Zakaj je pri čiščenju rudniške vode potreben kisik
Postopki čiščenja rudniške vode so pogosto odvisni od oksidacijskih reakcij, preden se onesnaževalci lahko odstranijo iz vode.
Na primer, raztopljeno železovo železo (Fe²⁺) ostane topno v vodi in ga ni mogoče učinkovito odstraniti s sedimentacijo. Ob dovajanju kisika železovo železo oksidira v železovo železo (Fe³⁺), ki tvori oborine železovega hidroksida, ki se usedejo v čistilcih in sistemih za zgoščevanje blata.
Podoben proces poteka med odstranjevanjem mangana, oksidacijo sulfida in sistemi biološke nitrifikacije.
Tipične aplikacije za čiščenje rudniške vode, ki zahtevajo kisik, vključujejo:
-
Obdelava drenaže rudnika s kislino
-
Sistemi za odstranjevanje železa
-
Sistemi za odstranjevanje mangana
-
Procesi oksidacije sulfida
-
Biološko čiščenje odpadne vode
-
Nitrifikacijski sistemi
-
Podporni procesi za uničenje cianida
-
Sistemi ponovne uporabe procesne vode
Brez zadostne koncentracije raztopljenega kisika se stopnje oksidacije zmanjšajo in zmogljivost obdelave se lahko zmanjša.
Načelo delovanja
Dovod zraka in filtracija
Postopek se začne s črpanjem atmosferskega zraka skozi industrijski filtrirni sistem.
Rudniška okolja pogosto vsebujejo prah v zraku, ki ga ustvarjajo:
Več{0}}stopenjski sesalni filtri zajamejo delce, ki onesnažujejo, preden zrak vstopi v kompresijski sistem.
Ohišja filtrov so običajno izdelana iz-prevlečenega ogljikovega jekla ali aluminijeve zlitine in uporabljajo zamenljive filtrske vložke.
Zračna kompresija
Filtriran zrak vstopi v vijačni kompresor, kjer se tlak poveča na približno 7–10 bar(g).
Paket kompresorja je na splošno sestavljen iz:
Kompresor prenaša stisnjen zrak v čistilni del skozi procesne cevi iz ogljikovega jekla ali nerjavečega jekla.
Senzorji tlaka nenehno spremljajo pogoje praznjenja kompresorja in prenašajo podatke v krmilni sistem PLC.
Čiščenje zraka
Stisnjen zrak vsebuje vlago, oljne aerosole in drobne delce, ki lahko poškodujejo adsorpcijske medije. Oddelek za čiščenje odstranjuje onesnaževalce z več stopnjami obdelave:
Postopek obdelave zmanjša vsebnost vlage, preden zrak vstopi v sistem PSA.
Odvisno od konfiguracije se izstopne točke rosišča običajno gibljejo od -40 stopinj do -70 stopinj.
Ohranjanje nizke ravni vlage ščiti material molekularnega sita in stabilizira učinkovitost proizvodnje kisika.
Ločevanje kisika
Sistem PSA ločuje kisik od stisnjenega zraka z uporabo zeolitnega molekularnega sita. Stisnjen zrak vstopi v adsorpcijske posode, napolnjene z medijem molekularnega sita.
Molekule dušika se pritrdijo na notranjo površino adsorbenta, medtem ko molekule kisika prehajajo skozi posteljo in vstopijo v sistem za zbiranje kisika.
Enota PSA izmenjuje cikle adsorpcije in regeneracije.
Med delovanjem:
Avtomatski preklopni ventili obrnejo funkcije posode v skladu s programiranim časom cikla.
Ta proces omogoča neprekinjeno pridobivanje kisika brez prekinitve nadaljnjih postopkov obdelave.
Tipična čistost kisika je od 90 % do 95 %.
Sistemske komponente
Enota za proizvodnjo kisika PSA
Držalo za proizvodnjo kisika vsebuje opremo za ločevanje jedra. Glavne komponente vključujejo:
Adsorpcijske posode so izdelane iz ogljikovega-jekla z oznako tlaka in nameščene na nosilne okvirje iz konstrukcijskega jekla.
Zmogljivosti sistema se običajno gibljejo od 10 Nm³/h do 5.000 Nm³/h, odvisno od zahtev čistilne naprave.
Posoda za shranjevanje kisika
Proizvedeni kisik vstopi v pufersko posodo pred distribucijo. Rezervoar opravlja več funkcij:
Običajni tlaki skladiščenja se gibljejo med 8 in 16 bar(g).
Pri večjih napravah za obdelavo je mogoče v distribucijski sistem vključiti dodatne posode za shranjevanje kisika.
Omrežje za distribucijo kisika
Sistem za distribucijo kisika prenaša kisik iz generatorja v opremo za obdelavo. Omrežje na splošno vključuje:
Razdelilni razdelilniki lahko dovajajo kisik v več stopenj obdelave hkrati.
Hitrosti pretoka je mogoče prilagoditi neodvisno za vsako območje zdravljenja.
Tehnologije prenosa kisika
Difuzijski sistemi s finimi mehurčki
Difuzorji s finimi mehurčki prenašajo kisik v vodo skozi membranske prezračevalne naprave. Tipičen sklop difuzorja je sestavljen iz:
• EPDM membrana • PVC nosilna cev • Montažna oprema iz nerjavečega jeklaMembrana sprošča majhne kisikove mehurčke, ki povečajo površino stika s plinom-tekočino. Ko se mehurčki dvignejo skozi vodni stolpec, kisik preide v raztopino in poveča koncentracijo raztopljenega kisika.
Sistemi s finimi mehurčki so običajno nameščeni v bazenih za biološko obdelavo in oksidacijskih rezervoarjih.
Venturijeva injekcija kisika
Venturi sistemi vbrizgavajo kisik neposredno v cevovode za procesno vodo pod pritiskom. Venturijeva šoba ustvari nizko{1}}tlačno območje, ki črpa kisik v vodni tok.
Mešanica kisika-vode nato vstopi v reakcijske rezervoarje, oksidacijske posode ali distribucijske sisteme.
Venturijevi sistemi za vbrizgavanje odpravljajo potrebo po velikih prezračevalnih bazenih v nekaterih konfiguracijah obdelave.
Reaktorji s kisikovim stožcem
Reaktorji s kisikovim stožcem raztapljajo kisik pod povišanim tlakom. Reaktor je sestavljen iz:
• Posoda pod tlakom • Notranja mešalna komora • Sklop za vbrizgavanje kisika • Recirkulacijske ceviVoda vstopi v stožec pod pritiskom, medtem ko se kisik vbrizga v območje notranjega kroženja. Okolje pod tlakom poveča raztapljanje kisika in zmanjša izgube plina.
Sistemi s kisikovimi stožci se običajno uporabljajo, kadar so potrebne ravni raztopljenega kisika, ki so znatno nad atmosfersko nasičenostjo.
Obdelava drenaže rudnika s kislino
Kisla drenaža rudnikov (AMD) nastane, ko minerali-, ki vsebujejo sulfide, reagirajo s kisikom in vodo, pri čemer nastane kisli odtok, ki vsebuje raztopljene kovine. Sistemi za zdravljenje AMD pogosto uporabljajo kisik za pospešitev oksidacijskih reakcij pred bistrenjem.
Postopek zdravljenja običajno poteka po naslednjih korakih:
Generator kisika nenehno dovaja kisik v oksidacijske reaktorje, kjer se raztopljeno železovo železo pretvori v železo.
Železo (III) se nato obori in usede v nadaljnji opremi za bistrenje.
Aplikacije za biološko obdelavo
Rudarska taborišča, vzdrževalne delavnice in predelovalni obrati ustvarjajo odpadno vodo, ki lahko zahteva biološko čiščenje.
Aerobni mikroorganizmi zaužijejo kontaminante s presnovno aktivnostjo in za delovanje potrebujejo raztopljeni kisik.
Generator kisika dovaja kisik v biološke reaktorje preko difuzorskih mrež ali sistemov za vbrizgavanje kisika.
Tipične ciljne vrednosti raztopljenega kisika se gibljejo med 2–6 mg/L, odvisno od načrta zdravljenja.
Sistem za prenos kisika porazdeli kisik po prostornini reaktorja in podpira procese biološke oksidacije.
Zahteve za vzdrževanje
Dnevno spremljanje
Operaterji pregledajo:
- Čistost kisika
- Tlak kisika
- Stopnja pretoka
- Temperatura kompresorja
- Stanje alarma
Podatki o delovanju so prikazani prek vmesnika HMI in shranjeni v sistemu PLC.
Preventivno vzdrževanje
Načrtovane vzdrževalne dejavnosti vključujejo:
- Zamenjava filtrskih elementov
- Pregled pnevmatskih ventilov
- Servis kompresorjev
- Umerjanje analizatorjev kisika
- Preverjanje tlačnih oddajnikov
Intervali vzdrževanja so odvisni od obratovalnih ur in pogojev na lokaciji.
Življenjska doba molekularnega sita
Molekularno sito izvaja postopek ločevanja kisika.
Dejavniki, ki lahko skrajšajo življenjsko dobo adsorbenta, vključujejo:
- Kontaminacija vode
- Prenos olja
- Previsoke delovne temperature
- Nepravilno kroženje tlaka
Pri pravilno vzdrževanih delovnih pogojih se intervali zamenjave molekularnih sit običajno gibljejo od 8 do 12 let.
Tehnične specifikacije
| Parameter | Tipičen obseg |
|---|---|
| Čistost kisika | 90–95% |
| Kapaciteta kisika | 10–5.000 Nm³/h |
| Tlak kisika | 4–10 bar(g) |
| Zračni tlak | 7–10 bar(g) |
| Točka rosišča | -40 stopinj do -70 stopinj |
| Temperatura okolja | -20 stopinj do +50 stopinj |
| Nadzorni sistem | PLC + HMI |
| Napajanje | 380V–690V |
| Vrsta namestitve | Montiran-na drsnik ali zabojnik |
pogosta vprašanja
V: Kako izberem pravilno zmogljivost generatorja kisika?
O: Kapaciteta je določena s pretokom vode, koncentracijo onesnaževalcev in ciljnimi ravnmi raztopljenega kisika (DO). NEWTEK lahko izračuna zahtevano potrebo po kisiku na podlagi vaše analize vode in podatkov o postopku obdelave.
V: Katere postopke čiščenja rudniške vode lahko podpira ta sistem?
O: Sistem lahko dovaja kisik za:
- Zdravljenje kisle drenaže rudnika (AMD).
- Odstranjevanje železa in mangana
- Oksidacija sulfida
- Biološko čiščenje odpadne vode
- Nitrifikacijski sistemi
- Aplikacije za ponovno uporabo procesne vode
V: Ali je sistem mogoče integrirati z obstoječimi čistilnimi napravami?
O: Da. Generator kisika se lahko poveže z oksidacijskimi rezervoarji, venturijevimi injektorji, reaktorji kisikovega stožca, difuzorskimi sistemi in obstoječimi čistilnimi cevovodi.
V: Katere informacije so potrebne za določanje velikosti sistema?
O: Za natančno velikost sistema NEWTEK običajno potrebuje:
- Pretok vode (m³/h)
- Poročilo o kakovosti vode
- Opis postopka zdravljenja
- Nadmorska višina namestitve
- Na voljo napajalnik
V: Ali je sistem primeren za oddaljena rudarska mesta?
O: Da. Sistem ustvarja kisik na-licu mesta iz atmosferskega zraka, s čimer odpade potreba po dovajanju tekočega kisika in kriogenih rezervoarjih za shranjevanje.
Priljubljena oznake: generator kisika za čiščenje vode iz rudnikov, proizvajalci, dobavitelji generatorja kisika za čiščenje vode iz rudnikov
