά με την άντληση ατμοσφαιρικού αέρα μέσω ενός βιομηχανικού συστήματος φιλτραρίσματος.

Τα περιβάλλοντα εξόρυξης συχνά περιέχουν αερομεταφερόμενη σκόνη που παράγεται από:

Τα φίλτρα εισαγωγής πολλαπλών-σταδίων συλλαμβάνουν σωματιδιακούς ρύπους πριν εισέλθει ο αέρας στο σύστημα συμπίεσης.

Τα περιβλήματα των φίλτρων συνήθως κατασκευάζονται από-επικαλυμμένο ανθρακούχο χάλυβα ή κράμα αλουμινίου με επικάλυψη σκόνης και χρησιμοποιούν αντικαταστάσιμα φυσίγγια φίλτρου.

Συμπίεση αέρα

Ο φιλτραρισμένος αέρας εισέρχεται σε έναν περιστροφικό βιδωτό συμπιεστή όπου η πίεση αυξάνεται σε περίπου 7–10 bar(g).

Η συσκευασία του συμπιεστή γενικά αποτελείται από:

Ο συμπιεστής μεταφέρει πεπιεσμένο αέρα στο τμήμα καθαρισμού μέσω σωληνώσεων διεργασίας από ανθρακούχο χάλυβα ή ανοξείδωτο χάλυβα.

Οι αισθητήρες πίεσης παρακολουθούν συνεχώς τις συνθήκες εκφόρτισης του συμπιεστή και μεταδίδουν δεδομένα στο σύστημα ελέγχου PLC.

Καθαρισμός Αέρα

Ο πεπιεσμένος αέρας περιέχει υγρασία, αερολύματα λαδιού και λεπτά σωματίδια που μπορούν να βλάψουν τα μέσα προσρόφησης. Το τμήμα καθαρισμού αφαιρεί τους ρύπους χρησιμοποιώντας πολλαπλά στάδια επεξεργασίας:

Η διαδικασία επεξεργασίας μειώνει την περιεκτικότητα σε υγρασία πριν εισέλθει ο αέρας στο σύστημα PSA.

Ανάλογα με τη διαμόρφωση, τα σημεία δρόσου εξόδου κυμαίνονται συνήθως από -40 μοίρες έως -70 μοίρες.

Η διατήρηση χαμηλών επιπέδων υγρασίας προστατεύει το μοριακό κόσκινο και σταθεροποιεί την απόδοση παραγωγής οξυγόνου.

Διαχωρισμός Οξυγόνου

Το σύστημα PSA διαχωρίζει το οξυγόνο από τον πεπιεσμένο αέρα χρησιμοποιώντας υλικό μοριακού κόσκινου ζεόλιθου. Ο πεπιεσμένος αέρας εισέρχεται σε δοχεία προσρόφησης γεμάτα με μέσα μοριακού κόσκινου.

Τα μόρια αζώτου προσκολλώνται στην εσωτερική επιφάνεια του προσροφητικού ενώ τα μόρια οξυγόνου περνούν από την κλίνη και εισέρχονται στο σύστημα συλλογής οξυγόνου.

Η μονάδα PSA εναλλάσσεται μεταξύ των κύκλων προσρόφησης και αναγέννησης.

Κατά τη λειτουργία:

Οι αυτόματες βαλβίδες μεταγωγής αντιστρέφουν τις λειτουργίες του δοχείου σύμφωνα με τον προγραμματισμένο χρονισμό του κύκλου.

Αυτή η διαδικασία επιτρέπει τη συνεχή παραγωγή οξυγόνου χωρίς να διακόπτονται οι εργασίες επεξεργασίας κατάντη.

Η τυπική καθαρότητα οξυγόνου κυμαίνεται από 90% έως 95%.

Μονάδα Παραγωγής Οξυγόνου PSA

Η ολίσθηση παραγωγής οξυγόνου περιέχει τον εξοπλισμό διαχωρισμού πυρήνα. Τα κύρια συστατικά περιλαμβάνουν:

Τα δοχεία προσρόφησης κατασκευάζονται από ανθρακούχο χάλυβα ονομαστικής πίεσης-και τοποθετούνται σε πλαίσια στήριξης από δομικό χάλυβα.

Οι χωρητικότητες του συστήματος κυμαίνονται συνήθως από 10 Nm³/h έως 5.000 Nm³/h ανάλογα με τις απαιτήσεις της μονάδας επεξεργασίας.

Δεξαμενή αποθήκευσης οξυγόνου

Το παραγόμενο οξυγόνο εισέρχεται σε ένα ρυθμιστικό δοχείο πριν από τη διανομή. Η δεξαμενή αποθήκευσης εκτελεί διάφορες λειτουργίες:

Οι τυπικές πιέσεις αποθήκευσης κυμαίνονται μεταξύ 8 και 16 bar(g).

Για μεγαλύτερες εγκαταστάσεις επεξεργασίας, επιπλέον δοχεία αποθήκευσης οξυγόνου μπορούν να ενσωματωθούν στο σύστημα διανομής.

Δίκτυο Διανομής Οξυγόνου

Το σύστημα διανομής οξυγόνου μεταφέρει οξυγόνο από τη γεννήτρια στον εξοπλισμό επεξεργασίας. Το δίκτυο γενικά περιλαμβάνει:

Οι κεφαλίδες διανομής μπορεί να παρέχουν οξυγόνο σε πολλαπλά στάδια θεραπείας ταυτόχρονα.

Οι ρυθμοί ροής μπορούν να ρυθμιστούν ανεξάρτητα για κάθε ζώνη επεξεργασίας.

Συστήματα διάχυσης λεπτών φυσαλίδων

Οι διαχυτές λεπτών φυσαλίδων μεταφέρουν οξυγόνο στο νερό μέσω συσκευών αερισμού μεμβράνης. Ένα τυπικό συγκρότημα διαχύτη αποτελείται από:

Η μεμβράνη απελευθερώνει μικρές φυσαλίδες οξυγόνου που αυξάνουν την περιοχή επαφής αερίου-υγρού. Καθώς οι φυσαλίδες ανεβαίνουν μέσα από τη στήλη του νερού, το οξυγόνο μεταφέρεται στο διάλυμα και αυξάνει τη συγκέντρωση του διαλυμένου οξυγόνου.

Τα συστήματα λεπτών φυσαλίδων εγκαθίστανται συνήθως σε λεκάνες βιολογικού καθαρισμού και δεξαμενές οξείδωσης.

Venturi Oxygen Injection

Τα συστήματα Venturi εγχέουν οξυγόνο απευθείας στους αγωγούς νερού διεργασίας υπό πίεση. Το ακροφύσιο βεντούρι δημιουργεί μια ζώνη χαμηλής-πίεσης που έλκει οξυγόνο στο ρεύμα του νερού.

Το μίγμα οξυγόνου-του νερού εισέρχεται στη συνέχεια σε δεξαμενές αντίδρασης, δοχεία οξείδωσης ή συστήματα διανομής.

Τα συστήματα έγχυσης Venturi εξαλείφουν την ανάγκη για μεγάλες λεκάνες αερισμού σε ορισμένες διαμορφώσεις επεξεργασίας.

Αντιδραστήρες Κώνου Οξυγόνου

Οι αντιδραστήρες κώνου οξυγόνου διαλύουν το οξυγόνο υπό αυξημένη πίεση. Ο αντιδραστήρας αποτελείται από:

Το νερό εισέρχεται στον κώνο υπό πίεση ενώ το οξυγόνο εγχέεται στην εσωτερική ζώνη κυκλοφορίας. Το περιβάλλον υπό πίεση αυξάνει τη διάλυση του οξυγόνου και ελαχιστοποιεί τις απώλειες αερίων.

Τα συστήματα κώνου οξυγόνου χρησιμοποιούνται συνήθως όταν απαιτούνται επίπεδα διαλυμένου οξυγόνου σημαντικά υψηλότερα από τον ατμοσφαιρικό κορεσμό.

Η γεννήτρια οξυγόνου παρέχει συνεχώς οξυγόνο σε αντιδραστήρες οξείδωσης όπου ο διαλυμένος δισθενής σίδηρος μετατρέπεται σε σίδηρο σιδήρου.

Ο σίδηρος σιδήρου στη συνέχεια καθιζάνει και καθιζάνει στον εξοπλισμό διαύγασης κατάντη.