Prečo je pri úprave banskej vody potrebný kyslík
Procesy úpravy banskej vody sa často spoliehajú na oxidačné reakcie predtým, ako je možné z vody odstrániť kontaminanty.
Napríklad rozpustené dvojmocné železo (Fe2⁺) zostáva rozpustné vo vode a nedá sa účinne odstrániť sedimentáciou. Pri zavádzaní kyslíka železnaté železo oxiduje na železité železo (Fe3⁺), ktoré vytvára zrazeniny hydroxidu železitého, ktoré sa usadzujú vo vnútri čističiek a systémov na zahusťovanie kalu.
Podobný proces sa vyskytuje počas odstraňovania mangánu, oxidácie sulfidov a biologických nitrifikačných systémov.
Typické aplikácie na úpravu banskej vody vyžadujúce kyslík zahŕňajú:
-
Kyslé banské drenážne ošetrenie
-
Systémy odstraňovania železa
-
Systémy na odstraňovanie mangánu
-
Procesy oxidácie sulfidov
-
Biologické čistenie odpadových vôd
-
Nitrifikačné systémy
-
Podporné procesy deštrukcie kyanidu
-
Systémy opätovného využitia procesnej vody
Bez dostatočnej koncentrácie rozpusteného kyslíka rýchlosť oxidácie klesá a kapacita spracovania sa môže znížiť.
Pracovný princíp
Nasávanie a filtrácia vzduchu
Proces začína nasávaním atmosférického vzduchu cez priemyselný filtračný systém.
V banských prostrediach sa často vyskytuje polietavý prach generovaný:
Viac{0}}stupňové sacie filtre zachytávajú častice nečistôt predtým, ako vzduch vstúpi do kompresného systému.
Kryty filtrov sú zvyčajne vyrobené z uhlíkovej ocele alebo zliatiny hliníka s práškovým{0}}poťahom a používajú vymeniteľné filtračné vložky.
Kompresia vzduchu
Filtrovaný vzduch vstupuje do rotačného skrutkového kompresora, kde sa tlak zvýši na približne 7–10 bar (g).
Kompresorový balík vo všeobecnosti pozostáva z:
Kompresor prenáša stlačený vzduch do čistiacej časti cez procesné potrubie z uhlíkovej ocele alebo nehrdzavejúcej ocele.
Tlakové snímače nepretržite monitorujú stav vybíjania kompresora a prenášajú údaje do riadiaceho systému PLC.
Čistenie vzduchu
Stlačený vzduch obsahuje vlhkosť, olejové aerosóly a jemné častice, ktoré môžu poškodiť adsorpčné médiá. Čistiaca časť odstraňuje kontaminanty pomocou viacerých stupňov úpravy:
Proces úpravy znižuje obsah vlhkosti predtým, ako vzduch vstúpi do systému PSA.
V závislosti od konfigurácie sa výstupné rosné body zvyčajne pohybujú od -40 stupňov do -70 stupňov.
Udržiavanie nízkej úrovne vlhkosti chráni materiál molekulárneho sita a stabilizuje výkon produkcie kyslíka.
Separácia kyslíka
Systém PSA oddeľuje kyslík od stlačeného vzduchu pomocou zeolitového molekulárneho sitového materiálu. Stlačený vzduch vstupuje do adsorpčných nádob naplnených médiom molekulárneho sita.
Molekuly dusíka sa viažu na vnútorný povrch adsorbenta, zatiaľ čo molekuly kyslíka prechádzajú cez lôžko a vstupujú do systému zberu kyslíka.
Jednotka PSA strieda adsorpčné a regeneračné cykly.
Počas prevádzky:
Automatické prepínacie ventily obracajú funkcie nádoby podľa naprogramovaného načasovania cyklu.
Tento proces umožňuje kontinuálnu tvorbu kyslíka bez prerušenia operácií následného spracovania.
Typická čistota kyslíka sa pohybuje od 90 % do 95 %.
Systémové komponenty
Jednotka na výrobu kyslíka PSA
Skid na výrobu kyslíka obsahuje zariadenie na separáciu jadra. Medzi hlavné komponenty patria:
Adsorpčné nádoby sú vyrobené z tlakovej -uhlíkovej ocele a namontované na nosných rámoch z konštrukčnej ocele.
Kapacita systému sa zvyčajne pohybuje od 10 Nm³/h do 5 000 Nm³/h v závislosti od požiadaviek čističky.
Nádrž na skladovanie kyslíka
Generovaný kyslík vstupuje do vyrovnávacej nádoby pred distribúciou. Zásobník plní niekoľko funkcií:
Typické skladovacie tlaky sa pohybujú medzi 8 a 16 bar (g).
Pre väčšie zariadenia na úpravu môžu byť do distribučného systému integrované ďalšie zásobníky kyslíka.
Distribučná sieť kyslíka
Systém distribúcie kyslíka prenáša kyslík z generátora do zariadenia na úpravu. Sieť vo všeobecnosti zahŕňa:
Distribučné zberače môžu dodávať kyslík do viacerých stupňov úpravy súčasne.
Prietok je možné nastaviť nezávisle pre každú zónu ošetrenia.
Technológie prenosu kyslíka
Systémy na difúziu jemných bublín
Jemné bublinkové difúzory prenášajú kyslík do vody cez membránové prevzdušňovacie zariadenia. Typická zostava difúzora pozostáva z:
• EPDM membrána • PVC nosná rúrka • Montážny materiál z nehrdzavejúcej oceleMembrána uvoľňuje malé bublinky kyslíka, ktoré zväčšujú kontaktnú plochu plynu-kvapaliny. Keď bubliny stúpajú cez vodný stĺpec, kyslík prechádza do roztoku a zvyšuje koncentráciu rozpusteného kyslíka.
Systémy jemných bublín sú bežne inštalované v nádržiach na biologické čistenie a oxidačných nádržiach.
Venturiho vstrekovanie kyslíka
Venturiho systémy vstrekujú kyslík priamo do tlakových potrubí procesnej vody. Venturiho dýza vytvára zónu nízkeho tlaku-, ktorá nasáva kyslík do prúdu vody.
Zmes kyslíka-vody potom vstupuje do reakčných nádrží, oxidačných nádob alebo distribučných systémov.
Venturiho vstrekovacie systémy eliminujú potrebu veľkých prevzdušňovacích nádrží v niektorých konfiguráciách úpravy.
Kyslíkové kužeľové reaktory
Kyslíkové kužeľové reaktory rozpúšťajú kyslík pod zvýšeným tlakom. Reaktor pozostáva z:
• Tlaková nádoba • Vnútorná miešacia komora • Zostava vstrekovania kyslíka • Recirkulačné potrubieVoda vstupuje do kužeľa pod tlakom, zatiaľ čo kyslík je vstrekovaný do vnútornej cirkulačnej zóny. Tlakové prostredie zvyšuje rozpúšťanie kyslíka a minimalizuje straty plynu.
Systémy kyslíkových kužeľov sa bežne používajú, keď sa vyžadujú hladiny rozpusteného kyslíka výrazne nad úrovňou nasýtenia atmosféry.
Kyslé banské drenážne ošetrenie
Acid banská drenáž (AMD) vzniká, keď minerály obsahujúce sulfidy- reagujú s kyslíkom a vodou a vytvárajú kyslý odtok obsahujúci rozpustené kovy. Systémy spracovania AMD často používajú kyslík na urýchlenie oxidačných reakcií pred vyčírením.
Proces liečby vo všeobecnosti prebieha podľa týchto krokov:
Generátor kyslíka nepretržite dodáva kyslík do oxidačných reaktorov, kde sa rozpustené železité železo premieňa na železité železo.
Trojmocné železo sa následne vyzráža a usadzuje v číriacom zariadení.
Aplikácie biologickej liečby
Banícke tábory, údržbárske dielne a spracovateľské zariadenia vytvárajú odpadovú vodu, ktorá môže vyžadovať biologické čistenie.
Aeróbne mikroorganizmy spotrebúvajú kontaminanty prostredníctvom metabolickej aktivity a na fungovanie vyžadujú rozpustený kyslík.
Kyslíkový generátor dodáva kyslík do biologických reaktorov cez difúzne mriežky alebo systémy vstrekovania kyslíka.
Typické cieľové hodnoty rozpusteného kyslíka sa pohybujú od 2 do 6 mg/l v závislosti od dizajnu liečby.
Systém prenosu kyslíka distribuuje kyslík po celom objeme reaktora a podporuje biologické oxidačné procesy.
Požiadavky na údržbu
Denné monitorovanie
Operátori kontrolujú:
- Čistota kyslíka
- Tlak kyslíka
- Prietok
- Teplota kompresora
- Stav alarmu
Prevádzkové údaje sa zobrazujú cez rozhranie HMI a ukladajú sa do systému PLC.
Preventívna údržba
Činnosti plánovanej údržby zahŕňajú:
- Výmena filtračných prvkov
- Kontrola pneumatických ventilov
- Servis kompresorov
- Kalibrácia analyzátorov kyslíka
- Kontrola snímačov tlaku
Intervaly údržby závisia od prevádzkových hodín a podmienok na mieste.
Životnosť molekulového sita
Molekulové sito vykonáva proces separácie kyslíka.
Faktory, ktoré môžu znížiť životnosť adsorbentu, zahŕňajú:
- Kontaminácia vody
- Prenos ropy
- Nadmerné prevádzkové teploty
- Nesprávne cyklovanie tlaku
Pri správne udržiavaných prevádzkových podmienkach sa intervaly výmeny molekulových sit zvyčajne pohybujú od 8 do 12 rokov.
Technické špecifikácie
| Parameter | Typický rozsah |
|---|---|
| Čistota kyslíka | 90–95% |
| Kapacita kyslíka | 10-5000 Nm³/h |
| Tlak kyslíka | 4–10 bar (g) |
| Tlak vzduchu | 7 – 10 bar (g) |
| Rosný bod | -40 stupňov až -70 stupňov |
| Teplota okolia | -20 stupňov až +50 stupňov |
| Kontrolný systém | PLC + HMI |
| Napájanie | 380V–690V |
| Typ inštalácie | Šmyk-Namontované alebo v kontajneroch |
FAQ
Otázka: Ako si vyberiem správnu kapacitu generátora kyslíka?
Odpoveď: Kapacita je určená prietokom vody, koncentráciou kontaminantov a cieľovými hladinami rozpusteného kyslíka (DO). NEWTEK dokáže vypočítať požadovanú spotrebu kyslíka na základe vašej analýzy vody a údajov o procese úpravy.
Otázka: Aké procesy úpravy banskej vody môže tento systém podporovať?
Odpoveď: Systém môže dodávať kyslík pre:
- Ošetrenie Acid Mine Drainage (AMD).
- Odstraňovanie železa a mangánu
- Oxidácia sulfidov
- Biologické čistenie odpadových vôd
- Nitrifikačné systémy
- Aplikácie na opätovné použitie procesnej vody
Otázka: Môže byť systém integrovaný s existujúcimi zariadeniami na úpravu?
A: Áno. Kyslíkový generátor sa môže pripojiť k oxidačným nádržiam, Venturiho injektorom, kyslíkovým kužeľovým reaktorom, difúznym systémom a existujúcim úpravným potrubiam.
Otázka: Aké informácie sú potrebné pre dimenzovanie systému?
Odpoveď: Na presnú veľkosť systému NEWTEK zvyčajne vyžaduje:
- Prietok vody (m³/h)
- Správa o kvalite vody
- Popis procesu liečby
- Nadmorská výška inštalácie
- Dostupné napájanie
Otázka: Je systém vhodný pre vzdialené ťažobné lokality?
A: Áno. Systém generuje kyslík na mieste- z atmosférického vzduchu, čím eliminuje potrebu dodávok tekutého kyslíka a kryogénnych skladovacích nádrží.
Populárne Tagy: generátor kyslíka na úpravu banskej vody, Čína generátor kyslíka pre výrobcov, dodávateľov na úpravu banskej vody
