Jak wybrać systemy tlenowe PSA dla odległych zakładów wydobywczych

Wstęp

Wiele projektów związanych z wydobyciem złota, miedzi, ołowiu-cynku, litu i metali ziem rzadkich prowadzi się z dala od ośrodków produkcji gazów przemysłowych. W tych lokalizacjach tlen jest często wymagany w procesach metalurgicznych, obwodach ługowania cyjanku, systemach oczyszczania ścieków, operacjach wspomagających wytapianie i obiektach reagowania kryzysowego.

W przeciwieństwie do kopalń zlokalizowanych w pobliżu stref przemysłowych, odległe miejsca wydobycia stoją przed dodatkowymi wyzwaniami w zakresie pozyskiwania tlenu. Długie trasy transportowe, ograniczona infrastruktura, sezonowy dostęp do dróg i wysokie koszty logistyki mogą znacząco wpłynąć na niezawodność dostaw tlenu i koszty operacyjne.

Z tego powodu wielu operatorów górniczych zastępuje dostarczany tlen-systemami wytwarzania tlenu na miejscu w oparciu o technologię adsorpcji zmiennociśnieniowej (PSA).

Jednak wybór instalacji tlenowej PSA dla odległej kopalni wymaga czegoś więcej niż tylko wyboru mocy produkcyjnej. Przed wybraniem sprzętu inżynierowie muszą ocenić zapotrzebowanie na proces, warunki w miejscu instalacji, dostępność mocy, narażenie na środowisko, wymagania dotyczące rozbudowy, możliwości konserwacji i metodę wdrożenia.

W tym artykule wyjaśniono kluczowe czynniki inżynieryjne związane z wyborem systemu tlenowego PSA do odległych projektów wydobywczych.

1. Zdefiniuj rzeczywiste wymagania dotyczące zużycia tlenu

Zacznij od zapotrzebowania na tlen procesowy

Pierwszym krokiem jest obliczenie zużycia tlenu na poziomie procesu.
Zastosowania górnicze wymagające tlenu mogą obejmować:
· Odzysk złota CIL
· Odzysk złota CIP
· Reaktory utleniania
· Systemy zasilania wytwarzającego ozon
· Oczyszczanie ścieków
· Operacje pomocnicze w hutnictwie
· Podziemne systemy awaryjne
Każdy proces zużywa tlen w inny sposób.

Na przykład zakład przetwarzania złota może wstrzykiwać tlen do:
· Zbiorniki-przed ługowaniem
· Zbiorniki ługujące
· Rurociągi gnojowicy
Wymagany przepływ tlenu zależy od:
· Przerób rudy
· Gęstość gnojowicy
· Stężenie cyjanku
· Docelowy poziom rozpuszczonego tlenu
Wybór sprzętu bez określenia rzeczywistego zapotrzebowania na proces często skutkuje przewymiarowaniem lub niedowymiarowaniem.

Oblicz szczytowe zapotrzebowanie zamiast średniego zapotrzebowania

Działalność wydobywcza rzadko zużywa tlen w stałym tempie. Inżynierowie powinni ocenić:
· Średnie zapotrzebowanie na tlen
· Maksymalne zapotrzebowanie na tlen
· Przyszły popyt na ekspansję

Na przykład: Kopalnia zużywająca średnio 300 Nm3/h tlenu może doświadczyć szczytowego zużycia przekraczającego 450 Nm3/h podczas zwiększania wydajności lub kampanii optymalizacji produkcji. Rozmiar systemu powinien uwzględniać szczyty operacyjne, a nie same średnie warunki.

2. Określ wymaganą czystość tlenu

Różne procesy wydobywcze mają różne wymagania dotyczące czystości

Nie każde zastosowanie górnicze wymaga identycznej czystości tlenu. Typowe systemy tlenowe PSA wytwarzają tlen o czystości 90%, 93% lub 95%.

W przypadku wielu operacji ługowania złota stężenie tlenu w tym zakresie jest wystarczające do zwiększenia poziomu rozpuszczonego tlenu w zawiesinie. Wybrana czystość powinna opierać się na:
· Projektowanie procesu
· Badania metalurgiczne
· Efektywność przenoszenia tlenu
· Cele odzyskiwania
Wyższa czystość zazwyczaj wymaga mniejszej wydajności produkcyjnej z tego samego systemu PSA. Inżynierowie muszą jednocześnie ocenić wymagania dotyczące czystości i przepływu.

3. Oceń lokalizację lokalizacji i warunki logistyczne

Trasy transportu wpływają na wybór systemu

Odległe kopalnie często doświadczają ograniczeń logistycznych. Przykłady obejmują: pustynne obozy górnicze, operacje górskie, projekty eksploracji Arktyki i obiekty wydobywcze na wyspach. Warunki transportu wpływają na wymiary sprzętu, metody dostawy i strategię instalacji. Przed wyborem zakładu PSA zespoły projektowe powinny ocenić ograniczenia szerokości drogi, dopuszczalne obciążenie mostu, infrastrukturę portową i dostępność dźwigów. Czynniki te wpływają na konfigurację sprzętu i planowanie wysyłki.

Oceń dostępność sezonową

Niektóre kopalnie tracą dostęp do dróg podczas pór roku, opadów śniegu, monsunów lub powodzi. Jeśli dostęp do konserwacji stanie się utrudniony przez część roku, redundancja systemu może okazać się ważniejsza niż minimalne koszty kapitałowe. W takich sytuacjach inżynierowie często wybierają zapasowe sprężarki, dodatkową pojemność magazynu, zapasowe zestawy zaworów i nadmiarowe oprzyrządowanie, aby zmniejszyć ryzyko operacyjne.

4. Rozważ wdrożenie kontenerowe

Dlaczego systemy kontenerowe są powszechne w odległych kopalniach

W odległych lokalizacjach często brakuje infrastruktury na wczesnych etapach projektu. Budowa konwencjonalnego budynku wytwarzającego tlen może wymagać betonowych fundamentów, stali konstrukcyjnej, systemów dachowych i pomieszczeń elektrycznych. Wymagania te zwiększają złożoność konstrukcji.

Kontenerowe rozwiązanie gazowe NEWTEK integruje sprzęt do wytwarzania tlenu w kontenerze ISO przed wysyłką. Wyposażenie zazwyczaj obejmuje: sprężarkę powietrza, zbiornik powietrza, osuszacz powietrza, pakiet filtracyjny, generator tlenu PSA i system sterowania PLC. Kontener pełni funkcję obudowy sprzętu, ramy transportowej i konstrukcji chroniącej przed warunkami atmosferycznymi.

Wymagania instalacyjne:Większość systemów kontenerowych wymaga: 1. Fundamentu betonowego, 2. Podłączenia zasilania, 3. Podłączenia rurociągu tlenu i 4. Uruchomienia. W porównaniu z tradycyjną konstrukcją instalacji wymagana jest mniejsza liczba czynności montażowych w terenie. Może to być szczególnie ważne w odległych środowiskach górniczych, gdzie zasoby budowlane są ograniczone.

5. Oceń warunki środowiskowe

Regiony wydobywcze w wysokich temperaturach:Projekty wydobywcze w środowiskach pustynnych często charakteryzują się temperaturami otoczenia przekraczającymi 40 stopni, gromadzeniem się pyłu i narażeniem na ciepło słoneczne. Wysokie temperatury wpływają na chłodzenie sprężarki, wydajność osuszacza i żywotność podzespołów elektrycznych. Sprzęt należy dobrać pod kątem odpowiedniej wydajności chłodzenia i konstrukcji wentylacji.

Działalność wydobywcza w zimnym klimacie:Projekty wydobywcze w regionach północnych mogą charakteryzować się temperaturami poniżej zera, gromadzeniem się śniegu i ryzykiem zamarznięcia kondensatu. Systemy uzdatniania powietrza muszą chronić zawory spustowe, przewody przyrządów i obwody chłodzenia sprężarki przed zamarzaniem.

Przybrzeżne miejsca wydobycia:W obiektach wydobywczych w pobliżu portów może występować mgła solna, wilgoć i atmosfera korozyjna. Warunki te mogą wymagać rur ze stali nierdzewnej, powłok-odpornych na korozję i elementów złącznych-do zastosowań morskich, aby ograniczyć-długoterminową degradację sprzętu.

6. Oceń infrastrukturę energetyczną i konserwację

Dostępność energii elektrycznej ma bezpośredni wpływ na projekt systemu

Instalacje tlenowe PSA opierają się głównie na sprężarkach powietrza, systemach sterowania i urządzeniach do uzdatniania powietrza. Zapotrzebowanie na moc wzrasta wraz ze zdolnością produkcji tlenu. Przed wyborem sprzętu inżynierowie powinni ocenić dostępność zasilania z sieci, wydajność generatora, stabilność napięcia i warunki harmoniczne.

Generator-Obozy górnicze zasilane energią elektryczną:Wiele projektów poszukiwawczych opiera się na generatorach diesla. W takich przypadkach projekt instalacji tlenu powinien uwzględniać obciążenie generatora, prąd rozruchowy i zużycie paliwa, aby zapewnić kompatybilność z dostępną infrastrukturą energetyczną.

7. Oceń możliwości konserwacji i krytyczne komponenty

Odległe kopalnie często mają ograniczone wsparcie techniczne. Zespoły konserwacyjne w odległych lokalizacjach mogą nie składać się ze specjalistów PSA. Dlatego przy wyborze sprzętu należy uwzględnić dostępność części zamiennych, dostępność diagnostyczną i standaryzację przyrządów. Systemy wykorzystujące typowe komponenty przemysłowe mogą uprościć planowanie konserwacji. Do najważniejszych elementów wymagających rutynowej kontroli należą:

8. Plan przyszłej ekspansji i zalety NEWTEK

Często zmienia się wydajność wydobycia:Projekty wydobywcze często zwiększają zdolność przerobową po uruchomieniu. Przykłady obejmują: rozbudowę młyna, dodatkowe zbiorniki do ługowania i zwiększony przerób rudy. Jeśli oczekuje się wzrostu zapotrzebowania na tlen, inżynierowie powinni ocenić możliwości rozbudowy na początkowym etapie projektowania.

Modułowe konstrukcje PSA upraszczają rozbudowę:Wiele instalacji tlenowych NEWTEK PSA wykorzystuje architekturę modułową. Rozbudowa może obejmować: dodatkowe wieże adsorpcyjne, większe zbiorniki magazynujące i dodatkową wydajność sprężarek. Takie podejście może zwiększyć produkcję tlenu bez konieczności wymiany całego systemu.

Dlaczego wiele odległych kopalń wybiera kontenerowe instalacje tlenowe NEWTEK:Kontenerowa instalacja tlenowa NEWTEK GROUP łączy w przenośnej obudowie sprzęt do wytwarzania tlenu, systemy uzdatniania powietrza, zbiorniki magazynujące i zautomatyzowane sterowanie. W przypadku projektów zdalnego wydobycia ta konfiguracja oferuje kilka praktycznych korzyści:
· Zmniejszone wymagania dotyczące montażu w terenie
· Uproszczone planowanie transportu
· Ochrona przed kurzem i warunkami atmosferycznymi
· Opcje modułowej rozbudowy pojemności
· Integracja z systemami wtrysku tlenu CIL i CIP
Ponieważ tlen jest wytwarzany bezpośrednio z otaczającego powietrza, kopalnie mogą zmniejszyć zależność od cyklicznych dostaw butli i transportu ciekłego tlenu.

Często zadawane pytania

Wniosek

Wybór systemu tlenowego PSA dla odległego miejsca wydobycia wymaga szczegółowej oceny zapotrzebowania na tlen procesowy, warunków środowiskowych, dostępności mocy, ograniczeń logistycznych, możliwości konserwacji i przyszłych wymagań dotyczących rozbudowy. Instalacja tlenu o odpowiedniej wielkości NEWTEK PSA może zapewnić ciągłe wytwarzanie tlenu na potrzeby CIL, CIP, utleniania i innych procesów wydobywczych, jednocześnie zmniejszając zależność od zewnętrznych dostaw tlenu. W przypadku projektów zlokalizowanych na pustyniach, w górach, na wyspach lub w innych odległych środowiskach, kontenerowe rozwiązania gazowe NEWTEK oferują metodę wdrażania, która łączy sprzęt do wytwarzania tlenu i infrastrukturę ochronną w jednym przenośnym pakiecie, upraszczając instalację i-długoterminową eksploatację.