Laajentumisen suunnittelun dilemma
Hydrometallurginen laitos rakennetaan vaiheittain. Vaihe 1 käsittelee 5 000 tonnia malmia vuodessa. Vaihe 2, joka on suunniteltu vuodelle 3, kaksinkertaistaa kapasiteetin 10 000 tonniin. Vaihe 3, joka riippuu markkinaolosuhteista, voi lisätä vielä 5 000 tonnia vuonna 6.
Perinteinen lähestymistapa mitoittaa lämmönvaihtimen vaiheen 3 lopullista kapasiteettia varten. Tämä tarkoittaa, että vaiheen 1 laitos kattaa laitteiden pääomakustannukset, joita ei tarvita vuosiin. Ylisuuri vaihdin toimii osakuormalla, mahdollisesti alentuneella teholla. Pääoma on sidottu tuottamattomiin varoihin.
Vaihtoehtona on vaiheen 1 mitoitus ja vaihtimen vaihtaminen jokaisen laajennuksen yhteydessä. Tämä lykkää pääomaa, mutta hukkaa vaiheen 1 laitteiden jäännösarvon ja aiheuttaa kaksinkertaisia asennuskustannuksia.
Modulaariset PTFE-lämmönvaihtimet tarjoavat kolmannen tien: asenna tarvittava nyt, lisää moduuleja myöhemmin vaihtamatta tai hylkäämättä alkuperäistä investointia.
Modulaarinen PTFE-konsepti
Modulaarinen PTFE-lämmönvaihdin koostuu itsenäisistä putkinipuista, jotka on yhdistetty yhteisiin tai erillisiin höyry- ja lauhteenkokoajiin. Jokainen moduuli on itsenäinen-lämmitysyksikkö, jossa on oma tukikehys, putkiristikko ja jakoliittimet. Moduulit voidaan lisätä säiliöön tai poistaa siitä häiritsemättä viereisiä moduuleja.
Uuttosäiliössä, joka vaatii 100 kW:n lämmitystä vaiheessa 1, kolme 35 kW:n PTFE-moduulia tarjoavat työhön jonkin verran marginaalia. Vaiheessa 2 samaan säiliöön asennetaan kaksi ylimääräistä 35 kW:n moduulia, jolloin kokonaisteho on 175 kW. Alkuperäiset kolme moduulia pysyvät käytössä täysin käytössä. Mitään laitteita ei hävitetä. Laajentaminen ei vaadi tuotantokatkoksia uusien moduulien liittämisajan jälkeen.
Taulukko 1: Vaiheittaisen hydrometallurgisen laitoksen laajennuskustannusten vertailu (uuttosäiliön lämmitys)
| Kustannusparametri | Ylikoko vaiheeseen 3 (perinteinen) | Vaihda jokaisessa vaiheessa | Modulaarinen PTFE |
|---|---|---|---|
| Vaiheen 1 laitehinta | 45 000 $ (150 kW yksikkö) | 22 000 $ (50 kW yksikkö) | 24 000 $ (3 × 35 kW moduulit) |
| Vaiheen 2 laitekustannukset | $0 (jo asennettu) | 45 000 dollaria (uusi 100 kW:n yksikkö) | 16 000 dollaria (2 lisämoduulia) |
| Vaihe 2 asennus | $0 | 8 000 dollaria (poista vanha, asenna uusi) | 2 000 $ (yhdistä moduulit) |
| Vaiheen 2 tuotannon seisokki | 0 päivää | 2-3 päivää | 0 päivää |
| Vaiheen 3 laitekustannukset | 0 dollaria (kulutettu marginaali) | 60 000 dollaria (uusi 150 kW) | 16 000 dollaria (2 lisämoduulia) |
| Vaihe 3 asennus | $0 | $10,000 | $2,000 |
| Vaihdettujen laitteiden jäännösarvo | N/A | 0 $ (romu) | Kaikki moduulit pysyvät käytössä |
| 10 vuoden laitekustannukset yhteensä | $45,000 | $145,000 | $60,000 |
Toiminnan joustavuus laajenemisen lisäksi
Modulaariset PTFE-lämmönvaihtimet tarjoavat toiminnallista joustavuutta investointien hallinnan lisäksi. Moduuli voidaan eristää huoltoa varten, kun taas muut moduulit jatkavat lämmitystä. Säiliö pysyy lämpötilassa. Tuotanto jatkuu pienemmällä teholla sen sijaan, että se pysähtyisi kokonaan.
Jos prosessiolosuhteet muuttuvat-uusi malmikappale, jolla on erilainen liuotuskinetiikka, korkeampaa lämpötilaa vaativia-moduuleja voidaan lisätä lämmityskapasiteetin lisäämiseksi ilman alkuperäisen asennuksen vaihtamista. Järjestelmä mukautuu asteittain.
Jos moduuli on vaurioitunut prosessihäiriön tai mekaanisen tapahtuman vuoksi, vain kyseinen moduuli vaatii korjausta. Loput moduulit jatkavat toimintaansa. Korjauskustannukset rajoittuvat kyseiseen moduuliin, ei koko lämmönvaihtimeen.
PTFE:n soveltuvuus modulaariseen suunnitteluun
PTFE soveltuu ainutlaatuisesti modulaariseen lämmönvaihdinrakenteeseen. Kevyet letkut ja tukikehykset mahdollistavat moduulien käsittelyn yhden tai kahden teknikon toimesta ilman nostolaitteita. Joustava letku mahdollistaa kenttäliitännät ilman jäykkien metalli- tai grafiittikokoonpanojen edellyttämää tarkkaa kohdistusta.
Kemiallinen inertiteetti varmistaa, että eri aikoina asennetut moduulit toimivat samalla tavalla. Vaiheen 3 moduulilla, joka on asennettu viisi vuotta vaiheen 1 moduulien jälkeen, on samat lämmönsiirto-ominaisuudet, sama kemikaalinkestävyys ja sama odotettu jäljellä oleva käyttöikä. Aiempien moduulien huononemista ei tapahdu, mikä loisi epätasapainon yhdistetyssä järjestelmässä.
Yhteenveto
Modulaariset PTFE-lämmönvaihtimet vähentävät hydrometallurgisten laitosten laajennuskustannuksia mahdollistamalla kapasiteetin lisäyksen ilman laitteiden vaihtoa. Investoinnit porrastetaan tuotantokapasiteetin mukaisiksi, jotta vältytään alustavien asennusten ylimitoittamisesta tai alimitaisten laitteiden hävittämisestä aiheutuvasta taloudellisesta taakasta.
Modulaarinen lähestymistapa tarjoaa myös toiminnan joustavuutta: yksittäiset moduulit voidaan eristää huoltoa varten, lisätä prosessimuutoksia varten tai vaihtaa, jos ne vaurioituvat, kaikki vaikuttamatta jäljellä olevaan lämmitystehoon.
Tekninen analyysi modulaarista PTFE-lämmönvaihdinkokoonpanoa varten vaiheittaisissa laitoksen laajennuksissa on saatavilla, kun toimitetaan nykyiset ja ennustetut tuotantokapasiteetit, säiliön mitat, vaihekohtaiset lämmitysmäärät ja laajennusaikajana.
