Miért van szükség oxigénre a bányavízkezelésben?
A bányavízkezelési folyamatok gyakran oxidációs reakciókon alapulnak, mielőtt a szennyeződéseket eltávolítanák a vízből.
Például az oldott vas (Fe²⁺) vízben oldható marad, és ülepítéssel nem távolítható el hatékonyan. Ha oxigént vezetünk be, a vas vas vasvá (Fe³⁺) oxidálódik, amely vas(III)-hidroxid csapadékot képez, amely leülepedik a derítőkben és iszapsűrítő rendszerekben.
Hasonló folyamat megy végbe a mangáneltávolítás, a szulfidoxidáció és a biológiai nitrifikációs rendszerek során is.
A tipikus, oxigént igénylő bányavízkezelési alkalmazások a következők:
-
Savbánya vízelvezető kezelés
-
Vaseltávolító rendszerek
-
Mangáneltávolító rendszerek
-
Szulfid oxidációs folyamatok
-
Biológiai szennyvíztisztítás
-
Nitrifikációs rendszerek
-
A cianid megsemmisítését támogató folyamatok
-
Folyamatvíz-újrafelhasználó rendszerek
Megfelelő oldott oxigén koncentráció nélkül az oxidációs sebesség csökken, és a kezelési kapacitás csökkenhet.
Működési elv
Levegő beszívás és szűrés
A folyamat azzal kezdődik, hogy légköri levegőt szívunk át egy ipari szűrőrendszeren.
A bányászati környezet gyakran tartalmaz levegőben szálló port, amelyet:
A többfokozatú szívószűrők felfogják a részecskéket, mielőtt a levegő belépne a kompressziós rendszerbe.
A szűrőházak általában porszórt{0}}szénacélból vagy alumíniumötvözetből készülnek, és cserélhető szűrőpatronokat használnak.
Légkompresszió
A szűrt levegő egy csavarkompresszorba kerül, ahol a nyomás körülbelül 7-10 bar(g)-ra nő.
A kompresszorcsomag általában a következőkből áll:
A kompresszor szénacél vagy rozsdamentes acél technológiai csövön keresztül továbbítja a sűrített levegőt a tisztító szakaszba.
A nyomásérzékelők folyamatosan figyelik a kompresszor kisülési viszonyait és továbbítják az adatokat a PLC vezérlőrendszerhez.
Levegőtisztítás
A sűrített levegő nedvességet, olajaeroszolokat és finom részecskéket tartalmaz, amelyek károsíthatják az adszorpciós közeget. A tisztítási szakasz több kezelési lépéssel távolítja el a szennyeződéseket:
A kezelési folyamat csökkenti a nedvességtartalmat, mielőtt a levegő belép a PSA rendszerbe.
A konfigurációtól függően a kimeneti harmatpontok általában -40 és -70 fok között vannak.
Az alacsony nedvességszint fenntartása védi a molekulaszita anyagát és stabilizálja az oxigéntermelési teljesítményt.
Oxigén elválasztás
A PSA rendszer zeolit molekulaszita anyag segítségével választja el az oxigént a sűrített levegőtől. A sűrített levegő molekulaszita közeggel töltött adszorpciós edényekbe kerül.
A nitrogénmolekulák az adszorbens belső felületéhez kötődnek, míg az oxigénmolekulák áthaladnak az ágyon és belépnek az oxigéngyűjtő rendszerbe.
A PSA egység váltakozik az adszorpciós és regenerációs ciklusok között.
Működés közben:
Az automatizált kapcsolószelepek megfordítják a tartály funkcióit a programozott ciklusidőzítés szerint.
Ez a folyamat lehetővé teszi a folyamatos oxigéntermelést a későbbi kezelési műveletek megszakítása nélkül.
A tipikus oxigéntisztaság 90% és 95% között van.
Rendszerkomponensek
PSA oxigéntermelő egység
Az oxigénfejlesztő csúszóbetét tartalmazza a magleválasztó berendezést. A fő összetevők a következők:
Az adszorpciós edények nyomásos -szénacélból készülnek, és szerkezeti acél tartókeretekre vannak felszerelve.
A rendszer teljesítménye jellemzően 10 Nm³/h és 5000 Nm³/h között van, a tisztítótelepi követelményektől függően.
Oxigéntároló tartály
A keletkezett oxigén az elosztás előtt egy puffertartályba kerül. A tárolótartály számos funkciót lát el:
A tipikus tárolási nyomás 8 és 16 bar(g) között van.
Nagyobb tisztítóberendezések esetén további oxigéntároló edények integrálhatók az elosztórendszerbe.
Oxigénelosztó hálózat
Az oxigénelosztó rendszer az oxigént a generátorból a kezelőberendezésbe továbbítja. A hálózat általában a következőket tartalmazza:
Az elosztófejek egyidejűleg több kezelési szakaszt is elláthatnak oxigénnel.
Az áramlási sebesség minden kezelési zónához külön-külön beállítható.
Oxigénátviteli technológiák
Finom buborék diffúziós rendszerek
A finom buborékos diffúzorok membrán levegőztető eszközökön keresztül juttatják el az oxigént a vízbe. Egy tipikus diffúzor szerelvény a következőkből áll:
• EPDM membrán • PVC tartócső • Rozsdamentes acél rögzítőelemekA membrán kis oxigénbuborékokat bocsát ki, amelyek növelik a gáz{0}}folyadék érintkezési felületét. Ahogy a buborékok felemelkednek a vízoszlopon, az oxigén átjut az oldatba, és növeli az oldott oxigén koncentrációját.
A finombuborékos rendszereket általában biológiai tisztítómedencékbe és oxidációs tartályokba telepítik.
Venturi oxigén befecskendezés
A Venturi-rendszerek közvetlenül a nyomás alatti technológiai vízvezetékekbe fecskendezik be az oxigént. A Venturi fúvóka alacsony nyomású{1}}zónát hoz létre, amely oxigént szív a vízáramba.
Az oxigén{0}}víz keverék ezután reakciótartályokba, oxidációs edényekbe vagy elosztórendszerekbe kerül.
A Venturi befecskendező rendszerek bizonyos kezelési konfigurációkban szükségtelenné teszik a nagy levegőztető medencéket.
Oxigénkúpos reaktorok
Az oxigénkúpos reaktorok emelt nyomáson oldják az oxigént. A reaktor a következőkből áll:
• Nyomás alatt álló edény • Belső keverőkamra • Oxigén befecskendező egység • Recirkulációs csövekA víz nyomás alatt lép be a kúpba, miközben oxigént fecskendeznek be a belső keringési zónába. A túlnyomásos környezet növeli az oxigén oldódását és minimalizálja a gázveszteséget.
Az oxigénkúpos rendszereket általában akkor használják, ha az oldott oxigén szintje jelentősen meghaladja a légköri telítettséget.
Acid Mine Drainage Treatment
Savbánya vízelvezető (AMD) akkor jön létre, amikor a szulfidot{0}}hordozó ásványok oxigénnel és vízzel reagálnak, és oldott fémeket tartalmazó savas lefolyást hoznak létre. Az AMD kezelőrendszerei gyakran használnak oxigént az oxidációs reakciók felgyorsítására a derítés előtt.
A kezelési folyamat általában a következő lépéseket követi:
Az oxigéngenerátor folyamatosan oxigénnel látja el az oxidációs reaktorokat, ahol az oldott vas vas vasvá alakul.
A vas(III) ezután kicsapódik és leülepedik az alsó tisztítóberendezésben.
Biológiai kezelési alkalmazások
A bányatáborok, karbantartó műhelyek és feldolgozó létesítmények szennyvizet termelnek, amely biológiai tisztítást igényelhet.
Az aerob mikroorganizmusok anyagcsere-tevékenység révén fogyasztják el a szennyeződéseket, és működésükhöz oldott oxigénre van szükségük.
Az oxigéngenerátor diffúzorrácsokon vagy oxigénbefecskendező rendszereken keresztül látja el az oxigént a biológiai reaktorokba.
A tipikus oldott oxigén célértékek 2-6 mg/l között vannak a kezelési tervtől függően.
Az oxigéntranszfer rendszer elosztja az oxigént a reaktortérfogatban, és támogatja a biológiai oxidációs folyamatokat.
Karbantartási követelmények
Napi Monitoring
Az üzemeltetők ellenőrzik:
- Oxigén tisztaság
- Oxigénnyomás
- Áramlási sebesség
- A kompresszor hőmérséklete
- Riasztás állapota
Az üzemi adatok a HMI interfészen keresztül jelennek meg, és a PLC rendszer tárolja.
Megelőző karbantartás
A tervezett karbantartási tevékenységek a következők:
- Szűrőelemek cseréje
- Pneumatikus szelepek ellenőrzése
- Kompresszorok szervizelése
- Oxigénelemző készülékek kalibrálása
- Nyomástávadók ellenőrzése
A karbantartási intervallumok az üzemóráktól és a helyszíni körülményektől függenek.
A molekuláris szita élettartama
A molekulaszita végzi az oxigénelválasztási folyamatot.
A következő tényezők csökkenthetik az adszorbens élettartamát:
- Vízszennyezés
- Olajszállítás
- Túl magas üzemi hőmérséklet
- Nem megfelelő nyomásciklus
Megfelelően karbantartott működési feltételek mellett a molekulaszita csereintervalluma jellemzően 8-12 év.
Műszaki előírások
| Paraméter | Tipikus tartomány |
|---|---|
| Oxigén tisztaság | 90–95% |
| Oxigén kapacitás | 10–5000 Nm³/h |
| Oxigénnyomás | 4-10 bar(g) |
| Légnyomás | 7-10 bar(g) |
| Harmatpont | -40 foktól -70 fokig |
| Környezeti hőmérséklet | -20 foktól +50 fokig |
| Vezérlőrendszer | PLC + HMI |
| Tápegység | 380V–690V |
| Telepítés típusa | Csúszós{0}}felszerelt vagy konténerben |
GYIK
K: Hogyan válasszam ki a megfelelő oxigéngenerátor kapacitást?
V: A kapacitást a víz áramlási sebessége, a szennyezőanyag-koncentráció és az oldott oxigén (DO) célszintje határozza meg. A NEWTEK ki tudja számítani a szükséges oxigénigényt a vízelemzési és -kezelési folyamat adatai alapján.
K: Milyen bányavízkezelési folyamatokat támogat ez a rendszer?
V: A rendszer oxigént tud szolgáltatni:
- Acid Mine Drainage (AMD) kezelés
- Vas és mangán eltávolítása
- Szulfid oxidáció
- Biológiai szennyvíztisztítás
- Nitrifikációs rendszerek
- Folyamatvíz újrafelhasználási alkalmazások
K: Integrálható a rendszer a meglévő kezelési létesítményekkel?
V: Igen. Az oxigéngenerátor csatlakoztatható oxidációs tartályokhoz, Venturi-injektorokhoz, oxigénkúpos reaktorokhoz, diffúzorrendszerekhez és meglévő kezelő csővezetékekhez.
K: Milyen információk szükségesek a rendszerméretezéshez?
V: A rendszer pontos méretezéséhez a NEWTEK általában a következőket igényli:
- Víz áramlási sebessége (m³/h)
- Vízminőségi jelentés
- Kezelési folyamat leírása
- Beépítési magasság
- Elérhető tápegység
K: Alkalmas-e a rendszer távoli bányászati területekre?
V: Igen. A rendszer a helyszínen oxigént állít elő-a légköri levegőből, így nincs szükség folyékony oxigénszállításra és kriogén tárolótartályokra.
Népszerű tags: oxigéngenerátor a bányavíz kezelésére, Kína oxigéngenerátor a bányavízkezelő gyártók, beszállítók számára
