Aktualności i przegląd rynku

Firma Stork uruchamia pierwszą na świecie dupleksową oczyszczalnię z sitami cząsteczkowymi – oszczędna metoda oczyszczania powietrza wylotowego

Firma Hans Stork Sp. z o.o. z Dortmundu lakieruje części maszyn i instalacji. Oczyszczanie powstających przy tym emisji rozpuszczalników wiąże się z wysokimi kosztami. Poprzez kombinację różnych tzw. sit molekularnych udało się zredukować objętość powietrza wylotowego z poprzednich 80 000 m³/h do ok. 8000 m³/h.

Zawarte w TA-Luft (regulacje prawne dotyczące kontroli jakości powietrza) wymaganie oczyszczania emisji rozpuszczalników po procesach lakierowania i powlekania doprowadziło w branży do różnych rozwiązań. Mniejsze zakłady przestawiły się na farby proszkowe bądź emalie wodorozcieńczalne. Obie te metody pozwalają zaoszczędzić na inwestycjach związanych z oczyszczaniem powietrza wylotowego. Posiadają one jednak znaczące wady. W wielu przypadkach zastosowanie farb proszkowych bądź emalii wodorozcieńczalnych podwyższa koszty produkcji, wydłuża czasy suszenia (utwardzania) oraz zwiększa ryzyko związane z niezachowaniem stałej jakości. Z tego powodu, w wielu przypadkach średnie oraz większe przedsiębiorstwa przestawiły się na systemy high-solid. Proste i bezproblemowe nakładanie powłoki z zastosowaniem konwencjonalnych systemów lakierowych daje się prowadzić szybko i dokładnie, podczas gdy lakiery high-solid, charakteryzujące się dużymi stratami, nakładane są (poprzez natrysk bądź zanurzanie) grubiej niż jest to wymagane, w celu zachowania standardu jakościowego. Również w firmie Stork koszty związane z wprowadzeniem systemów high-solid wymusiły poszukiwanie innych rozwiązań. Przy zastosowaniu systemu high-solid okazuje się, że koszty dodatkowe wynoszą ok. 300 000 euro rocznie w porównaniu z konwencjonalnymi lakierami rozpuszczalnikowymi. Również wielkość emisji stopniowo osiągnęła wartość graniczną, dlatego za konieczne uznano wprowadzenie systemu oczyszczania powietrza wylotowego.

Kierownictwo firmy było zmuszone opracować strategie, dzięki którym w przyszłości możliwe byłoby – przynajmniej częściowe – oczyszczanie powietrza przy stosowaniu systemów lakierniczych bazujących na rozpuszczalnikach. W celu rozwiązania powstającego problemu nawiązano kontakt z firmą Rafflenbeul Ingenieure. Przedsiębiorstwo to w ciągu ostatnich dziesięciu lat zdobyło obszerne doświadczenia w „zagęszczaniu” oraz uśrednianiu wartości emisji rozpuszczalnikowych. Zwiększanie stężenia rozpuszczalników w powietrzu wylotowym pozostało jedynym wyjściem, aby uniknąć trudnych do sfinansowania inwestycji oraz znacznego wzrostu kosztów produkcji. Problem dużych wahań stężenia rozpuszczalników w powietrzu wylotowym, który dotyka wszystkie większe i zdywersyfikowane przedsiębiorstwa lakiernicze, musiał zostać usunięty w celu redukcji kosztów. Zostało to osiągnięte poprzez zastosowanie uśredniającego sita molekularnego, gdyż tylko z nim mogła zostać wykorzystana dostępna już na rynku technika tzw. adsorbera rotacyjnego.

Źródło: Stork

Stężenie LZO (lotnych związków organicznych) w powietrzu wylotowym znajdowało się najczęściej w pobliżu średniej wynoszącej ok. 250 mg/m3, czasem jednak stwierdzano również wartości dochodzące do 1400 mg/m3 (maksimum) oraz do blisko 0 mg/m3 (minimum). Podczas gdy mniejsze stężenia nie stanowią problemu, przekroczenie wartości średniej stężenia powodowało już w przeszłości całkowite zniszczenie adsorberów rotacyjnych.

Sito molekularne

Ze względu na różnorodność rozpuszczalników i lakierów rozważane na początku adsorbery na bazie aktywnego węgla bądź koksu nie mogły zostać zastosowane do uśredniania. We współpracy ze znanym przedsiębiorstwem, zajmującym się procesami adsorpcji cząstek, inżynierowie z firmy Rafflenbeul opracowali i zastosowali rozwiązanie w postaci sita molekularnego. Jest to pierwszy stopień instalacji ograniczający wartość maksymalną (stężenia) do 450 mg LZO na m3 powietrza wylotowego. Dzięki temu możliwe było osiągnięcie ponad dziesięciokrotnego zmniejszenia końcowego stężenia LZO. Dzięki temu powietrze wylotowe może być oczyszczane w małej konwencjonalnej oczyszczalni. W firmie Stork zrealizowana została instalacja regeneracyjnego oczyszczania powietrza odlotowego na ok. 8000 m3/h. Godne uwagi jest to, że również istniejące już oczyszczalnie powietrza wylotowego, których zapotrzebowanie energetyczne jest obecnie bardzo duże, przy użyciu sita molekularnego mogą zostać przeobrażone w energooszczędne jednostki.

Interesująco przedstawia się zestawienie porównawcze kosztów z innymi metodami. Stosując nową metodę, można bowiem całkowicie zaoszczędzić na bardzo wysokich kosztach energii cieplnej. W firmie Stork zużywa się jednak jeszcze ok. 5 do 10 m3/h gazu ziemnego, ponieważ nie zrealizowano jeszcze instalacji odzysku ciepła odlotowego. Koszty inwestycyjne, ze względu na pozostałe przedsięwzięcia, takie jak rury, fundament, komin itd., obliczane są za każdym razem indywidualnie. Generalnie inwestor musi jednak wychodzić z założenia, że koszty inwestycyjne będą ok. 20% niższe w porównaniu do instalacji z dopalaniem regeneracyjnym. Pozostałe dwie możliwe technologicznie metody oczyszczania powietrza wylotowego, katalityczna oraz biologiczna, są porównywalne pod względem kosztów inwestycyjnych. Koszty produkcji wynoszą mniej niż 10% w porównaniu do instalacji z dopalaniem regeneracyjnym. Według Rafflenbeul, tak niskich kosztów produkcji nie da się obecnie osiągnąć przy zastosowaniu jakiejkolwiek innej dostępnej na świecie metody.