Scale-up and design of a continuous microwave treatment system for the processing of oil-contaminated drill cuttings

Robinson, John P.; Kingman, S.W.; Snape, Colin E.; Bradshaw, S.M.; Bradley, M.S.A.; Shang, Hui; Barranco, Richelieu

doi:10.1016/j.cherd.2009.07.011

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“…This is dependent on the effective integration of the materials handling system with the applicator (Bradshaw et al, 2007;Buttress et al, 2016;Robinson et al, 2010b;Shang et al, 2006). The presentation of the process material in the applicator is critical to matching the impedance of the load to the transmission line so that power transfer can be optimised and the propensity for the system to generate process arcs in certain systems minimised.…”

Section: Integration Of Materials Handling With Electromagnetic Designmentioning

confidence: 99%

Towards large scale microwave treatment of ores: Part 1 – Basis of design, construction and commissioning

Buttress

Katrib

Jones

et al. 2017

Minerals Engineering

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Highlights A pilot scale system for microwave treatment of ores is presented  Materials handling concepts and justification for packed bed mass flow are discussed  Microwave applicator and choke modelling is validated against real ores  Control of material flow and presentation is discussed  The operating microwave treatment system performance is described AbstractDespite over thirty years of work, microwave pre-treatment processes for beneficiation of ores have not progressed much further than laboratory testing. In this paper we present a scaleable pilot-scale system for the microwave treatment of ores capable of operating at throughputs of up to 150tph. This has been achieved by confining the electric field produced from two 100kW generators operating at 896MHz in a gravity fed vertical flow system using circular choking structures yielding power densities of at least 6x10 8 W/m 3 in the heated mineral phases. Measured S11 scattering parameters for a quartzite ore (-3.69±0.4dB) in the as-built applicator correlated well with the simulation (-3.25dB), thereby validating our design approach. We then show that by fully integrating the applicator with a materials handling system based on the concept of mass flow, we achieve a reliable, continuous process. The system was used to treat a range of porphyry copper ores. Minerals Engineering 109 (2017) 169-832 http://doi.org/10.1016/j.mineng.2017.03.006 IntroductionMicrowave treatment of metalliferous ores has long been investigated as a means to enhance the recovery of valuable minerals and reduce the comminution resistance of ores (Chen et al., 1984;Walkiewicz et al., 1988;Walkiewicz et al., 1989). The underpinning mechanism and textural characteristics of amenable ores has been described by Batchelor et al. (2015). Selective heating of microwave-absorbent sulphides and metal oxides deported in a microwave-transparent gangue matrix results in differential thermal expansion of the heated phase, yielding micro-fracture around grain margins Jones et al., 2005Jones et al., , 2007Kingman et al., 2004a;Kingman et al., 2004b;Kingman et al., 2000a). Subsequent downstream processing may then yield higher recovery of valuable mineral sulphides and/or lower specific comminution energy, compared to non-microwave treated ore.While the mechanistic principles are well established, the scientific and engineering challenges of developing a commercial scale system are immense. Typical throughputs of a large copper mine can be in excess of 5,000 tph of milled ore (Brininstool, 2015) and a microwave based treatment system would need to handle equivalent throughputs. This is at least an order of magnitude higher than any other microwave process ever built.The following paper details the design, commissioning and operation of a system which was the culmination of over fifteen years of research and development activity. This resulted in a high power microwave treatment process, capable of operating continuously at throughputs of up to 150tph, but crucially, scaleable up to several th...

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Section: Integration Of Materials Handling With Electromagnetic Designmentioning

confidence: 99%

Towards large scale microwave treatment of ores: Part 1 – Basis of design, construction and commissioning

Buttress

Katrib

Jones

et al. 2017

Minerals Engineering

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“…A altura do leito está ligada à eficiência do processo de secagem, uma vez que a absorção de energia eletromagnética depende, entre outros fatores, da altura do material a ser aquecido (ROBINSON et al, 2010). Para verificar como a altura do leito afeta a descontaminação do cascalho de perfuração, foram realizados ensaios de secagem com diferentes níveis de acomodação do material alimentado ao forno: 2, 4 e 6 cm.…”

Section: Efeito Da Altura Do Leitounclassified

“…60/40 50/50 40/60 n-parafina/água (-) Estes resultados vão ao encontro da teoria defendida por Robinson et al (2010), que afirmaram ser a água o veículo de remoção da n-parafina, removida por arraste e com os resultados apresentados por Shang (2006). De acordo com o trabalho deste autor, quanto maior for a umidade do material submetido à secagem por microondas, maior será a remoção da fase orgânica.…”

Section: Respostas (%)unclassified

“…A água presente nos poros e na superfície dos sólidos de perfuração é aquecida e convertida em vapor, esse vapor escapa fisicamente dos cascalhos e arrasta os hidrocarbonetos, essencialmente transparentes às microondas (ROBINSON et al, 2010).…”

Section: Respostas (%)unclassified

“…Neste processo os hidrocarbonetos não são aquecidos diretamente por serem essencialmente transparentes em frequências de microondas, mas por outro lado a água presente nos poros e na superfície dos sólidos de perfuração é aquecida e convertida em vapor que escapa fisicamente dos sólidos e arrasta os hidrocarbonetos. Dessa forma, economias significativas de energia são alcançadas por não ser necessário aquecer todo o material (ROBINSON, 2010).…”

Section: Introductionunclassified

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Descontaminação Do Cascalho De Perfuração via Aquecimento Por Microondas – Influência Da Altura Do Leito E Da Composição Do Fluido De Perfuração.

Santos¹,

Júnior²,

Pena³

et al. 2015

Anais Do XX Congresso Brasileiro De Engenharia Química

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RESUMO -No processo de perfuração de poços de petróleo utiliza-se um fluido para remoção dos fragmentos de rochas gerados durante a operação. O emprego deste fluido, por sua vez, gera uma mistura sólido-líquido que deve ser separada com objetivo de reduzir os custos da operação ao recuperar parte deste fluido aderido aos sólidos. Outro objetivo a ser atingido é o cumprimento da legislação ambiental quanto ao descarte dos resíduos de perfuração, em que o teor de fase orgânica deve ser inferior a 6,9% em massa. O uso de aquecimento por microondas foi identificado como uma técnica inovadora para promover tal separação. O presente trabalho tem como objetivo investigar a secagem dos cascalhos contaminados via aquecimento por microondas e avaliar a influência da altura do leito e composição do fluido de perfuração na redução do teor orgânico aderido aos cascalhos. Os resultados mostraram que maiores alturas de leitos e o teor de umidade no fluido favoreceram o processo de descontaminação. INTRODUÇÃOA perfuração, após a exploração, é a segunda etapa na busca por petróleo. Os fragmentos da rocha, gerados durante a perfuração, são comumente chamados de cascalho e são removidos continuamente através de um fluido ou lama de perfuração. Esse fluido é, usualmente, injetado por bombas para o interior da coluna de perfuração e retorna à superfície pelo espaço anular, formado pelas paredes do poço e pela coluna (THOMAS, 2004).Além de limpar o poço dos cascalhos gerados pela broca e transportá-los até a superfície, o fluido tem papel fundamental na etapa de perfuração e desempenha uma série de funções essenciais, tais como resfriar a broca e lubrificar a coluna, estabilizar as formações rochosas, minimizar o impacto ambiental e auxiliar na sustentação da coluna de perfuração (ASME, 2005). Para desempenhar tantas funções o desenvolvimento do fluido de perfuração é considerado um grande desafio para a indústria de petróleo. Busca-se, atualmente, o ponto ótimo entre custo, performance técnica e cumprimento de legislações ambientais (SCHAFFEL, 2002).Em cenários de grande profundidade e complexidade é utilizado fluido de perfuração sintético de base não aquosa a fim de garantir o sucesso da perfuração, devido ao seu alto grau de Área temática: Engenharia das Separações e Termodinâmica 1

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A study on the dielectric properties of coking coal

Tao

Cai

2018

Asia-Pacific J Chem Eng

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It is of great significance for the optimization of coal microwave desulfurization technologies to know the dielectric properties of coking coal. The paper uses the dielectric constant and reflection coefficient to represent the dielectric properties of coking coal at 0.3-25 GHz of microwave frequency band, explores the coking coal's wave-absorbing properties, and proposes the best microwave response frequency point of coking coal under civilian microwave frequency.The results show that the coking coal is a dielectric with good wave-absorbing properties; 0.3-2.5 GHz and 16.5-25 GHz are the significant microwave response intervals for coking coal; at the frequency points of 915 and 22,125 MHz, the coking coal has stronger absorbing and transforming capacity towards the microwave.

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Scale-up and design of a continuous microwave treatment system for the processing of oil-contaminated drill cuttings

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Towards large scale microwave treatment of ores: Part 1 – Basis of design, construction and commissioning

Towards large scale microwave treatment of ores: Part 1 – Basis of design, construction and commissioning

Descontaminação Do Cascalho De Perfuração via Aquecimento Por Microondas – Influência Da Altura Do Leito E Da Composição Do Fluido De Perfuração.

A study on the dielectric properties of coking coal

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