Рударски пројекти се све више селе на удаљене локације где је трајна инфраструктура ограничена или је још увек у изградњи. Истраживачки кампови, привремени грађевински кампови, локације за краткорочну прераду и пројекти проширења можда ће требати поуздано снабдевање кисеоником пре него што стални комунални систем буде доступан.

У овим окружењима, транспорт боца са кисеоником од удаљених индустријских добављача гаса може створити додатну логистичку зависност. Услови на путевима, велике удаљености транспорта, временске прилике, граничне процедуре и промене у распореду пројеката могу утицати на допуњавање. Постројење ПСА кисеоника у контејнерима приступа проблему другачије:кисеоник се генерише из амбијенталног ваздуха директно у рударском кампу и дистрибуира до захтеване тачке употребе.

Контејнерска конфигурација интегрише опрему за производњу кисеоника и пратеће системе у преносиво кућиште. У зависности од примене, пакет може да садржи ваздушни компресор, опрему за третман ваздуха, ПСА адсорпционе судове, резервоар за кисеоник, контролни ормар, појачавач кисеоника и разводник за пуњење цилиндара. Сличне интегрисане конфигурације се већ користе за удаљена рударска места и друге локације где је трајна инфраструктура ограничена.

Важна ствар је да привременом рударском кампу није нужно потребно велико стално постројење за кисеоник. Потребан му је систем кисеоника који може бититранспортовани, инсталирани, коришћени, премештени, проширени и на крају уклоњенипрема животном циклусу пројекта.

Зашто привремени рударски кампови имају различите захтеве за кисеоником

Привремени рударски логор се значајно разликује од сталног прерађивачког објекта.

Пројекат може да траје неколико месеци или неколико година, док се коначна рударска инфраструктура још развија. Опрема се може измештати како се рударска област мења, а доступна електрична, водоводна, путна и грађевинска инфраструктура може бити ограничена.

Истовремено, кисеоник може бити потребан за више намена.

У зависности од рударске операције, кисеоник се може користити за:

металуршка обрада;

испирање злата;

прерада у вези са бакром;

третман отпадних вода;

хитно снабдевање кисеоником;

теренске медицинске установе;

сечење и заваривање;

и други индустријски процеси зависни од кисеоника.

Пројекти даљинског рударства су се историјски суочавали са изазовима снабдевања кисеоником јер су многе локације удаљене од индустријских центара за производњу гаса. Примене у рударству могу укључити употребу кисеоника у ЦИЛ/ЦИП круговима, испирање, третман отпадних вода и друге процесе.

Због тога се систем кисеоника мора проценити премагде се кисеоник троши, колико је стално потребан и колико је тешко допунити га изван локације.

Шта је постројење ПСА кисеоника у контејнерима?

ПСА постројење за кисеоник у контејнерима је у суштини систем за производњу кисеоника инсталиран унутар модификованог ограде контејнера за транспорт.

Основни процес је:

Амбијентални ваздух → Компресор → Третман ваздуха → ПСА генератор кисеоника → пуфер кисеоника → Место употребе

За апликације које захтевају боце са кисеоником под високим притиском, конфигурација се може проширити:

Амбијентални ваздух → Компресор → Третман ваздуха → ПСА → Пуфер за кисеоник → Појачивач кисеоника → Разводник за пуњење → Цилиндри

Типичан контејнерски систем може да интегрише:

вијчани ваздушни компресор;

расхладни или исушивач ваздуха;

филтери за уклањање честица и уља;

пријемник ваздуха;

ПСА адсорпциони торњеви;

молекуларно сито;

резервоар за кисеоник;

анализатор кисеоника;

ПЛЦ систем управљања;

електрична дистрибуција;

опрема за вентилацију и хлађење;

појачивач кисеоника;

разводник за пуњење, када је потребно пуњење цилиндара.

Тачна конфигурација зависи од тога да ли се кисеоник доводи директно у процес или се складишти у цилиндрима.

Контејнеризација је корисна јер се ове компоненте могу саставити и тестирати као интегрисани систем пре транспорта до локације рудника.

Како ПСА производња кисеоника ради у рударском кампу

ПСА је скраћеница заАдсорпција промене притиска.

Процес користи материјал молекуларног сита да селективно адсорбује азот из компримованог ваздуха.

Током фазе адсорпције, чист компримовани ваздух улази у ПСА посуду. Молекуларно сито првенствено задржава азот, док гас обогаћен кисеоником пролази кроз њега као производни гас.

Када се адсорбент приближи засићењу, посуда је под притиском. Адсорбовани азот се ослобађа, регенеришући молекуларно сито.

Два или више посуда за адсорпцију раде наизменично:

Торањ А: Адсорпција → Регенерација

Торањ Б: Регенерација → Адсорпција

Овај наизменични циклус омогућава систему да континуирано производи кисеоник.

За многе индустријске ПСА системе, концентрација кисеоника је обично у распону од приближно 90–95%, иако стварна спецификација зависи од дизајна генератора и радних услова. Системи удаљених локација се такође обично конфигуришу око овог опсега.

Кисеоник не мора да се транспортује до рударског кампа из екстерног производног погона. Сировина је једноставно атмосферски ваздух.

Директно снабдевање кисеоником у односу на пуњење цилиндара

Једна важна дизајнерска одлука је да ли рударски камп захтевадиректно снабдевање кисеоникомилибоце са кисеоником.

Директан процесни кисеоник

Ако се кисеоник непрекидно користи у кругу за обраду, ПСА генератор може снабдевати кисеоником кроз цевовод.

на пример:

ПСА → Пуфер резервоар → Регулација притиска → Процесни цевовод → Реактор

Овај распоред је погодан када је тачка потрошње кисеоника релативно близу постројења у контејнерима.

Пуњење цилиндара

Ако је кисеоник потребан на више локација око рударског кампа, цилиндри могу бити практичнији.

У овој конфигурацији, појачивач кисеоника подиже производни гас ПСА на притисак потребан за пуњење цилиндра.

Систем постаје:

ПСА → Танк резервоар → Боостер → Разводник за пуњење → Кисеонички цилиндри

Ово омогућава да се кисеоник генерише на централној локацији и дистрибуира на:

теренске медицинске станице;

тимови за хитне случајеве;

подземне операције;

сателитска радна подручја;

радионице за одржавање;

или друге локације где су фиксни цевоводи кисеоника непрактични.

Контејнерски системи стога могу комбиновати производњу ПСА са опремом за повишење притиска и пуњењем када је потребно напајање мобилног цилиндра.

Примена 1: Кисеоник за рударске металуршке процесе

Технички најзначајнија индустријска примена је често прерада минерала, а не смештај у кампу.

Кисеоник може учествовати у реакцијама оксидације које се користе у круговима за прераду минерала. Операције са златом, на пример, могу користити кисеоник у обради везаној за ЦИЛ/ЦИП и другим апликацијама испирања.

У овим системима, кисеоник се уводи у процесне резервоаре или токове раствора уместо да се једноставно испушта у околну атмосферу.

Поједностављени аранжман процеса може изгледати овако:

ПСА постројење за кисеоник → Цевовод за кисеоник → Контрола протока → Систем за убризгавање → Резервоар за испирање/реактор

Потребан капацитет кисеоника зависи од варијабли као што су:

проток руде;

минералогија;

потреба за кисеоником процеса;

карактеристике каше;

запремина реактора;

радни притисак;

и потребна концентрација раствореног кисеоника.

Историјска рударска литература је документовала употребу производње кисеоника ПСА на лицу места, посебно зато што се удаљени рудници могу суочити са потешкоћама у одржавању континуираних залиха кисеоника.

За привремени пројекат, контејнеризација додаје још једну предност: постројење за кисеоник се може инсталирати у близини прерадног подручја без потребе за изградњом сталне зграде за производњу кисеоника.

Апликација 2: Кисеоник за медицинске установе удаљених кампова

Привремени рударски кампови често укључују медицинску клинику или установу прве помоћи јер је најближа болница можда далеко.

Потреба за кисеоником у овом случају се суштински разликује од процесног кисеоника.

Медицински кисеоник може бити потребан за:

хитна респираторна подршка;

стабилизација пацијента;

одговор на трауму;

припрема за трансфер пацијената;

и друге клиничке примене.

Систем стога мора бити пројектован у складу са важећим прописима о медицинском кисеонику и захтевима здравствене опреме која се испоручује.

Ако је постројење намењено за производњу медицинског кисеоника, ПСА генератор, анализатор кисеоника, складиштење, дистрибуција, резервни извор и процедуре контроле квалитета морају бити дизајниране као интегрисани медицински систем кисеоника, а не да се третирају као обични индустријски кисеоник.

Смернице СЗО за инсталације генератора кисеоника посебно идентификују становање, ХВАЦ, безбедносне мере, праћење квалитета, резервно снабдевање кисеоником и поуздано напајање као разматрања планирања.

За рударски камп, то значи да је сам контејнер само један део решења.Резервни кисеоник и резервна снага су подједнако важни када кисеоник подржава критичне медицинске услуге.

Примена 3: Кисеоник за третман отпадних вода

Привремени рударски кампови стварају кућну отпадну воду из:

смештајне капацитете;

кухиње;

тушеви;

веш;

тоалети;

медицинске установе;

и друге услуге кампа.

Отпадне воде се обично третирају пре испуштања или поновне употребе.

Тамо где се користи аеробни биолошки третман, микроорганизмима је потребан кисеоник да би разградили биоразградиву органску материју.

Систем ПСА у контејнерима може снабдевати кисеоником фазу биолошког третмана када је потребно обогаћивање кисеоником.

Конфигурација може бити:

ПСА кисеоник → пуферски резервоар → контрола протока → дифузори/ињектори → биолошки реактор

Ово може бити корисно када:

систем третмана има компактан отисак;

биолошко оптерећење је релативно високо;

јединица за третман отпадних вода је модуларна;

локација има ограничену инфраструктуру за аерацију;

или потребу за кисеоником треба прецизније контролисати.

Генератор кисеоника може да ради према стварном оптерећењу третмана уместо да се у потпуности ослања на спољне боце кисеоника.

Примена 4: Кисеоник за хитне и безбедносне системе

Хитне потребе за кисеоником треба одвојити од рутинске индустријске потрошње кисеоника.

Руднику може бити потребно резервно снабдевање кисеоником за реаговање у хитним случајевима, посебно када се операција налази далеко од спољних медицинских или хитних служби.

Архитектура може укључивати:

ПСА Генератор → Складиштење кисеоника → Резервна дистрибуција

или:

ПСА генератор + резервни цилиндри → Аутоматско/ручно пребацивање → Критични корисници

Овај приступ спречава да привремени квар ПСА генератора одмах постане губитак доступности кисеоника.

За критичне инсталације, редундантност је стога важнија од једноставног одабира највећег могућег ПСА генератора.

Практичан дизајн може користити:

више ПСА модула;

складиштење пуфера кисеоника;

резервни цилиндри;

редундантни компресори;

резервно напајање;

и аутоматски аларми.

Тачан ниво редунданције треба одредити кроз процену ризика локације и критичност процеса.

Зашто је контејнеризација важна за привремене пројекте

Главна предност контејнеризације није само заштита од временских прилика.

То мења начин на који је систем кисеоника распоређен.

Конвенционално постројење за стални кисеоник може захтевати:

наменска зграда;

темељи опреме;

одвојене електричне просторије;

инсталација цеви;

локална инструментација;

вентилациони системи;

и изградњу локације.

Контејнерски систем омогућава да се велики део ове опреме интегрише пре отпреме.

Контејнер се може транспортовати камионом, железницом или морем у зависности од приступачности локације, а затим поставити на одговарајуће припремљену подлогу.

Ово је посебно корисно када рударски камп има кратак распоред изградње.

Уместо чекања да се стална зграда заврши, постројење за кисеоник се може третирати као амодуларни услужни пакет.

Контејнерски ПСА кисеоник и тешка рударска окружења

Локације рударства могу изложити опрему условима који су знатно тежи од конвенционалних индустријских зграда.

Потенцијални фактори животне средине укључују:

прашина у ваздуху;

висока температура околине;

ниска температура околине;

висока влажност;

падавине;

сунчево зрачење;

вибрација;

корозивне атмосфере;

и велика надморска висина.

Контејнер стога треба да буде пројектован око стварног окружења локације.

На пример, оптерећење прашине може утицати на филтере за ваздух и перформансе компресора.

Висока температура околине може утицати на температуру пражњења компресора и потребе за хлађењем.

На великој надморској висини, густина ваздуха се смањује. Ово утиче на перформансе компресора и производњу кисеоника ПСА и стога мора бити укључено у прорачуне капацитета. Инжењерске референце посебно напомињу да капацитет компресора и ПСА треба поново израчунати са корекцијом надморске висине за рударске локације на великим висинама.

Ово је један од разлога зашто се стандардни контејнер не може једноставно отпремити у сваки рудник без модификација.

Рударство на великим висинама захтева посебну пажњу

Надморска висина је посебно важна за пројекте планинског рударства.

На већим надморским висинама, атмосферски притисак опада.

Ово мења масу ваздуха који улази у компресор за дати запремински проток. Сходно томе, компресор и ПСА систем можда неће испоручити исти капацитет производње кисеоника као на нивоу мора.

За правилан дизајн су стога потребне информације специфичне за локацију као што су:

надморска висина;

минимална и максимална температура околине;

атмосферски притисак;

влажност;

услови прашине;

расположива електрична снага;

и потребан излаз кисеоника.

ПСА генератор би тада требало да буде изабран коришћењем података о перформансама исправљеним на висини.

Занемаривање надморске висине може довести до постројења за кисеоник које се на папиру чини одговарајуће величине, али не може да испоручи потребну стопу производње на стварном месту рударства.

Напајање је критичан параметар дизајна

ПСА постројење за кисеоник не ради независно од електричне инфраструктуре рударског кампа.

Компресор је генерално једно од главних електричних оптерећења.

Остали електрични потрошачи могу укључивати:

сушилице;

системи управљања;

опрема за хлађење;

појачивач кисеоника;

вентилатори за вентилацију;

грејачи;

и помоћну опрему.

За привремене кампове, електроенергетски систем се може ослањати на:

дизел генератори;

хибридни системи напајања;

напајање мреже;

соларни плус системи за складиштење;

или комбинације ових.

Систем кисеоника би стога требало да буде пројектован на основу расположивог напајања уместо да прво бира капацитет кисеоника, а затим проверава снагу.

Ако кисеоник подржава критичне операције, потребно је узети у обзир и резервно напајање.

Технички водич СЗО за постројења генератора кисеоника идентификује струју непрекидног квалитета и резервни извор енергије као важне аспекте планирања за поуздан рад.

Предтретман ваздуха штити ПСА молекуларно сито

ПСА молекуларно сито је једна од најважнијих компоненти унутар генератора кисеоника.

Његове перформансе у великој мери зависе од квалитета компримованог напојног ваздуха.

Компримовани ваздух може да садржи:

водена пара;

уљни аеросоли;

течна вода;

прашина;

и други загађивачи.

Ако ови загађивачи уђу у слојеве адсорпције, могу смањити перформансе адсорбента и повећати захтеве за одржавањем.

Типичан контејнерски систем стога користи неколико фаза третмана ваздуха:

Компресор → Допунски хладњак → Одвајач воде → Филтери → Сушач → ПСА

Тачна конфигурација зависи од технологије компресора и услова околине.

У рударском окружењу, филтрација заслужује посебну пажњу јер високе концентрације прашине у ваздуху могу повећати оптерећење филтера.

Рутинска инспекција:

филтери компресора;

филтери за третман ваздуха;

перформансе сушара;

разлика притиска;

и одвод кондензата

стога треба да буде део програма одржавања.

Складиштење пуфера кисеоника стабилизује систем

ПСА генератор производи кисеоник циклично, док процес који се налази низводно може да троши кисеоник континуирано.

Пуфер резервоар кисеоника помаже да се премости ова разлика.

Његове функције могу укључивати:

смањење флуктуација притиска;

стабилизација протока кисеоника;

апсорбовање краткорочних промена тражње;

подршка низводној контроли;

и обезбеђивање ограниченог бафера током прелаза ПСА циклуса.

на пример:

Производња ПСА → Пуфер за кисеоник → Потрошња процеса

Када се потражња привремено повећа, пуфер може да обезбеди део додатног кисеоника.

Када се потражња смањи, вишак производње може допунити тампон.

Величина пуфера треба да се одреди на основу циклуса ПСА, брзине протока кисеоника, опсега притиска, профила потражње низводно и потребне радне стабилности.

Како привремени кампови могу управљати променљивом потражњом за кисеоником

Рударски пројекти ретко раде са потпуно истом стопом производње сваког дана.

Потреба за кисеоником се може променити када:

промене протока руде;

коло за обраду се покреће или зауставља;

врши се одржавање;

популација логора се мења;

пуштена у рад нова опрема за обраду;

или пројекат истраживања прелази у другу оперативну фазу.

Модуларна ПСА конфигурација може да одговори на ову варијацију ефикасније од једне велике јединице.

на пример:

Модул 1 → Основно оптерећење

Модул 2 → Додатно оптерећење процеса

Модул 3 → Пеак/Стандби капацитет

Контролни систем може да управља потребним бројем модула у складу са потребама за кисеоником.

Овај приступ такође пружа флексибилност одржавања.

Један модул потенцијално може бити изолован ради одржавања, док преостали модули настављају да снабдевају део потребе за кисеоником, у зависности од дизајна редундансе постројења.

Контејнерски системи се могу измештати

Премештање је један од најјачих разлога за одабир контејнерске конфигурације за привремени рударски пројекат.

Када се пројекат помери са истраживања на производњу, или када се промени област обраде, систем кисеоника се потенцијално може искључити и транспортовати на другу локацију.

Формат контејнера поједностављује овај процес јер главна опрема остаје унутар једног стандардизованог кућишта.

Међутим, пресељење није само питање померања контејнера.

Пре пресељења, инжењери треба да процене:

електрично искључење;

искључење цевовода за кисеоник;

прикључци на компримовани ваздух;

издувавање и вентилација;

тачке подизања;

транспортни прописи;

захтеви за темеље на новој локацији;

и процедуре поновног пуштања у рад.

Корист је у томе штоосновни пакет за производњу кисеоника остаје за вишекратну употребуа не да постану стални део објекта који је повучен из употребе.

Контрола и надзор у удаљеном рударском кампу

Удаљене локације често имају ограничено техничко особље.

ПСА систем стога треба да обезбеди јасан надзор и аутоматску заштиту.

Важни параметри могу укључивати:

концентрација кисеоника;

излазни притисак кисеоника;

проток кисеоника;

ПСА радни притисак;

притисак компресора;

тачка росе компримованог ваздуха;

диференцијални притисак филтера;

температура компресора;

радни статус опреме;

и алармни услови.

ПЛЦ и ХМИ систем могу прикупити ове параметре и обезбедити аутоматску контролу.

За веће рударске операције, постројење за кисеоник такође може бити повезано на СЦАДА систем на целој локацији.

Ово омогућава оператерима да прате производњу кисеоника из централне контролне собе уместо да физички проверавају контејнер у сваком радном циклусу.

Планирање одржавања привремених рударских локација

Одржавање на даљину треба да буде пројектовано пре него што се постројење за кисеоник испоручи.

Кључне ставке за одржавање обично укључују:

Филтери за ваздух

Рударска окружења могу створити велика оптерећења прашине. Интервали прегледа и замене филтера би стога требало да буду засновани на стварним условима локације, а не на општим календарским интервалима.

Сушач

Сушач мора одржавати потребан квалитет компримованог ваздуха за ПСА систем.

Компресор

Треба пратити подмазивање, стање уља, температуру, вибрације и стање филтера.

Молецулар Сиеве

Адсорпциони материјал има ограничен век трајања и мора бити заштићен од контаминације и прекомерне влаге.

Вентили

ПСА системи садрже преклопне вентиле који раде више пута током циклуса адсорпције и регенерације. Перформансе вентила директно утичу на стабилност циклуса.

Окиген Анализер

Анализатор треба одржавати и калибрисати у складу са захтевима система за контролу квалитета.

За удаљене руднике, резервне делове и потрошни материјал треба планирати заједно са опремом, а не након пуштања у рад.

Безбедносна разматрања за постројења са кисеоником у контејнерима

Сам кисеоник није запаљив, али повишене концентрације кисеоника могу значајно повећати потенцијал сагоревања околних материјала.

Због тога, опрему за кисеоник треба одвојити од некомпатибилних извора паљења и контаминације.

Дизајн контејнера треба да се односи на:

вентилација;

електрична заштита;

детекција цурења кисеоника где је то потребно;

заштита од пожара;

смањење притиска;

уземљење опреме;

контрола приступа;

материјали компатибилни са кисеоником;

и безбедно одвајање од складишта горива и угљоводоника.

Ако исти рударски камп садржи складиште дизела, радионице за гориво, операције заваривања или друге изворе паљења, контејнер за производњу кисеоника треба да буде лоциран и конфигурисан у складу са безбедносним захтевима локације.

Према томе, постројење за кисеоник у контејнерима треба третирати каоиндустријска гасна инсталација, не само као комад упаковане механичке опреме.

Контејнеризовани ПСА кисеоник у односу на испоручени кисеоник

За привремене рударске операције, поређење се обично не односи само на чистоћу кисеоника.

Право поређење укључује комплетан ланац снабдевања.

Испоручени цилиндри

Сајт зависи од:

Снабдевач гасом → Транспорт → Складиштење → Дистрибуција боца → Место коришћења

Ово може добро да функционише када је потреба за кисеоником мала, а транспорт поуздан.

Расути течни кисеоник

Ланац снабдевања постаје:

Производни погон → Криогени транспорт → Резервоар за складиштење → Вапоризер → Дистрибуција

Ово може бити прикладно за веће потрошаче кисеоника, али захтева одговарајућу инфраструктуру и поуздану логистику.

Контејнеризовани ПСА

Модел је:

Амбијентални ваздух → ПСА постројење → Пуфер/складиштење → Место употребе

Спољни ланац снабдевања је стога замењен производњом кисеоника на лицу места.

За удаљене привремене пројекте, ова разлика може бити значајна јер приступ путевима и поузданост испоруке могу бити важнији од номиналне цене кисеоника.

Шта инжењери треба да наведу пре него што наруче ПСА постројење за кисеоник

Рударска компанија треба да достави добављачу опреме стварне податке о локацији и процесу.

У најмању руку, пакет дизајна треба да идентификује:

Ове информације су далеко корисније од једноставног тражења понуде за одређени капацитет кисеоника.

Зашто ПСА кисеоник у контејнерима одговара привременим рударским пројектима

Основна предност ПСА система кисеоника у контејнерима јемобилност у комбинацији са производњом на лицу места.

Привремени рударски пројекат може користити систем без изградње конвенционалног постројења за производњу кисеоника.

Контејнер може да садржи комплетан процесни ланац:

Компресија ваздуха

↓

Пречишћавање ваздуха

↓

Одвајање ПСА

↓

Пуферовање кисеоником

↓

Регулација притиска / појачање

↓

Дистрибуција процеса или цилиндра

Ово чини опрему погодном за пројекте где се инфраструктура мора брзо распоредити и касније измештати.

Такође омогућава да се производња кисеоника повећа кроз модуларну опрему уместо да захтева једно велико стално постројење.

Закључак

Привремени рударски радни кампови раде под веома другачијим условима од сталних индустријских објеката. Пројекат може бити удаљен, инфраструктура може бити привремена, електрична енергија може бити ограничена, а потражња за кисеоником може се променити како се рударска операција развија.

Контејнеризовани ПСА кисеоник решава ове услове комбиновањемпроизводња кисеоника на лицу места са преносивим пакетом опреме.

Систем може да снабдева кисеоник за металуршку обраду, третман отпадних вода, медицинске установе, хитне случајеве и друге примене у зависности од конфигурације постројења. ПСА технологија одваја кисеоник од компримованог атмосферског ваздуха, док контејнерски дизајн интегрише компресор, третман ваздуха, систем адсорпције, контроле, складиштење и опциону опрему за појачавање или пуњење цилиндара у један пакет који се може применити.

За рударске инжењере, међутим, исправни критеријуми избора превазилазе капацитет кисеоника.Надморска висина, температура, прашина, квалитет енергије, профил потражње за кисеоником, процесни притисак, редундантност, приступ одржавању и захтеви за пресељењесве треба узети у обзир током пројектовања система.

Најефикасније постројење ПСА кисеоника у контејнерима стога није само генератор смештен унутар контејнера за транспорт. То је апакет услужних програма за кисеоник који је пројектован на локацији дизајниран око процеса рударског кампа, животне средине, система напајања и животног циклуса пројекта.