วิธีเลือกระบบออกซิเจน PSA สำหรับไซต์การขุดระยะไกล - ข้อมูลเชิงลึก

How to Select PSA Oxygen Systems for Remote Mining Sites

สารบัญ 1. การบริโภคและความบริสุทธิ์ | 2. โลจิสติกส์และตู้คอนเทนเนอร์ | 3. สิ่งแวดล้อมและพลังงาน | 4. การบำรุงรักษาและการเติบโต | 5. คำถามที่พบบ่อย

การแนะนำ

โครงการขุดทอง ทองแดง ตะกั่ว-สังกะสี ลิเธียม และแร่หายากหลายแห่งดำเนินกิจการห่างไกลจากศูนย์ผลิตก๊าซอุตสาหกรรม ในสถานที่เหล่านี้ มักจะต้องใช้ออกซิเจนสำหรับกระบวนการทางโลหะวิทยา วงจรการชะล้างไซยาไนด์ ระบบบำบัดน้ำเสีย การดำเนินการสนับสนุนการถลุง และสิ่งอำนวยความสะดวกในการตอบสนองเหตุฉุกเฉิน

เหมืองที่อยู่ห่างไกลต่างจากเหมืองที่ตั้งอยู่ใกล้กับเขตอุตสาหกรรม ต้องเผชิญกับความท้าทายเพิ่มเติมในการจัดหาออกซิเจน เส้นทางการขนส่งที่ยาวนาน โครงสร้างพื้นฐานที่จำกัด การเข้าถึงถนนตามฤดูกาล และต้นทุนด้านลอจิสติกส์ที่สูง อาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือในการจ่ายออกซิเจนและค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน

ด้วยเหตุนี้ ผู้ดำเนินการเหมืองจำนวนมากจึงเปลี่ยนออกซิเจนที่ส่งมาด้วยระบบสร้างออกซิเจนในไซต์-ที่ใช้เทคโนโลยีการดูดซับด้วยแรงดันสวิง (PSA)

อย่างไรก็ตาม การเลือกโรงงานผลิตออกซิเจน PSA สำหรับเหมืองระยะไกลนั้นต้องการมากกว่าการเลือกกำลังการผลิต วิศวกรจะต้องประเมินความต้องการของกระบวนการ สภาพของสถานที่ ความพร้อมของพลังงาน การสัมผัสด้านสิ่งแวดล้อม ข้อกำหนดในการขยาย ความสามารถในการบำรุงรักษา และวิธีการใช้งานก่อนที่จะเลือกอุปกรณ์

บทความนี้จะอธิบายปัจจัยทางวิศวกรรมที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการเลือกระบบออกซิเจน PSA สำหรับโครงการขุดระยะไกล

1. กำหนดข้อกำหนดการใช้ออกซิเจนตามจริง

เริ่มต้นด้วยความต้องการออกซิเจนในกระบวนการ

ขั้นตอนแรกคือการคำนวณปริมาณการใช้ออกซิเจนในระดับกระบวนการ
การใช้งานเหมืองแร่ที่ต้องใช้ออกซิเจนอาจรวมถึง:
· การกู้คืนทองคำ CIL
· การกู้คืนทอง CIP
· เครื่องปฏิกรณ์ออกซิเดชัน
· ระบบป้อนการผลิตโอโซน
· การบำบัดน้ำเสีย
· การดำเนินการสนับสนุนการถลุง
· ระบบฉุกเฉินใต้ดิน
แต่ละกระบวนการใช้ออกซิเจนแตกต่างกัน

ตัวอย่างเช่น โรงงานแปรรูปทองคำอาจฉีดออกซิเจนเข้าไปใน:
· เตรียม-ถังชะล้าง
· ถังชะล้าง
· ท่อส่งสารละลาย
การไหลของออกซิเจนที่ต้องการขึ้นอยู่กับ:
· ปริมาณงานแร่
·ความหนาแน่นของสารละลาย
· ความเข้มข้นของไซยาไนด์
· ตั้งเป้าหมายระดับออกซิเจนละลายน้ำ
การเลือกอุปกรณ์โดยไม่ระบุความต้องการของกระบวนการที่แท้จริงมักส่งผลให้มีขนาดเกินหรือเล็กเกินไป

คำนวณความต้องการสูงสุดแทนความต้องการเฉลี่ย

การทำเหมืองแร่ไม่ค่อยใช้ออกซิเจนในอัตราคงที่ วิศวกรควรประเมิน:
· ความต้องการออกซิเจนเฉลี่ย
· ความต้องการออกซิเจนสูงสุด
· ความต้องการการขยายตัวในอนาคต

ตัวอย่างเช่น: เหมืองที่ใช้ออกซิเจนเฉลี่ย 300 Nm³/h อาจพบว่ามีการใช้ออกซิเจนสูงสุดเกิน 450 Nm³/h ในระหว่างการเพิ่มปริมาณงานหรือแคมเปญเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต ขนาดของระบบควรรองรับจุดสูงสุดในการปฏิบัติงานมากกว่าสภาวะเฉลี่ยเพียงอย่างเดียว

2. กำหนดความบริสุทธิ์ของออกซิเจนที่ต้องการ

กระบวนการขุดที่แตกต่างกันมีข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ที่แตกต่างกัน

การทำเหมืองแร่ไม่ใช่ทุกงานที่ต้องการความบริสุทธิ์ของออกซิเจนที่เท่ากัน ระบบออกซิเจน PSA ทั่วไปผลิตออกซิเจนบริสุทธิ์ 90%, 93% หรือ 95%

สำหรับการชะล้างทองคำหลายๆ ครั้ง ความเข้มข้นของออกซิเจนภายในช่วงนี้เพียงพอที่จะเพิ่มระดับออกซิเจนที่ละลายในสารละลาย ความบริสุทธิ์ที่เลือกควรขึ้นอยู่กับ:
· การออกแบบกระบวนการ
· การทดสอบทางโลหะวิทยา
· ประสิทธิภาพการถ่ายเทออกซิเจน
· เป้าหมายการกู้คืน
โดยทั่วไปความบริสุทธิ์ที่สูงขึ้นจะต้องใช้กำลังการผลิตที่ต่ำกว่าจากระบบ PSA เดียวกัน วิศวกรต้องประเมินทั้งความต้องการด้านความบริสุทธิ์และการไหลไปพร้อมๆ กัน

3. ประเมินที่ตั้งไซต์งานและเงื่อนไขด้านลอจิสติกส์

เส้นทางคมนาคมมีอิทธิพลต่อการเลือกระบบ

เหมืองที่อยู่ห่างไกลมักประสบกับข้อจำกัดด้านลอจิสติกส์ ตัวอย่างได้แก่: ค่ายขุดในทะเลทราย ปฏิบัติการบนภูเขา โครงการสำรวจอาร์กติก และสิ่งอำนวยความสะดวกการขุดบนเกาะ เงื่อนไขการขนส่งมีอิทธิพลต่อขนาดอุปกรณ์ วิธีส่งมอบ และกลยุทธ์การติดตั้ง ก่อนที่จะเลือกโรงงาน PSA ทีมงานโครงการควรประเมินข้อจำกัดด้านความกว้างของถนน ขีดจำกัดน้ำหนักบรรทุกของสะพาน สิ่งอำนวยความสะดวกของท่าเรือ และความพร้อมของเครน ปัจจัยเหล่านี้ส่งผลต่อการกำหนดค่าอุปกรณ์และการวางแผนการจัดส่ง

ประเมินการเข้าถึงตามฤดูกาล

เหมืองบางแห่งสูญเสียการเข้าถึงถนนในช่วงฤดูหิมะ ช่วงมรสุม หรือภาวะน้ำท่วม หากการเข้าถึงการบำรุงรักษาทำได้ยากในระหว่างปี ความซ้ำซ้อนของระบบอาจมีความสำคัญมากกว่าต้นทุนเงินทุนขั้นต่ำ ในสถานการณ์เหล่านี้ วิศวกรมักจะระบุคอมเพรสเซอร์สำรอง ความจุพื้นที่จัดเก็บเพิ่มเติม ชุดวาล์วสำรอง และอุปกรณ์สำรองเพื่อลดความเสี่ยงในการปฏิบัติงาน

4. พิจารณาการปรับใช้แบบคอนเทนเนอร์

เหตุใดระบบคอนเทนเนอร์จึงพบได้ทั่วไปในเหมืองระยะไกล

ไซต์ระยะไกลมักขาดโครงสร้างพื้นฐานในช่วงแรกของโครงการ การสร้างอาคารผลิตออกซิเจนแบบเดิมๆ อาจต้องใช้ฐานคอนกรีต เหล็กโครงสร้าง ระบบหลังคา และห้องไฟฟ้า ข้อกำหนดเหล่านี้เพิ่มความซับซ้อนในการก่อสร้าง

โซลูชันก๊าซแบบบรรจุตู้ NEWTEK ผสานรวมอุปกรณ์สร้างออกซิเจนภายในคอนเทนเนอร์ ISO ก่อนจัดส่ง โดยทั่วไปอุปกรณ์จะประกอบด้วย: เครื่องอัดอากาศ ตัวรับอากาศ เครื่องทำลมแห้ง ชุดกรอง เครื่องกำเนิดออกซิเจน PSA และระบบควบคุม PLC คอนเทนเนอร์ทำหน้าที่เป็นตู้อุปกรณ์ โครงขนส่ง และโครงสร้างป้องกันสภาพอากาศ

ข้อกำหนดในการติดตั้ง:ระบบตู้คอนเทนเนอร์ส่วนใหญ่ต้องการ: 1. ฐานรากคอนกรีต 2. การเชื่อมต่อไฟฟ้า 3. การเชื่อมต่อท่อออกซิเจน และ 4. การทดสอบเดินระบบ เมื่อเทียบกับการก่อสร้างโรงงานแบบเดิมๆ จำเป็นต้องมีกิจกรรมการประกอบภาคสนามน้อยกว่า สิ่งนี้อาจมีความสำคัญอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมการทำเหมืองระยะไกลซึ่งมีทรัพยากรการก่อสร้างจำกัด

5. ประเมินสภาพแวดล้อม

พื้นที่การทำเหมืองแร่ที่อุณหภูมิสูง:โครงการขุดในสภาพแวดล้อมในทะเลทรายมักจะประสบกับอุณหภูมิโดยรอบที่สูงกว่า 40 องศา การสะสมของฝุ่น และการสัมผัสความร้อนจากแสงอาทิตย์ อุณหภูมิสูงส่งผลต่อการระบายความร้อนของคอมเพรสเซอร์ ประสิทธิภาพของเครื่องเป่า และอายุการใช้งานของส่วนประกอบทางไฟฟ้า ควรเลือกอุปกรณ์ที่มีความสามารถในการทำความเย็นและการออกแบบการระบายอากาศที่เหมาะสม

การดำเนินการเหมืองแร่ในสภาพอากาศหนาวเย็น:โครงการเหมืองแร่ในพื้นที่ทางตอนเหนืออาจมีอุณหภูมิต่ำกว่า-ศูนย์ การสะสมของหิมะ และความเสี่ยงจากการแช่แข็งคอนเดนเสท ระบบบำบัดอากาศจะต้องปกป้องวาล์วระบาย ท่อเครื่องมือ และวงจรทำความเย็นของคอมเพรสเซอร์จากสภาวะเยือกแข็ง

แหล่งขุดชายฝั่ง:สิ่งอำนวยความสะดวกการทำเหมืองแร่ใกล้ท่าเรืออาจเผชิญกับละอองเกลือ ความชื้น และบรรยากาศที่มีฤทธิ์กัดกร่อน สภาวะเหล่านี้อาจต้องใช้ท่อสแตนเลส สารเคลือบ-ที่ทนต่อการกัดกร่อน และ-ตัวยึดเกรดทางทะเลเพื่อลด-การเสื่อมสภาพของอุปกรณ์ในระยะยาว

6. ประเมินโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานและการบำรุงรักษา

ความพร้อมใช้งานไฟฟ้าส่งผลโดยตรงต่อการออกแบบระบบ

โรงงานออกซิเจน PSA อาศัยเครื่องอัดอากาศ ระบบควบคุม และอุปกรณ์บำบัดอากาศเป็นหลัก ความต้องการพลังงานเพิ่มขึ้นตามกำลังการผลิตออกซิเจน วิศวกรควรประเมินความพร้อมของไฟฟ้าสาธารณูปโภค ความจุของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ความเสถียรของแรงดันไฟฟ้า และสภาวะฮาร์มอนิกก่อนเลือกอุปกรณ์

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า-ค่ายขุดแร่แบบขับเคลื่อน:โครงการสำรวจหลายแห่งอาศัยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล ในกรณีเหล่านี้ การออกแบบโรงงานผลิตออกซิเจนควรพิจารณาการโหลดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กระแสไฟเริ่มต้น และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง เพื่อให้มั่นใจว่าเข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่มีอยู่

7. ประเมินความสามารถในการบำรุงรักษาและส่วนประกอบที่สำคัญ

การทำเหมืองระยะไกลมักมีการสนับสนุนทางเทคนิคที่จำกัด ทีมบำรุงรักษาในพื้นที่ห่างไกลอาจไม่รวมผู้เชี่ยวชาญ PSA การเลือกอุปกรณ์จึงควรคำนึงถึงความพร้อมของอะไหล่ การเข้าถึงการวินิจฉัย และมาตรฐานเครื่องมือ ระบบที่ใช้ส่วนประกอบทางอุตสาหกรรมทั่วไปช่วยให้การวางแผนการบำรุงรักษาง่ายขึ้น ส่วนประกอบสำคัญที่ต้องมีการตรวจสอบเป็นประจำ ได้แก่:

กลุ่มส่วนประกอบ	พารามิเตอร์การตรวจสอบและการตรวจสอบตามปกติ
เครื่องอัดอากาศ	การตรวจสอบ: สภาพน้ำมัน ระบบหล่อเย็น และประสิทธิภาพ-การสิ้นสุดของอากาศ
ตัวกรอง	ตรวจสอบ: ส่วนต่างของแรงดัน การกำจัดคอนเดนเสท และสภาพของไส้กรอง
วาล์ว PSA	ตรวจสอบ: การทำงานของแอคชูเอเตอร์ ความสมบูรณ์ของซีล และประสิทธิภาพการสลับ
เครื่องวิเคราะห์ออกซิเจน	ตรวจสอบ: ความแม่นยำในการสอบเทียบและการตอบสนองของเซ็นเซอร์ การบำรุงรักษาตามปกติจะป้องกันไม่ให้ประสิทธิภาพลดลง

8. แผนสำหรับการขยายในอนาคตและข้อดีของ NEWTEK

ปริมาณงานการขุดมักจะเปลี่ยนแปลง:โครงการขุดมักจะเพิ่มความสามารถในการประมวลผลหลังจากการว่าจ้าง ตัวอย่างได้แก่: การขยายโรงสี ถังชะล้างเพิ่มเติม และปริมาณแร่ที่เพิ่มขึ้น หากความต้องการออกซิเจนคาดว่าจะเพิ่มขึ้น วิศวกรควรประเมินทางเลือกในการขยายในระหว่างขั้นตอนการออกแบบเริ่มแรก

การออกแบบ PSA แบบแยกส่วนทำให้การขยายง่ายขึ้น:โรงงานผลิตออกซิเจน NEWTEK PSA หลายแห่งใช้สถาปัตยกรรมแบบโมดูลาร์ การขยายตัวอาจเกี่ยวข้องกับ: หอดูดซับเพิ่มเติม ถังเก็บขนาดใหญ่ และความจุของคอมเพรสเซอร์เพิ่มเติม วิธีนี้สามารถเพิ่มการผลิตออกซิเจนได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนทั้งระบบ

เหตุใดเหมืองระยะไกลหลายแห่งจึงเลือกโรงงานผลิตออกซิเจนในตู้คอนเทนเนอร์ของ NEWTEK:โรงงานผลิตออกซิเจนในตู้คอนเทนเนอร์ของ NEWTEK GROUP ผสมผสานอุปกรณ์สร้างออกซิเจน ระบบบำบัดอากาศ ถังเก็บ และระบบควบคุมอัตโนมัติภายในตู้ที่ขนย้ายได้ สำหรับโครงการขุดระยะไกล การกำหนดค่านี้มีข้อดีในทางปฏิบัติหลายประการ:
· ลดข้อกำหนดการประกอบภาคสนาม
· การวางแผนการขนส่งที่ง่ายขึ้น
· ป้องกันฝุ่นและการสัมผัสสภาพอากาศ
· ตัวเลือกการขยายความจุแบบโมดูลาร์
· บูรณาการกับระบบฉีดออกซิเจน CIL และ CIP
เนื่องจากออกซิเจนถูกสร้างขึ้นโดยตรงจากอากาศโดยรอบ เหมืองจึงสามารถลดการพึ่งพาการส่งมอบถังแบบประจำและการขนส่งออกซิเจนเหลวได้

คำถามที่พบบ่อย

โดยทั่วไปต้องใช้ความบริสุทธิ์ของออกซิเจนเท่าใดในการชะล้างทองคำ

ระบบ PSA การขุดส่วนใหญ่มีความบริสุทธิ์ของออกซิเจนระหว่าง 90% ถึง 95% ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของกระบวนการและการออกแบบโรงงาน

ออกซิเจน PSA สามารถทดแทนออกซิเจนเหลวที่เหมืองได้หรือไม่?

การทำเหมืองหลายแห่งใช้ออกซิเจน PSA เป็นแหล่งออกซิเจนหลักเมื่อกำลังการผลิตได้รับการจับคู่อย่างเหมาะสมกับความต้องการในกระบวนการผลิต

โรงงานผลิตออกซิเจนแบบบรรจุภาชนะเหมาะสำหรับสถานที่ห่างไกลหรือไม่?

ใช่. ระบบตู้คอนเทนเนอร์ทำให้การขนส่งง่ายขึ้นและลดข้อกำหนดในการก่อสร้างที่ไซต์เหมืองที่แยกจากกัน

ความจุออกซิเจนควรมีขนาดเท่าใด

กำลังการผลิตควรขึ้นอยู่กับความต้องการในกระบวนการสูงสุด แผนการขยายในอนาคต ข้อกำหนดความบริสุทธิ์ของออกซิเจน และอัตรากำไรสำรองในการดำเนินงาน มากกว่าปริมาณการใช้โดยเฉลี่ยเพียงอย่างเดียว

บทสรุป

การเลือกระบบออกซิเจน PSA สำหรับสถานที่ขุดระยะไกลจำเป็นต้องมีการประเมินโดยละเอียดเกี่ยวกับความต้องการออกซิเจนในกระบวนการ สภาพแวดล้อม ความพร้อมของพลังงาน ข้อจำกัดด้านลอจิสติกส์ ความสามารถในการบำรุงรักษา และข้อกำหนดในการขยายในอนาคต โรงงานผลิตออกซิเจน NEWTEK PSA ที่มีขนาดเหมาะสมสามารถผลิตออกซิเจนได้อย่างต่อเนื่องสำหรับกระบวนการ CIL, CIP, ออกซิเดชัน และการทำเหมืองอื่นๆ ในขณะที่ลดการพึ่งพาการส่งออกซิเจนภายนอก สำหรับโครงการที่ตั้งอยู่ในทะเลทราย ภูเขา เกาะ หรือสภาพแวดล้อมที่ห่างไกลอื่นๆ NEWTEK Containerized Gas Solutions เสนอวิธีการปรับใช้ที่รวมอุปกรณ์สร้างออกซิเจนและโครงสร้างพื้นฐานในการป้องกันไว้ในแพ็คเกจเดียวที่สามารถขนส่งได้ ทำให้การติดตั้งง่ายขึ้นและ-การดำเนินงานระยะยาว