I progetti minerari si stanno spostando sempre più in località remote dove le infrastrutture permanenti sono limitate o ancora in costruzione. I campi di esplorazione, i campi di costruzione temporanea, i siti di lavorazione a breve termine e i progetti di espansione potrebbero aver bisogno di una fornitura di ossigeno affidabile prima che sia disponibile un sistema di servizi permanente.
In questi ambienti, il trasporto di bombole di ossigeno da fornitori di gas industriali distanti può creare un’ulteriore dipendenza logistica. Le condizioni stradali, le lunghe distanze di trasporto, le condizioni meteorologiche, le procedure di frontiera e i cambiamenti nei programmi dei progetti possono influenzare il rifornimento. Un impianto di ossigeno PSA containerizzato affronta il problema in modo diverso:l'ossigeno viene generato dall'aria ambiente direttamente nel campo minerario e distribuito al punto di utilizzo richiesto.
Una configurazione containerizzata integra le apparecchiature per la generazione di ossigeno e i sistemi di supporto in un contenitore trasportabile. A seconda dell'applicazione, il pacchetto può includere un compressore d'aria, apparecchiature per il trattamento dell'aria, recipienti di adsorbimento PSA, serbatoio tampone di ossigeno, armadio di controllo, booster di ossigeno e collettore di riempimento delle bombole. Configurazioni integrate simili sono già utilizzate per siti minerari remoti e altri luoghi in cui l’infrastruttura permanente è limitata.
Il punto importante è che un campo minerario temporaneo non necessita necessariamente di un grande impianto di ossigeno permanente. Ha bisogno di un sistema di ossigeno che possa esserlotrasportato, installato, gestito, trasferito, ampliato ed eventualmente rimossoin base al ciclo di vita del progetto.
Perché i campi minerari temporanei hanno requisiti di ossigeno diversi
Un campo minerario temporaneo differisce in modo significativo da un impianto di lavorazione permanente.
Il progetto potrebbe funzionare per diversi mesi o diversi anni, mentre l’infrastruttura mineraria finale è ancora in fase di sviluppo. Le attrezzature possono essere trasferite man mano che l'area mineraria cambia e le infrastrutture elettriche, idriche, stradali ed edilizie disponibili possono essere limitate.
Allo stesso tempo, l’ossigeno può essere necessario per molteplici scopi.
A seconda dell’operazione mineraria, l’ossigeno può essere utilizzato per:
lavorazione metallurgica;
lisciviazione dell'oro;
lavorazione del rame;
trattamento delle acque reflue;
fornitura di ossigeno di emergenza;
strutture mediche sul campo;
taglio e saldatura;
e altri processi industriali dipendenti dall'ossigeno.
I progetti minerari remoti hanno storicamente dovuto affrontare sfide per la fornitura di ossigeno perché molti siti sono lontani dai centri di produzione di gas industriale. Le applicazioni minerarie possono includere l'uso dell'ossigeno nei circuiti CIL/CIP, la lisciviazione, il trattamento delle acque reflue e altri processi.
Pertanto, il sistema di ossigeno deve essere valutato in basedove viene consumato l'ossigeno, quanto continuamente è richiesto e quanto è difficile rifornirlo dall'esterno del sito.
Cos'è un impianto di ossigeno PSA containerizzato?
Un impianto di ossigeno PSA containerizzato è essenzialmente un sistema di generazione di ossigeno installato all'interno di un contenitore per container di spedizione modificato.
Il processo di base è:
Aria ambiente → Compressore → Trattamento aria → Generatore di ossigeno PSA → Buffer di ossigeno → Punto di utilizzo
Per le applicazioni che richiedono bombole di ossigeno ad alta pressione, la configurazione può essere estesa:
Aria ambiente → Compressore → Trattamento aria → PSA → Tampone di ossigeno → Booster di ossigeno → Collettore di riempimento → Bombole
Un tipico sistema containerizzato può integrare:
compressore d'aria a vite;
essiccatore d'aria refrigerato o ad assorbimento;
filtri antiparticolato e per la rimozione dell'olio;
ricevitore d'aria;
Torri di adsorbimento PSA;
setaccio molecolare;
serbatoio tampone di ossigeno;
analizzatore di ossigeno;
Sistema di controllo PLC;
distribuzione elettrica;
apparecchiature di ventilazione e raffreddamento;
booster di ossigeno;
collettore di riempimento, quando è richiesto il riempimento del cilindro.
La configurazione esatta dipende dal fatto che l'ossigeno venga fornito direttamente a un processo o immagazzinato in bombole.
La containerizzazione è utile perché questi componenti possono essere assemblati e testati come un sistema integrato prima di essere trasportati al sito minerario.
Come funziona la generazione di ossigeno PSA in un campo minerario
PSA sta perAdsorbimento con oscillazione di pressione.
Il processo utilizza materiale con setaccio molecolare per assorbire selettivamente l'azoto dall'aria compressa.
Durante la fase di assorbimento, l'aria compressa pulita entra in un recipiente PSA. Il setaccio molecolare trattiene preferibilmente l'azoto, mentre il gas arricchito di ossigeno passa come gas prodotto.
Quando l'adsorbente si avvicina alla saturazione, il vaso viene depressurizzato. L'azoto adsorbito viene rilasciato rigenerando il setaccio molecolare.
Due o più recipienti di adsorbimento funzionano alternativamente:
Torre A: Adsorbimento → Rigenerazione
Torre B: Rigenerazione → Adsorbimento
Questo ciclo alternato consente al sistema di produrre continuamente ossigeno.
Per molti sistemi PSA industriali, la concentrazione di ossigeno è comunemente compresa tra circa il 90 e il 95%, sebbene le specifiche effettive dipendano dalla progettazione del generatore e dalle condizioni operative. Anche i sistemi di siti remoti sono comunemente configurati attorno a questo intervallo.
Non è necessario trasportare l'ossigeno al campo minerario da un impianto di produzione esterno. La materia prima è semplicemente l'aria atmosferica.
Fornitura diretta di ossigeno rispetto al riempimento della bombola
Un'importante decisione progettuale è se il campo minerario lo richiedefornitura diretta di ossigenoObombole di ossigeno.
Ossigeno da processo diretto
Se l'ossigeno viene utilizzato continuamente in un circuito di trattamento, il generatore PSA può fornire ossigeno attraverso una tubazione.
Per esempio:
PSA → Serbatoio tampone → Regolazione della pressione → Conduttura di processo → Reattore
Questa disposizione è adatta quando il punto di consumo di ossigeno è relativamente vicino all'impianto containerizzato.
Riempimento bombole
Se è necessario ossigeno in più punti del campo minerario, le bombole potrebbero essere più pratiche.
In questa configurazione, un booster di ossigeno aumenta il gas prodotto PSA alla pressione richiesta per il riempimento della bombola.
Il sistema diventa:
PSA → Serbatoio tampone → Booster → Collettore di riempimento → Bombole di ossigeno
Ciò consente di generare ossigeno in una posizione centrale e di distribuirlo a:
stazioni mediche sul campo;
squadre di risposta alle emergenze;
operazioni sotterranee;
aree di lavoro satellitari;
officine di manutenzione;
o altri luoghi in cui le condutture fisse dell'ossigeno non sono pratiche.
I sistemi containerizzati possono quindi combinare la generazione di PSA con booster e apparecchiature di riempimento quando è richiesta una fornitura di bombole mobili.
Applicazione 1: Ossigeno per processi metallurgici minerari
L'applicazione industriale tecnicamente più significativa è spesso la lavorazione dei minerali piuttosto che l'alloggio nei campi.
L'ossigeno può partecipare alle reazioni di ossidazione utilizzate nei circuiti di lavorazione dei minerali. Le operazioni relative all'oro, ad esempio, possono utilizzare l'ossigeno nei processi legati al CIL/CIP e in altre applicazioni di lisciviazione.
In questi sistemi, l'ossigeno viene introdotto nei serbatoi di processo o nei flussi di soluzione anziché semplicemente rilasciato nell'atmosfera circostante.
Una disposizione del processo semplificata potrebbe assomigliare a:
Impianto di ossigeno PSA → Conduttura di ossigeno → Controllo del flusso → Sistema di iniezione → Serbatoio di lisciviazione/reattore
La capacità di ossigeno richiesta dipende da variabili quali:
produzione di minerali;
mineralogia;
richiesta di ossigeno del processo;
caratteristiche dei liquami;
volume del reattore;
pressione operativa;
e la concentrazione di ossigeno disciolto richiesta.
La letteratura mineraria storica ha documentato l’uso della produzione di ossigeno PSA in loco proprio perché le miniere remote possono incontrare difficoltà nel mantenere forniture continue di ossigeno erogato.
Per un progetto temporaneo, la containerizzazione aggiunge un altro vantaggio: l’impianto di ossigeno può essere installato vicino all’area di lavorazione senza richiedere la costruzione di un edificio permanente per la produzione di ossigeno.
Applicazione 2: Ossigeno per strutture mediche in campi remoti
I campi minerari temporanei spesso includono una clinica medica o una struttura di pronto soccorso perché l’ospedale più vicino potrebbe essere lontano.
Il fabbisogno di ossigeno in questo caso è fondamentalmente diverso dall'ossigeno di processo.
L'ossigeno medico può essere necessario per:
supporto respiratorio di emergenza;
stabilizzazione del paziente;
risposta al trauma;
preparazione al trasferimento del paziente;
e altre applicazioni cliniche.
Il sistema deve pertanto essere progettato in base alle normative applicabili sull'ossigeno medicale e ai requisiti delle apparecchiature sanitarie fornite.
Se l’impianto è destinato a produrre ossigeno medicale, il generatore PSA, l’analizzatore di ossigeno, lo stoccaggio, la distribuzione, la fonte di riserva e le procedure di controllo qualità devono essere progettati come un sistema integrato di ossigeno medicale anziché trattarlo come un normale ossigeno industriale.
La guida dell’OMS per le installazioni di generatori di ossigeno identifica specificamente l’edilizia abitativa, l’HVAC, le misure di sicurezza, il monitoraggio della qualità, la fornitura di ossigeno di riserva e l’energia affidabile come considerazioni di pianificazione.
Per un campo minerario, ciò significa che il container stesso è solo una parte della soluzione.L’ossigeno di riserva e l’energia di riserva sono ugualmente importanti quando l’ossigeno supporta servizi medici critici.
Applicazione 3: Ossigeno per il trattamento delle acque reflue
I campi minerari temporanei generano acque reflue domestiche da:
strutture ricettive;
cucine;
docce;
lavanderia;
servizi igienici;
strutture mediche;
e altri servizi del campeggio.
Le acque reflue vengono normalmente trattate prima dello scarico o del riutilizzo.
Laddove viene utilizzato il trattamento biologico aerobico, i microrganismi necessitano di ossigeno per scomporre la materia organica biodegradabile.
Un sistema PSA containerizzato può fornire ossigeno alla fase di trattamento biologico quando è richiesto l'arricchimento di ossigeno.
La configurazione può essere:
PSA Ossigeno → Serbatoio tampone → Controllo del flusso → Diffusori/Iniettori → Reattore biologico
Questo può essere utile quando:
il sistema di trattamento ha un ingombro compatto;
il carico biologico è relativamente elevato;
l'unità di trattamento delle acque reflue è modulare;
il sito dispone di infrastrutture di aerazione limitate;
oppure la richiesta di ossigeno deve essere controllata in modo più preciso.
Il generatore di ossigeno può funzionare in base al carico di trattamento effettivo invece di fare affidamento interamente su bombole di ossigeno erogate esternamente.
Applicazione 4: Ossigeno per sistemi di emergenza e sicurezza
Il fabbisogno di ossigeno di emergenza dovrebbe essere separato dal consumo di ossigeno industriale di routine.
Una miniera potrebbe aver bisogno di una riserva di ossigeno per la risposta alle emergenze, in particolare quando l'operazione si trova lontano da servizi medici o di emergenza esterni.
L'architettura può includere:
Generatore PSA → Stoccaggio di ossigeno → Distribuzione di backup
O:
Generatore PSA + Cilindri di riserva → Commutazione automatica/manuale → Utenti critici
Questo approccio impedisce che un guasto temporaneo del generatore PSA si trasformi immediatamente in una perdita di disponibilità di ossigeno.
Per le installazioni critiche, la ridondanza è quindi più importante della semplice selezione del generatore PSA più grande possibile.
Un design pratico può utilizzare:
più moduli PSA;
stoccaggio tampone di ossigeno;
bombole di riserva;
compressori ridondanti;
alimentazione di riserva;
e allarmi automatici.
L'esatto livello di ridondanza dovrebbe essere determinato attraverso la valutazione del rischio del sito e la criticità del processo.
Perché la containerizzazione è importante per i progetti temporanei
Il vantaggio principale della containerizzazione non è semplicemente la protezione dagli agenti atmosferici.
Cambia il modo in cui viene distribuito il sistema di ossigeno.
Un impianto di ossigeno permanente convenzionale può richiedere:
un edificio dedicato;
fondazioni di attrezzature;
locali elettrici separati;
installazione di tubazioni;
strumentazione locale;
sistemi di ventilazione;
e costruzione del sito.
Un sistema containerizzato consente di integrare gran parte di queste apparecchiature prima della spedizione.
Il container può essere trasportato via camion, ferrovia o via mare a seconda dell'accessibilità del sito, quindi posizionato su una fondazione opportunamente predisposta.
Ciò è particolarmente utile quando il campo minerario ha un programma di costruzione breve.
Invece di attendere il completamento di un edificio permanente, l’impianto di ossigeno può essere trattato come unpacchetto di utilità modulare.
Ossigeno PSA containerizzato e ambienti minerari difficili
I siti minerari possono esporre le apparecchiature a condizioni significativamente più severe rispetto a un edificio industriale convenzionale.
I potenziali fattori ambientali includono:
polvere aerodispersa;
temperatura ambiente elevata;
bassa temperatura ambiente;
alta umidità;
piovosità;
radiazione solare;
vibrazione;
atmosfere corrosive;
e alta quota.
Il contenitore deve quindi essere progettato in base all'ambiente reale del sito.
Ad esempio, il carico di polvere può influire sui filtri dell'aria e sulle prestazioni del compressore.
Una temperatura ambiente elevata può influire sulla temperatura di scarico del compressore e sui requisiti di raffreddamento.
In alta quota, la densità dell'aria diminuisce. Ciò influisce sulle prestazioni del compressore e sulla produzione di ossigeno PSA e deve pertanto essere incluso nei calcoli della capacità. I riferimenti tecnici sottolineano specificamente che la capacità del compressore e del PSA dovrebbe essere ricalcolata con la correzione dell'altitudine per i siti minerari ad alta quota.
Questo è uno dei motivi per cui un container standard non può essere semplicemente spedito in ogni miniera senza modifiche.
L’estrazione mineraria ad alta quota richiede un’attenzione speciale
L'altitudine è particolarmente importante per i progetti minerari in montagna.
Ad altitudini più elevate, la pressione atmosferica diminuisce.
Ciò modifica la massa d'aria che entra nel compressore per un dato flusso volumetrico. Di conseguenza, il compressore e il sistema PSA potrebbero non fornire la stessa capacità di produzione di ossigeno che avrebbero a livello del mare.
Una corretta progettazione necessita quindi di informazioni site-specific quali:
altitudine sul livello del mare;
temperatura ambiente minima e massima;
pressione atmosferica;
umidità;
condizioni di polvere;
potenza elettrica disponibile;
e la produzione di ossigeno richiesta.
Il generatore PSA dovrebbe quindi essere selezionato utilizzando i dati prestazionali corretti per l'altitudine.
Ignorare l’altitudine può portare a un impianto di ossigeno che appare di dimensioni adeguate sulla carta ma non è in grado di fornire il tasso di produzione richiesto nel sito minerario reale.
L'alimentazione è un parametro di progettazione critico
Un impianto di ossigeno PSA non funziona indipendentemente dall'infrastruttura elettrica del campo minerario.
Il compressore è generalmente uno dei principali carichi elettrici.
Altri consumatori elettrici possono includere:
asciugatrici;
sistemi di controllo;
apparecchiature di raffreddamento;
booster di ossigeno;
ventilatori;
riscaldatori;
e attrezzature ausiliarie.
Per i campi temporanei, il sistema energetico può fare affidamento su:
generatori diesel;
sistemi di alimentazione ibridi;
potenza della rete;
sistemi di accumulo solare-plus;
o combinazioni di questi.
Il sistema di ossigeno dovrebbe quindi essere progettato in base all'alimentazione disponibile anziché selezionare prima la capacità di ossigeno e poi controllare la potenza.
Se l’ossigeno supporta operazioni critiche, dovrebbe essere presa in considerazione anche l’alimentazione di riserva.
La guida tecnica dell'OMS per gli impianti di generazione di ossigeno identifica l'energia di qualità continua e una fonte di energia di riserva come importanti considerazioni di pianificazione per un funzionamento affidabile.
Il pretrattamento dell'aria protegge il setaccio molecolare PSA
Il setaccio molecolare PSA è uno dei componenti più importanti all'interno del generatore di ossigeno.
Le sue prestazioni dipendono fortemente dalla qualità dell'aria compressa di alimentazione.
L'aria compressa può contenere:
vapore acqueo;
aerosol d'olio;
acqua liquida;
polvere;
e altri contaminanti.
Se questi contaminanti entrano nei letti di adsorbimento, possono ridurre le prestazioni dell'adsorbente e aumentare i requisiti di manutenzione.
Un tipico sistema containerizzato utilizza quindi diverse fasi di trattamento dell'aria:
Compressore → Postrefrigeratore → Separatore d'acqua → Filtri → Essiccatore → PSA
La configurazione esatta dipende dalla tecnologia del compressore e dalle condizioni ambientali.
In un ambiente minerario, la filtrazione merita particolare attenzione perché elevate concentrazioni di polvere nell'aria possono aumentare il carico del filtro.
Ispezione di routine di:
filtri per compressori;
filtri per il trattamento dell'aria;
prestazioni dell'asciugatrice;
differenziale di pressione;
e drenaggio della condensa
dovrebbero pertanto far parte del programma di manutenzione.
La conservazione tampone dell'ossigeno stabilizza il sistema
Il generatore PSA produce ossigeno ciclicamente, mentre il processo a valle può consumare ossigeno in modo continuo.
Un serbatoio tampone di ossigeno aiuta a colmare questa differenza.
Le sue funzioni possono includere:
ridurre le fluttuazioni di pressione;
stabilizzare il flusso di ossigeno;
assorbire i cambiamenti della domanda a breve termine;
sostenere il controllo a valle;
e fornire un buffer limitato durante le transizioni del ciclo PSA.
Per esempio:
Produzione PSA → Tampone di ossigeno → Consumo di processo
Quando la domanda aumenta temporaneamente, il buffer può fornire parte dell'ossigeno aggiuntivo.
Quando la domanda diminuisce, la produzione in eccesso può ricostituire il buffer.
La dimensione del buffer deve essere determinata in base al ciclo PSA, alla portata di ossigeno, all'intervallo di pressione, al profilo della domanda a valle e alla stabilità operativa richiesta.
Come i campi temporanei possono gestire il cambiamento della domanda di ossigeno
I progetti minerari raramente operano ogni giorno esattamente allo stesso ritmo di produzione.
La richiesta di ossigeno può cambiare quando:
cambiamenti nella produzione del minerale;
un circuito di elaborazione si avvia o si arresta;
viene eseguita la manutenzione;
la popolazione del campo cambia;
vengono messe in funzione nuove apparecchiature di elaborazione;
oppure un progetto esplorativo passa a una fase operativa diversa.
Una configurazione PSA modulare può rispondere a questa variazione in modo più efficace rispetto a una singola unità sovradimensionata.
Per esempio:
Modulo 1 → Carico di base
Modulo 2 → Carico di processo aggiuntivo
Modulo 3 → Capacità di picco/standby
Il sistema di controllo può azionare il numero richiesto di moduli in base alla richiesta di ossigeno.
Questo approccio fornisce anche flessibilità di manutenzione.
Un modulo può essere potenzialmente isolato per la manutenzione mentre i restanti moduli continuano a fornire parte del fabbisogno di ossigeno, in base alla progettazione ridondante dell'impianto.
I sistemi containerizzati possono essere trasferiti
Il trasferimento è uno dei motivi più forti per scegliere una configurazione containerizzata per un progetto di mining temporaneo.
Quando il progetto passa dall’esplorazione alla produzione, o quando cambia un’area di lavorazione, il sistema di ossigeno può potenzialmente essere disconnesso e trasportato in un’altra posizione.
Il formato del contenitore semplifica questo processo poiché l'apparecchiatura principale rimane all'interno di un contenitore standardizzato.
Tuttavia, il trasloco non è semplicemente una questione di spostamento del container.
Prima del trasferimento, gli ingegneri devono valutare:
disconnessione elettrica;
disconnessione della condotta dell'ossigeno;
collegamenti per aria compressa;
scarico e ventilazione;
punti di sollevamento;
normativa sui trasporti;
requisiti di fondazione nel nuovo sito;
e procedure di rimessa in servizio.
Il vantaggio è cheil pacchetto principale di generazione dell'ossigeno rimane riutilizzabilepiuttosto che diventare parte permanente di una struttura dismessa.
Controllo e monitoraggio in un campo minerario remoto
Le sedi remote spesso dispongono di personale tecnico limitato.
Il sistema PSA dovrebbe pertanto garantire un monitoraggio chiaro e una protezione automatica.
I parametri importanti possono includere:
concentrazione di ossigeno;
pressione di uscita dell'ossigeno;
flusso di ossigeno;
Pressione di esercizio PSA;
pressione del compressore;
punto di rugiada dell'aria compressa;
pressione differenziale del filtro;
temperatura del compressore;
stato operativo dell'apparecchiatura;
e condizioni di allarme.
Un sistema PLC e HMI può raccogliere questi parametri e fornire un controllo automatico.
Per le operazioni minerarie più grandi, l’impianto di ossigeno può anche essere collegato a un sistema SCADA a livello di sito.
Ciò consente agli operatori di monitorare la produzione di ossigeno da una sala di controllo centrale anziché controllare fisicamente il contenitore ad ogni ciclo operativo.
Pianificazione della manutenzione dei siti minerari temporanei
La manutenzione del sito remoto dovrebbe essere progettata prima della spedizione dell'impianto di ossigeno.
Gli elementi critici di manutenzione normalmente includono:
Filtri dell'aria
Gli ambienti minerari possono generare pesanti carichi di polvere. Gli intervalli di ispezione e sostituzione dei filtri dovrebbero pertanto basarsi sulle condizioni effettive del sito piuttosto che su intervalli di calendario generici.
Asciugatrice
L'essiccatore deve mantenere la qualità dell'aria compressa richiesta per il sistema PSA.
Compressore
È necessario monitorare la lubrificazione, le condizioni dell'olio, la temperatura, le vibrazioni e le condizioni del filtro.
Setaccio Molecolare
Il materiale adsorbente ha una durata limitata e deve essere protetto dalla contaminazione e dall'umidità eccessiva.
Valvole
I sistemi PSA contengono valvole di commutazione che funzionano ripetutamente durante i cicli di adsorbimento e rigenerazione. Le prestazioni della valvola influiscono direttamente sulla stabilità del ciclo.
Analizzatore di ossigeno
L'analizzatore deve essere sottoposto a manutenzione e calibrato in base ai requisiti di controllo qualità del sistema.
Per le miniere remote, i pezzi di ricambio e i materiali di consumo dovrebbero essere pianificati insieme alle attrezzature anziché dopo la messa in servizio.
Considerazioni sulla sicurezza per gli impianti di ossigeno containerizzati
L’ossigeno di per sé non è infiammabile, ma concentrazioni elevate di ossigeno possono aumentare significativamente il potenziale di combustione dei materiali circostanti.
Pertanto, le apparecchiature per l'ossigeno devono essere separate da fonti di accensione e contaminazione incompatibili.
Il design del contenitore dovrebbe affrontare:
ventilazione;
protezione elettrica;
rilevamento delle perdite di ossigeno, ove appropriato;
protezione antincendio;
riduzione della pressione;
messa a terra delle apparecchiature;
controllo degli accessi;
materiali compatibili con l'ossigeno;
e separazione sicura dallo stoccaggio di carburante e idrocarburi.
Se lo stesso campo minerario contiene depositi di diesel, officine per il carburante, operazioni di saldatura o altre fonti di accensione, il contenitore per la generazione di ossigeno deve essere posizionato e configurato in base ai requisiti di sicurezza del sito.
Un impianto di ossigeno containerizzato dovrebbe quindi essere trattato come unimpianto gas industriale, non semplicemente come un pezzo di attrezzatura meccanica confezionata.
Ossigeno PSA containerizzato e ossigeno erogato
Per le operazioni minerarie temporanee, il confronto di solito non riguarda semplicemente la purezza dell’ossigeno.
Il vero confronto coinvolge tutta la filiera.
Cilindri consegnati
Il sito dipende da:
Fornitore Gas → Trasporto → Stoccaggio → Distribuzione bombole → Punto di Utilizzo
Questo può funzionare bene quando la domanda di ossigeno è ridotta e il trasporto è affidabile.
Ossigeno liquido sfuso
La filiera diventa:
Impianto di produzione → Trasporto criogenico → Serbatoio di stoccaggio → Vaporizzatore → Distribuzione
Ciò può essere appropriato per i maggiori consumatori di ossigeno, ma richiede infrastrutture adeguate e una logistica affidabile.
PSA containerizzato
Il modello è:
Aria ambiente → Impianto PSA → Buffer/stoccaggio → Punto di utilizzo
La catena di approvvigionamento esterna viene quindi sostituita dalla produzione di ossigeno in loco.
Per progetti temporanei remoti, questa differenza può essere significativa perché l’accesso stradale e l’affidabilità della consegna possono essere più importanti del prezzo nominale dell’ossigeno.
Cosa dovrebbero specificare gli ingegneri prima di ordinare un impianto di ossigeno PSA containerizzato
Una società mineraria dovrebbe fornire al fornitore di apparecchiature i dati effettivi del sito e del processo.
Come minimo, il pacchetto di progettazione dovrebbe identificare:
| Parametro | Perché è importante |
|---|---|
| Flusso di ossigeno richiesto | Determina la capacità del PSA |
| Purezza dell'ossigeno | Determina la configurazione PSA e l'idoneità del processo |
| Pressione dell'ossigeno | Determina i requisiti del compressore/booster e della tubazione |
| Orari di funzionamento | Determina il ciclo di lavoro e la ridondanza |
| Altitudine del sito | Influisce sulle prestazioni del compressore e del PSA |
| Temperatura ambiente | Determina i requisiti di raffreddamento |
| Livello di polvere | Influisce sulla filtrazione dell'aria |
| Umidità relativa | Influisce sul trattamento dell'aria |
| Potenza disponibile | Determina la selezione del compressore e dell'attrezzatura ausiliaria |
| Applicazione del processo | Determina la configurazione dell'erogazione dell'ossigeno |
| Alimentazione diretta o bombole | Determina l'attrezzatura a valle |
| Durata temporanea del progetto | Influenza la modularità e la strategia di manutenzione |
| Ridondanza richiesta | Determina il numero di moduli PSA |
| Espansione futura | Determina la capacità di riserva e il design modulare |
Queste informazioni sono molto più utili della semplice richiesta di un preventivo per una particolare capacità di ossigeno.
Perché l'ossigeno PSA containerizzato è adatto ai progetti minerari temporanei
Il vantaggio fondamentale di un sistema di ossigeno PSA containerizzato èmobilità abbinata alla produzione in loco.
Un progetto minerario temporaneo può utilizzare il sistema senza costruire un impianto convenzionale per la produzione di ossigeno.
Il container può ospitare l’intera catena di processo:
Compressione dell'aria
↓
Purificazione dell'aria
↓
Separazione PSA
↓
Buffer di ossigeno
↓
Regolazione/aumento della pressione
↓
Distribuzione del processo o del cilindro
Ciò rende l'attrezzatura adatta a progetti in cui l'infrastruttura deve essere implementata rapidamente e successivamente ricollocata.
Consente inoltre di scalare la produzione di ossigeno attraverso apparecchiature modulari anziché richiedere un grande impianto permanente.
Conclusione
I campi di lavoro temporanei minerari operano in condizioni molto diverse dalle strutture industriali permanenti. Il progetto potrebbe essere remoto, l’infrastruttura potrebbe essere temporanea, l’energia elettrica potrebbe essere limitata e la domanda di ossigeno potrebbe cambiare man mano che l’operazione mineraria si sviluppa.
L'ossigeno PSA containerizzato risolve queste condizioni combinandosigenerazione di ossigeno in loco con un pacchetto di apparecchiature trasportabili.
Il sistema può fornire ossigeno per lavorazioni metallurgiche, trattamento delle acque reflue, strutture mediche, interventi di emergenza e altre applicazioni a seconda della configurazione dell'impianto. La tecnologia PSA separa l'ossigeno dall'aria atmosferica compressa, mentre il design containerizzato integra il compressore, il trattamento dell'aria, il sistema di adsorbimento, i controlli, lo stoccaggio e le apparecchiature opzionali di potenziamento o di riempimento delle bombole in un unico pacchetto distribuibile.
Per gli ingegneri minerari, tuttavia, i criteri di selezione corretti vanno oltre la capacità di ossigeno.Altitudine, temperatura, polvere, qualità dell'energia, profilo della domanda di ossigeno, pressione di processo, ridondanza, accesso per la manutenzione e requisiti di trasferimentotutti devono essere considerati durante la progettazione del sistema.
L’impianto di ossigeno PSA containerizzato più efficace quindi non è semplicemente un generatore posizionato all’interno di un container. È unpacchetto di utilità per l'ossigeno progettato in loco in base al processo, all'ambiente, al sistema di alimentazione e al ciclo di vita del progetto del campo minerario.
