Hoe u PSA-zuurstofsystemen selecteert voor afgelegen mijnbouwlocaties

Invoering

Veel mijnbouwprojecten voor goud, koper, lood-zink, lithium en zeldzame aardmetalen opereren ver van industriële gasproductiecentra. Op deze locaties is vaak zuurstof nodig voor metallurgische processen, cyanide-uitloogcircuits, afvalwaterzuiveringssystemen, ondersteuningsoperaties bij het smelten en noodhulpfaciliteiten.

In tegenstelling tot mijnen die zich in de buurt van industriële zones bevinden, worden afgelegen mijnbouwlocaties geconfronteerd met extra uitdagingen bij het verkrijgen van zuurstof. Lange transportroutes, beperkte infrastructuur, seizoensgebonden toegang tot de weg en hoge logistieke kosten kunnen de betrouwbaarheid van de zuurstofvoorziening en de bedrijfskosten aanzienlijk beïnvloeden.

Om deze reden vervangen veel mijnbouwbedrijven de geleverde zuurstof door on-systemen voor het genereren van zuurstof op locatie, gebaseerd op Pressure Swing Adsorption (PSA)-technologie.

Het selecteren van een PSA-zuurstoffabriek voor een afgelegen mijn vereist echter meer dan het kiezen van een productiecapaciteit. Ingenieurs moeten de procesvraag, de omstandigheden op de locatie, de beschikbaarheid van stroom, de blootstelling aan de omgeving, de uitbreidingsvereisten, het onderhoudsvermogen en de inzetmethode evalueren voordat ze apparatuur selecteren.

In dit artikel worden de belangrijkste technische factoren uitgelegd die betrokken zijn bij het selecteren van een PSA-zuurstofsysteem voor afgelegen mijnbouwprojecten.

1. Definieer de werkelijke behoefte aan zuurstofverbruik

Begin met het proces van zuurstofvraag

De eerste stap is het berekenen van het zuurstofverbruik op procesniveau.
Mijnbouwtoepassingen waarbij zuurstof nodig is, kunnen zijn:
· CIL-goudherstel
· CIP-goudherstel
· Oxidatiereactoren
· Ozonopwekkende toevoersystemen
· Afvalwaterbehandeling
· Ondersteunende activiteiten bij het smelten
· Ondergrondse noodsystemen
Elk proces verbruikt zuurstof anders.

Een goudverwerkingsfabriek kan bijvoorbeeld zuurstof injecteren in:
· Voor-uitloogtanks
· Uitloogtanks
· Slurryleidingen
De benodigde zuurstofstroom is afhankelijk van:
· Ertsdoorvoer
· Drijfmestdichtheid
· Cyanideconcentratie
· Streef naar het opgeloste zuurstofniveau
Het selecteren van apparatuur zonder de daadwerkelijke procesvraag te bepalen resulteert vaak in over- of ondermaat.

Bereken de piekvraag in plaats van de gemiddelde vraag

Mijnbouwactiviteiten verbruiken zelden zuurstof in een constant tempo. Ingenieurs moeten het volgende evalueren:
· Gemiddeld zuurstofverbruik
· Maximaal zuurstofverbruik
· Toekomstige uitbreidingsvraag

Bijvoorbeeld: een mijn die gemiddeld 300 Nm³/u zuurstof verbruikt, kan een piekverbruik ervaren van meer dan 450 Nm³/u tijdens doorvoerverhogingen of productie-optimalisatiecampagnes. De systeemgrootte moet rekening houden met operationele pieken en niet alleen met gemiddelde omstandigheden.

2. Bepaal de vereiste zuurstofzuiverheid

Verschillende mijnbouwprocessen hebben verschillende zuiverheidseisen

Niet elke mijnbouwtoepassing vereist een identieke zuurstofzuiverheid. Typische PSA-zuurstofsystemen produceren een zuurstofzuiverheid van 90%, 93% of 95%.

Voor veel gouduitloogoperaties is de zuurstofconcentratie binnen dit bereik voldoende om de opgeloste zuurstofniveaus in de slurry te verhogen. De geselecteerde zuiverheid moet gebaseerd zijn op:
· Procesontwerp
· Metallurgisch testen
· Efficiëntie van zuurstofoverdracht
· Hersteldoelstellingen
Een hogere zuiverheid vereist doorgaans een lagere productiecapaciteit van hetzelfde PSA-systeem. Ingenieurs moeten zowel de zuiverheids- als de stromingsvereisten tegelijkertijd evalueren.

3. Evalueer de locatie van de locatie en de logistieke omstandigheden

Transportroutes beïnvloeden de systeemselectie

Afgelegen mijnen ondervinden vaak logistieke beperkingen. Voorbeelden hiervan zijn: woestijnmijnkampen, bergoperaties, arctische verkenningsprojecten en mijnbouwfaciliteiten op eilanden. Transportomstandigheden beïnvloeden de afmetingen van apparatuur, leveringsmethoden en installatiestrategie. Voordat een PSA-installatie wordt geselecteerd, moeten projectteams de beperkingen op de wegbreedte, de belastingslimieten van de bruggen, de havenfaciliteiten en de beschikbaarheid van kranen evalueren. Deze factoren zijn van invloed op de configuratie van de apparatuur en de verzendingsplanning.

Beoordeel seizoenstoegankelijkheid

Sommige mijnen verliezen de toegang tot de weg tijdens sneeuwseizoenen, moessonperioden of overstromingen. Als de toegang tot onderhoud gedurende een deel van het jaar moeilijk wordt, kan systeemredundantie belangrijker worden dan minimale kapitaalkosten. In deze situaties specificeren ingenieurs vaak back-upcompressoren, extra opslagcapaciteit, reservekleppensets en redundante instrumentatie om het operationele risico te verminderen.

4. Overweeg containerimplementatie

Waarom containersystemen gebruikelijk zijn in afgelegen mijnen

Op afgelegen locaties ontbreekt het vaak aan infrastructuur tijdens de vroege projectfasen. Voor de constructie van een conventioneel gebouw dat zuurstof opwekt, zijn mogelijk betonnen funderingen, constructiestaal, daksystemen en elektrische ruimtes nodig. Deze eisen verhogen de complexiteit van de constructie.

Een NEWTEK containerized gas-oplossing integreert zuurstofopwekkingsapparatuur in een ISO-container vóór verzending. De uitrusting omvat doorgaans: luchtcompressor, luchtontvanger, luchtdroger, filtratiepakket, PSA-zuurstofgenerator en PLC-besturingssysteem. De container fungeert als apparatuurbehuizing, transportframe en weerbeschermingsstructuur.

Installatievereisten:Voor de meeste containersystemen is het volgende vereist: 1. Betonnen fundering, 2. Stroomaansluiting, 3. Zuurstofpijpleidingaansluiting en 4. Inbedrijfstelling. Vergeleken met de traditionele installatiebouw zijn er minder veldmontageactiviteiten nodig. Dit kan vooral belangrijk zijn in afgelegen mijnbouwomgevingen waar de bouwmiddelen beperkt zijn.

5. Evalueer de omgevingsomstandigheden

Mijnbouwregio's met hoge temperaturen:Mijnbouwprojecten in woestijnomgevingen hebben vaak te maken met omgevingstemperaturen boven de 40 graden, stofophoping en blootstelling aan zonnewarmte. Hoge temperaturen beïnvloeden de koeling van de compressor, de efficiëntie van de droger en de levensduur van elektrische componenten. Er moet apparatuur worden geselecteerd met een geschikt koelvermogen en ventilatieontwerp.

Mijnbouwactiviteiten in koud klimaat:Mijnbouwprojecten in de noordelijke regio's kunnen te maken krijgen met temperaturen onder- het vriespunt, sneeuwophopingen en risico's op bevroren condensaat. Luchtbehandelingssystemen moeten aftapkranen, instrumentenslangen en compressorkoelcircuits beschermen tegen bevriezing.

Kustmijnlocaties:Mijnbouwfaciliteiten in de buurt van havens kunnen te maken krijgen met zoutnevel, vochtigheid en corrosieve atmosferen. Deze omstandigheden vereisen mogelijk roestvrijstalen buizen, corrosie-bestendige coatings en bevestigingsmiddelen van maritieme- kwaliteit om degradatie van de apparatuur op de lange- termijn te verminderen.

6. Evalueer energie-infrastructuur en onderhoud

De beschikbaarheid van elektriciteit heeft een directe invloed op het systeemontwerp

PSA-zuurstoffabrieken zijn voornamelijk afhankelijk van luchtcompressoren, regelsystemen en luchtbehandelingsapparatuur. De stroombehoefte neemt toe met de zuurstofproductiecapaciteit. Ingenieurs moeten de beschikbaarheid van elektriciteit, de generatorcapaciteit, de spanningsstabiliteit en de harmonische omstandigheden evalueren voordat ze apparatuur selecteren.

Generator-aangedreven mijnbouwkampen:Veel exploratieprojecten zijn afhankelijk van dieselgeneratoren. In deze gevallen moet bij het ontwerp van de zuurstofinstallatie rekening worden gehouden met de generatorbelasting, de opstartstroom en het brandstofverbruik om compatibiliteit met de beschikbare energie-infrastructuur te garanderen.

7. Beoordeel de onderhoudsmogelijkheden en kritische componenten

Afgelegen mijnen hebben vaak beperkte technische ondersteuning. Onderhoudsteams op afgelegen locaties mogen geen PSA-specialisten bevatten. Bij de selectie van apparatuur moet daarom rekening worden gehouden met de beschikbaarheid van reserveonderdelen, de toegankelijkheid van diagnoses en de standaardisatie van instrumenten. Systemen die gebruik maken van gemeenschappelijke industriële componenten kunnen de onderhoudsplanning vereenvoudigen. Kritieke componenten die routinematige inspectie vereisen, zijn onder meer:

8. Plan voor toekomstige uitbreiding en NEWTEK-voordelen

Mijnbouwproductie verandert vaak:Mijnbouwprojecten vergroten vaak de verwerkingscapaciteit na de inbedrijfstelling. Voorbeelden zijn onder meer: ​​uitbreidingen van de fabriek, extra uitloogtanks en een grotere ertsdoorvoer. Als wordt verwacht dat de zuurstofvraag zal toenemen, moeten ingenieurs de uitbreidingsmogelijkheden tijdens de eerste ontwerpfase evalueren.

Modulaire PSA-ontwerpen vereenvoudigen uitbreiding:Veel NEWTEK PSA-zuurstofinstallaties maken gebruik van modulaire architectuur. Uitbreiding kan het volgende omvatten: extra adsorptietorens, grotere opslagvaten en extra compressorcapaciteit. Deze aanpak kan de zuurstofproductie verhogen zonder het hele systeem te vervangen.

Waarom veel afgelegen mijnen kiezen voor zuurstofinstallaties in containers van NEWTEK:Een containerized oxygen plant van NEWTEK GROUP combineert apparatuur voor het genereren van zuurstof, luchtbehandelingssystemen, opslagvaten en geautomatiseerde bedieningselementen binnen een verplaatsbare behuizing. Voor mijnbouwprojecten op afstand biedt deze configuratie verschillende praktische voordelen:
· Minder vereisten voor montage in het veld
· Vereenvoudigde transportplanning
· Bescherming tegen blootstelling aan stof en weersinvloeden
· Modulaire capaciteitsuitbreidingsmogelijkheden
· Integratie met CIL- en CIP-zuurstofinjectiesystemen
Omdat zuurstof rechtstreeks uit de omgevingslucht wordt gegenereerd, kunnen mijnen de afhankelijkheid van terugkerende cilinderleveringen en transport van vloeibare zuurstof verminderen.

Veelgestelde vragen

Conclusie

Het selecteren van een PSA-zuurstofsysteem voor een afgelegen mijnbouwlocatie vereist een gedetailleerde evaluatie van de zuurstofbehoefte van het proces, de omgevingsomstandigheden, de beschikbaarheid van energie, logistieke beperkingen, onderhoudsmogelijkheden en toekomstige uitbreidingsvereisten. Een NEWTEK PSA-zuurstoffabriek van de juiste grootte kan continue zuurstof genereren voor CIL-, CIP-, oxidatie- en andere mijnbouwprocessen, terwijl de afhankelijkheid van externe zuurstoftoevoer wordt verminderd. Voor projecten in woestijnen, bergen, eilanden of andere afgelegen omgevingen biedt NEWTEK Containerized Gas Solutions een implementatiemethode die zuurstofopwekkingsapparatuur en beschermende infrastructuur combineert in één enkel transporteerbaar pakket, waardoor de installatie en de werking op de lange termijn- worden vereenvoudigd.