Aplicaciones de bombas de arenas bituminosas y betún

La extracción y extracción de betún de arenas bituminosas causa estragos en las bombas con su abrasividad natural junto con productos químicos agresivos. Descubra por qué la bomba EDDY es la mejor opción para el bombeo en la industria de arenas petrolíferas, además de varias otras aplicaciones industriales.
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Bombas de lodo de cenizas de RSU

Problemas ambientales de las cenizas volantes

1.050 millones de toneladas de carbón se queman en los Estados Unidos cada año dejando desechos dañinos (cenizas volantes) en vertederos. Estos vertederos dañinos de cenizas volantes contienen metales pesados dañinos como mercurio, arsénico, berilio, cadmio, cromo, níquel y selenio.

La ceniza volante tiene una consistencia fina en polvo que es fácilmente transportada por el viento y puede afectar a los vecindarios y personas cercanas. Respirar cenizas volantes con el tiempo puede irritar el sistema respiratorio y las personas con enfermedades pulmonares existentes como enfisema, bronquitis y enfermedad pulmonar obstructiva crónica deben evitar respirar polvo de ceniza volante de carbón.

Dificultades de bombeo

La ceniza volante o ceniza de carbón es un material difícil de bombear debido a su naturaleza abrasiva. Las bombas centrífugas se desgastan rápidamente y pierden sus tolerancias y capacidades de succión. Esto resulta en un tiempo de inactividad significativo y piezas de repuesto costosas.

La ceniza volante se acumula en muchas etapas del proceso de generación de energía y resulta ser muy costosa y lenta de eliminar. Las etapas más problemáticas son lidiar con los estanques de relaves forrados y sin revestimiento, ríos, sumideros y cuencas de concreto.

Los estanques de relaves y los ríos deben limpiarse continuamente para aumentar la capacidad. Encontrar la bomba y el equipo de dragado adecuados a menudo puede ser un proceso complicado. Las bombas centrífugas solo bombearán 10-20% de sólidos en peso. Esto significa que la mayor parte de la descarga es agua y muy pocas cenizas volantes salen de la tubería. Por el contrario, el diseño de la bomba EDDY puede bombear 50-60% de sólidos en peso. Bombea menos agua, más sólidos.

Además, la naturaleza abrasiva de las cenizas volantes destruye el impulsor de la bomba y causa fallas en la bomba, reparaciones costosas y piezas de repuesto. Nuestra bomba tiene un rotor ultra empotrado de alta tolerancia que resiste la naturaleza destructiva de las cenizas volantes.

Los estanques de relaves a menudo están revestidos con plástico para minimizar la filtración de contaminantes. Esto hace que sea más difícil para los equipos convencionales dragar o eliminar mecánicamente el sedimento de cenizas volantes sin dañar el revestimiento. Tenemos una opción de rueda segura para el revestimiento para el accesorio de la excavadora.

Los sumideros son a menudo las áreas más difíciles de manejar en una planta de generación de energía. Las cenizas volantes, los trozos de carbón, las rocas y otros desechos se lavan en sumideros y continuamente deben bombearse. Las bombas centrífugas se obstruyen y se desgastan constantemente debido a las tolerancias entre el impulsor y la voluta.

Antecedentes sobre minería y refinamiento de arenas petrolíferas

La industria minera de arenas bituminosas se centra en la extracción de arenas ricas en betún de la Tierra, principalmente de grandes depósitos de arenas petrolíferas ubicados en la región de Athabasca de Alberta, Canadá. Se ha estimado que hay más de 1,4 billones de barriles de petróleo en forma de betún incrustado dentro de estas arenas, que se estima que contiene más del 15% de todos los recursos de combustibles fósiles en la Tierra. La razón por la que se extraen estas arenas es que estas arenas bituminosas contienen pequeñas cantidades de betún, la sustancia altamente viscosa pero rica en petróleo que se encuentra en las arenas bituminosas. Las arenas bituminosas, también conocidas como arenas bituminosas, se pueden describir como una mezcla de arena, arcilla, agua y betún. Cuando las arenas bituminosas se extraen por primera vez, la arena extraída y el material de arcilla generalmente contienen alrededor del 10-15% de betún por volumen. Esta arena se refina aún más utilizando un proceso de separación para extraer el betún altamente viscoso y pegajoso, que se puede comparar mejor con la melaza, en función de su viscosidad similar. Por esta razón, los hidrocarburos a menudo se introducen en el betún para ayudar a reducir la viscosidad hasta el punto en que se puede bombear a través de una tubería para un mayor refinamiento en el petróleo crudo.

Históricamente, la industria de las arenas bituminosas es conocida por usar grandes cantidades de agua para producir pequeñas cantidades de betún. Según algunas estimaciones, entre 530 y 1200 galones de agua se utilizan para producir un metro cúbico de petróleo crudo sintético (aproximadamente 264 galones) en una operación minera de arenas petrolíferas. Los impactos ambientales y económicos de este alto uso de agua pueden comenzar a ser problemáticos rápidamente a medida que la operación minera se expande. Como resultado, las compañías mineras de arenas petrolíferas están constantemente buscando formas de reducir y reutilizar el uso de agua en el sitio para disminuir la tensión en el río Athabasca y el medio ambiente circundante.

Extracción de betún

high viscosity slurry pumpDespués de que el betún ha sido extraído de las arenas, el resto del material extraído debe ser eliminado. Dado que las arenas bituminosas extraídas solo contienen un pequeño porcentaje de betún, una gran cantidad de relaves quedan a raíz de su extracción. Los relaves deben retirarse del sitio de extracción de minería y betún para mantener la mina libre de material no deseado. Este proceso implica recoger el material en camiones, transportar los relaves no deseados fuera del sitio y descargar los relaves de arena y arcilla en grandes estanques MFT (relaves finos maduros) llenos de agua y revestidos de arcilla. Los relaves residen en estos estanques y, con el tiempo, el agua y la gravedad ayudan a separar los relaves más pesados del agua al permitir que la arena y la arcilla más pesadas se hundan en el fondo del estanque. Por razones ambientales, estos estanques MFT deben limpiarse rutinariamente ya que constantemente se agregan nuevos relaves. El reto comienza a presentarse a la hora de intentar dragar estos estanques sin introducir agua adicional para ello. Dado que el material que debe eliminarse contiene una gravedad / viscosidad específica tan alta, además de ser extremadamente abrasivo, es una tarea difícil para cualquier bomba. Las bombas anteriores tenían que agregar agua y necesitaban un reemplazo frecuente debido al alto desgaste y la cavitación debido a la naturaleza del material, lo que costaba grandes sumas de dinero y el tiempo de inactividad de la producción solo para mantener las bombas funcionando sin problemas.

Problemas con el bombeo de arenas petrolíferas y material gastado

Dado que el bombeo confiable de arenas bituminosas, ya sea betún o desechos sólidos pesados, puede ser una hazaña desafiante, muchos operadores de bombas en la industria de arenas petrolíferas están constantemente buscando una bomba que pueda soportar el duro entorno que se encuentra en las regiones de arenas petrolíferas. Dado que sus bombas de sólidos centrífugos estándar fallan con tanta frecuencia, a menudo buscan bombas más robustas y rentables para reducir los costos generales de producción y minimizar el tiempo de inactividad asociado con el mantenimiento y el desgaste de la bomba.

Una vez que la mayoría del betún se ha extraído de las arenas durante el proceso de refinación en el sitio, el resto del material se transporta en camiones a grandes pozos artificiales llamados estanques MFT (Relaves finos maduros) para una recuperación adecuada de acuerdo con las regulaciones gubernamentales.

A partir de 2016, el gobierno de Alberta considera que todos los estanques de relaves son instalaciones de almacenamiento temporal que eventualmente deben ser recuperadas por orden de la Directiva 085. Los operadores de arenas petrolíferas informan regularmente el volumen total de relaves mantenidos en los estanques de almacenamiento para mantener una medición sólida del material. De acuerdo con la ley de Alberta, todos los estanques de relaves deben recuperarse por completo dentro de los 10 años posteriores a una vez que el estanque ya no esté en uso. El objetivo de fin de vida útil de la mina para todos los proyectos será el equivalente a cinco años o menos de acumulación de volumen de relaves fluidos. Se requieren operaciones para lograr un estado RTR (Ready to Reclaim) diez años después del final de la vida útil de las minas.


Según la Directiva 085:
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«Los relaves fluidos se consideran RTR cuando han sido procesados con una tecnología aceptada, colocados en su posición final de paisaje y cumplen con los criterios de rendimiento. RTR está destinado a rastrear el rendimiento de los relaves de fluidos tratados durante la etapa operativa del depósito para garantizar que el depósito pueda recuperarse según lo previsto en el plan de cierre de la vida útil de la mina, en el tiempo previsto.

Para evaluar si los depósitos de relaves tratados activos están en la trayectoria prevista para permitir que se eliminen del inventario de relaves fluidos, deben cumplir con los criterios de rendimiento aprobados. Cada depósito de relaves tratados tendrá indicadores aprobados que deben medirse para determinar si se han alcanzado los criterios de rendimiento».

La solución: transporte de residuos de estanques MFT utilizando equipos de dragado de bombas EDDY

Las operaciones de extracción de arena de petróleo producen un volumen notable de desechos después del refinamiento que deben transportarse a un estanque MFT y posteriormente limpiarse periódicamente. Por lo general, los operadores de estanques MFT prefieren no agregar agua adicional al estanque si no es necesaria para bombear la mayor cantidad de sólidos para maximizar la producción y evitar daños a la bomba utilizada en el proceso. En la mayoría de los casos, los administradores del sitio también deben estar constantemente al tanto de la condición de las bombas que están utilizando en el sitio para evitar que se obstruyan o se desgasten demasiado rápido. Independientemente del destino final o uso para las operaciones de residuos de arena y arcilla, debe tener las bombas de lodo de alto contenido de sólidos adecuadas para moverlas para su transporte, almacenamiento o procesamiento en el sitio. Explorar las diferencias en las diversas viscosidades, la alta gravedad específica y las complicaciones abrasivas de los desechos de arenas bituminosas revelará por qué la bomba EDDY es la mejor opción para el trabajo.

La bomba de Foucault está diseñada para mover lodos altamente abrasivos y viscosos con un contenido sólido de hasta el 70-80 % dependiendo del material. Esta es una aplicación ideal para bombear lodos de arenas petrolíferas que tienen una gravedad específica naturalmente alta cerca de 1.52. Los lodos de arenas petrolíferas pueden contener entre un 50-70% de sólidos, lo que lo convierte en una aplicación ideal para la bomba EDDY y los productos de dragado. La bomba de Foucault mueve estos materiales de manera eficiente debido a la gran cámara de voluta y el diseño empotrado del rotor geométrico. Con este diseño, hay muy poco material que entre en contacto con el rotor, proporcionando un desgaste mínimo en la bomba, asegurando una larga vida útil de la bomba y un costo de mantenimiento muy reducido durante la vida útil de la bomba.

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MFT Limpieza y recuperación de estanques

Aplicaciones: Extracción de arena de aceite, transporte de betún, limpieza de estanques MFT

El propósito de esta página es mostrar una aplicación de ejemplo para ayudarlo a identificar mejor su aplicación específica de arenas petrolíferas y para obtener más información sobre las soluciones de equipos de bombas EDDY para satisfacer sus necesidades en la industria minera de arenas petrolíferas. Estas son las aplicaciones de arenas petrolíferas más comunes para las que utilizamos nuestros equipos. Somos el OEM de las herramientas mostradas.

Aplicación: Bombeo de arena de aceite (agua requerida)
Material: Arena de sílice de cuarzo. Grueso y abrasivo, en forma de purín.

Escenario común de extracción de arena de petróleo:

La bomba de lodo EDDY es perfecta para bombear lodos de arena de aceite, incluido el transporte del betún altamente viscoso. Esta bomba NO bombea arena seca, necesitamos al menos un pie o dos de agua en la parte superior para crear una lechada de arena o lodo que luego se puede bombear a través de una tubería.

Al utilizar una bomba EDDY en una aplicación de extracción de arena de aceite, puede manejar los materiales más abrasivos al tiempo que minimiza las obstrucciones y otros problemas de mantenimiento. La bomba EDDY le permite bombear la suspensión de arena de aceite a distancias de más de 2 millas a tasas de producción de hasta 600 toneladas de lodo por hora o 5000 GPM.

A continuación se muestran comúnmente las distancias de bombeo que vemos. Póngase en contacto con nosotros con sus números exactos y podemos proporcionarle una curva de bomba personalizada adaptada a su trabajo.

Distancia: 2300 ftSalida
vertical: 25 ftProducción
: 1210 GPM

Equipo utilizado: EDDY Slurry Pump 6 Pulgadas de configuración.
HPU opcional: El accesorio alimentado por excavadora O una unidad de potencia hidráulica (HPU) separada alimentará el accesorio de la bomba. La opción ideal se basa en los requisitos de su proyecto.


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Opciones de tratamiento para arenas bituminosas

Las opciones varían dependiendo de si la compañía planea manejar arenas bituminosas y tratamiento de betún en el sitio o transportar los materiales a un vertedero remoto o instalación de procesamiento. Si el plan es depositar los residuos de arenas bituminosas en un estanque MFT u otro contenedor de almacenamiento a largo plazo, es mejor invertir en una bomba capaz de depositar el material directamente en los vehículos de transporte o bombeado directamente al sitio de eliminación. La mayoría de las operaciones de dragado se basan en múltiples camiones de vacío costosos, bombas secundarias y equipos adicionales.

La bomba de arenas petrolíferas EDDY

Esta aplicación para la bomba de Foucault tiene el potencial de revolucionar la industria de las arenas petrolíferas. Los residuos de arenas petrolíferas de camiones se pueden reducir, lo que resulta en ahorros en horas extras e incidencias de conducción fatigada. La bomba EDDY es ideal para numerosas aplicaciones de arenas petrolíferas y se puede conectar directamente a una excavadora o barcaza flotante o draga para bombear el material a distancias de más de una milla para su eliminación. Esto elimina la necesidad de costosos camiones de vacío y también la mano de obra necesaria para mover mecánicamente los residuos de betún y arenas bituminosas. Las razones por las que la bomba EDDY es capaz de mover el betún altamente viscoso se debe al principio hidrodinámico que crea la bomba, que es similar a la corriente EDDY de un tornado. Este movimiento de tornado permite una mayor viscosidad y capacidad específica de bombeo por gravedad. Esto, junto con la gran tolerancia entre la voluta y el rotor, permite que las partículas de alta abrasividad como la arena pasen a través de la bomba con un desgaste mínimo de los componentes de la bomba. La gran tolerancia de la bomba EDDY también permite que la bomba EDDY dure muchas veces más que las bombas centrífugas sin la necesidad de un tiempo de inactividad prolongado o piezas de repuesto. La bomba EDDY es la bomba de ciclo de vida total más baja del mercado cuando se trata de mover arenas petrolíferas.

Conclusión

Para la minería de arenas bituminosas, el costo y el espacio de almacenamiento requeridos para la acumulación y eliminación constante de desechos de arenas bituminosas es un gran problema. Utilizando la bomba EDDY, la arena podría bombearse directamente a los estanques MFT u otros recipientes de eliminación, evitando la necesidad de almacenar los desechos en el sitio. La bomba EDDY podría bombear o dragar directamente la arena de desecho de los estanques. En el transcurso de la operación, estos factores ahorrarán mucho dinero y mano de obra tanto para los sitios de arenas bituminosas como para las compañías de procesamiento de betún.

Póngase en contacto con nosotros para obtener más información sobre el papel de la bomba EDDY en el manejo de cortes de perforación y otros lodos de alta viscosidad. El tamaño compacto y el diseño patentado ahorran espacio en pozos de dragado con espacio limitado, lo que permite espacio para más equipos.

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Por qué las bombas EDDY son mejores –  Reflejos

Este video muestra cómo la bomba EDDY transporta materiales abrasivos y con alto contenido de lodo. El equipo de bomba de dragado destacado incluye  la Subdraga operada a distancia , la bomba operada por buzo y una bomba de dragado con accesorio de excavadora .