Zašto je potreban kisik u obradi rudničke vode
Procesi obrade vode iz rudnika često se oslanjaju na reakcije oksidacije prije nego što se zagađivači mogu ukloniti iz vode.
Na primjer, otopljeno željezo (Fe²⁺) ostaje topivo u vodi i ne može se učinkovito ukloniti taloženjem. Kada se uvede kisik, feri željezo oksidira u feri željezo (Fe³⁺), koje stvara taloge feri hidroksida koji se talože unutar taložnika i sustava za zgušnjavanje mulja.
Sličan proces se događa tijekom uklanjanja mangana, oksidacije sulfida i bioloških sustava nitrifikacije.
Tipične primjene obrade vode iz rudnika koje zahtijevaju kisik uključuju:
-
Tretman kisele drenaže rudnika
-
Sustavi za uklanjanje željeza
-
Sustavi za uklanjanje mangana
-
Procesi oksidacije sulfida
-
Biološka obrada otpadnih voda
-
Sustavi nitrifikacije
-
Potporni procesi uništavanja cijanida
-
Sustavi ponovne upotrebe tehnološke vode
Bez dovoljne koncentracije otopljenog kisika, stope oksidacije opadaju i kapacitet obrade može se smanjiti.
Princip rada
Usis zraka i filtracija
Proces počinje provlačenjem atmosferskog zraka kroz industrijski sustav filtracije.
Rudarska okruženja često sadrže prašinu u zraku koju stvaraju:
Više{0}}stupanjski usisni filtri hvataju čestice zagađivača prije nego što zrak uđe u sustav kompresije.
Kućišta filtara obično su izrađena od-ugljičnog čelika presvučenog prahom ili legure aluminija i koriste zamjenjive filtarske uloške.
Kompresija zraka
Filtrirani zrak ulazi u rotacijski vijčani kompresor gdje se tlak povećava na približno 7–10 bar(g).
Paket kompresora općenito se sastoji od:
Kompresor prenosi komprimirani zrak u odjeljak za pročišćavanje kroz procesne cijevi od ugljičnog čelika ili nehrđajućeg čelika.
Senzori tlaka kontinuirano nadziru uvjete pražnjenja kompresora i prenose podatke u PLC kontrolni sustav.
Pročišćavanje zraka
Komprimirani zrak sadrži vlagu, uljne aerosole i fine čestice koje mogu oštetiti adsorpcijske medije. Odjeljak za pročišćavanje uklanja onečišćenja korištenjem višestrukih stupnjeva obrade:
Proces obrade smanjuje sadržaj vlage prije nego zrak uđe u PSA sustav.
Ovisno o konfiguraciji, točke rosišta izlaza obično se kreću od -40 stupnjeva do -70 stupnjeva.
Održavanje niske razine vlage štiti materijal molekularnog sita i stabilizira učinak proizvodnje kisika.
Odvajanje kisika
Sustav PSA odvaja kisik od komprimiranog zraka pomoću materijala molekularnog sita zeolita. Komprimirani zrak ulazi u adsorpcijske posude ispunjene medijem molekularnog sita.
Molekule dušika pričvršćuju se na unutarnju površinu adsorbensa dok molekule kisika prolaze kroz sloj i ulaze u sustav za prikupljanje kisika.
PSA jedinica izmjenjuje cikluse adsorpcije i regeneracije.
Tijekom rada:
Automatizirani preklopni ventili mijenjaju funkcije posude prema programiranom vremenu ciklusa.
Ovaj proces omogućuje kontinuirano stvaranje kisika bez prekida nizvodnih operacija obrade.
Tipična čistoća kisika kreće se od 90% do 95%.
Komponente sustava
PSA jedinica za proizvodnju kisika
Klizna jedinica za proizvodnju kisika sadrži opremu za odvajanje jezgre. Glavne komponente uključuju:
Adsorpcijske posude izrađene su od-ugljičnog čelika s oznakom tlaka i montirane na okvire od konstrukcijskog čelika.
Kapaciteti sustava obično se kreću od 10 Nm³/h do 5000 Nm³/h ovisno o zahtjevima postrojenja za pročišćavanje.
Rezervoar za kisik
Generirani kisik ulazi u međuspremnik prije distribucije. Spremnik za skladištenje obavlja nekoliko funkcija:
Uobičajeni tlakovi skladištenja kreću se između 8 i 16 bar(g).
Za veće objekte za obradu, dodatne posude za skladištenje kisika mogu se integrirati u distribucijski sustav.
Mreža za distribuciju kisika
Sustav za distribuciju kisika prenosi kisik od generatora do opreme za tretman. Mreža općenito uključuje:
Distribucijski kolektori mogu opskrbljivati kisikom više stupnjeva obrade istovremeno.
Brzine protoka mogu se podesiti neovisno za svaku zonu tretmana.
Tehnologije prijenosa kisika
Sustavi difuzije finih mjehurića
Difuzori s finim mjehurićima prenose kisik u vodu kroz membranske uređaje za prozračivanje. Tipični sklop difuzora sastoji se od:
• EPDM membrana • PVC potporna cijev • Oprema za montažu od nehrđajućeg čelikaMembrana ispušta male mjehuriće kisika koji povećavaju kontaktnu površinu plin-tekućine. Kako se mjehurići dižu kroz vodeni stupac, kisik prelazi u otopinu i povećava koncentraciju otopljenog kisika.
Sustavi s finim mjehurićima obično se postavljaju u bazene za biološki tretman i oksidacijske spremnike.
Venturijeva injekcija kisika
Venturi sustavi ubrizgavaju kisik izravno u cjevovode procesne vode pod tlakom. Venturijeva mlaznica stvara zonu niskog-tlaka koja uvlači kisik u struju vode.
Mješavina kisik-vode zatim ulazi u reakcijske spremnike, posude za oksidaciju ili distribucijske sustave.
Venturi sustavi ubrizgavanja eliminiraju potrebu za velikim bazenima za prozračivanje u nekim konfiguracijama tretmana.
Konusni reaktori za kisik
Konusni reaktori za kisik otapaju kisik pod povišenim tlakom. Reaktor se sastoji od:
• Posuda pod tlakom • Unutarnja komora za miješanje • Sklop za ubrizgavanje kisika • Recirkulacijski cjevovodVoda ulazi u konus pod pritiskom, dok se kisik ubrizgava u unutarnju zonu cirkulacije. Okolina pod tlakom povećava otapanje kisika i smanjuje gubitke plina.
Konusni sustavi kisika obično se koriste kada su potrebne razine otopljenog kisika znatno iznad atmosferske zasićenosti.
Obrada kisele drenaže rudnika
Kisela drenaža iz rudnika (AMD) nastaje kada minerali -koji sadrže sulfide reagiraju s kisikom i vodom, stvarajući kiselo otjecanje koje sadrži otopljene metale. Sustavi za obradu AMD-a često koriste kisik za ubrzavanje oksidacijskih reakcija prije bistrenja.
Proces liječenja općenito slijedi ove korake:
Generator kisika kontinuirano opskrbljuje kisikom oksidacijske reaktore gdje se otopljeno dvovalijezno željezo pretvara u feri željezo.
Feri-željezo se potom taloži i taloži u opremi za bistrenje nizvodno.
Primjene biološke obrade
Rudarski kampovi, radionice za održavanje i postrojenja za preradu stvaraju otpadnu vodu koja može zahtijevati biološki tretman.
Aerobni mikroorganizmi konzumiraju kontaminante putem metaboličke aktivnosti i za funkcioniranje im je potreban otopljeni kisik.
Generator kisika opskrbljuje kisik biološkim reaktorima kroz rešetke difuzora ili sustave za ubrizgavanje kisika.
Tipični ciljevi otopljenog kisika kreću se od 2–6 mg/L, ovisno o dizajnu liječenja.
Sustav prijenosa kisika distribuira kisik po volumenu reaktora i podržava procese biološke oksidacije.
Zahtjevi za održavanje
Dnevno praćenje
Operateri provjeravaju:
- Čistoća kisika
- Tlak kisika
- Brzina protoka
- Temperatura kompresora
- Status alarma
Radni podaci se prikazuju kroz HMI sučelje i pohranjuju u PLC sustav.
Preventivno održavanje
Aktivnosti planiranog održavanja uključuju:
- Zamjena filterskih elemenata
- Provjera pneumatskih ventila
- Servis kompresora
- Kalibriranje analizatora kisika
- Provjera transmitera tlaka
Intervali održavanja ovise o radnim satima i uvjetima na gradilištu.
Životni vijek molekularnog sita
Molekularno sito provodi proces odvajanja kisika.
Čimbenici koji mogu smanjiti vijek trajanja adsorbenta uključuju:
- Kontaminacija vode
- Prenos ulja
- Previsoke radne temperature
- Nepravilno mijenjanje tlaka
Pod pravilno održavanim radnim uvjetima, intervali zamjene molekularnih sita obično se kreću od 8 do 12 godina.
Tehničke specifikacije
| Parametar | Tipični raspon |
|---|---|
| Čistoća kisika | 90–95% |
| Kapacitet kisika | 10–5.000 Nm³/h |
| Tlak kisika | 4–10 bar(g) |
| Tlak zraka | 7–10 bar(g) |
| Rosište | -40 stupnjeva do -70 stupnjeva |
| Temperatura okoline | -20 stupnjeva do +50 stupnjeva |
| Kontrolni sustav | PLC + HMI |
| Napajanje | 380V–690V |
| Vrsta instalacije | Montiran-na klizalište ili u kontejneru |
FAQ
P: Kako mogu odabrati ispravan kapacitet generatora kisika?
O: Kapacitet je određen brzinom protoka vode, koncentracijom onečišćenja i ciljanim razinama otopljenog kisika (DO). NEWTEK može izračunati potrebnu potrošnju kisika na temelju analize vaše vode i podataka o postupku obrade.
P: Koje procese obrade vode iz rudnika može podržati ovaj sustav?
O: Sustav može opskrbljivati kisikom za:
- Tretman kisele drenaže rudnika (AMD).
- Uklanjanje željeza i mangana
- Oksidacija sulfida
- Biološka obrada otpadnih voda
- Sustavi nitrifikacije
- Prijave za ponovnu upotrebu procesne vode
P: Može li se sustav integrirati s postojećim postrojenjima za pročišćavanje?
O: Da. Generator kisika može se povezati s oksidacijskim spremnicima, venturijevim injektorima, konusnim reaktorima za kisik, sustavima difuzora i postojećim cjevovodima za obradu.
P: Koje su informacije potrebne za dimenzioniranje sustava?
O: Za točnu veličinu sustava, NEWTEK obično zahtijeva:
- Protok vode (m³/h)
- Izvješće o kvaliteti vode
- Opis procesa liječenja
- Nadmorska visina ugradnje
- Dostupno napajanje
P: Je li sustav prikladan za udaljena rudarska mjesta?
O: Da. Sustav stvara kisik na-licu mjesta iz atmosferskog zraka, eliminirajući potrebu za isporukom tekućeg kisika i kriogenim spremnicima za pohranu.
Popularni tagovi: generator kisika za obradu vode iz rudnika, Kina generator kisika za obradu vode iz rudnika proizvođači, dobavljači
