EU-Twinning Project SL04/EN/01 Integrated Pollution ...okolje.arso.gov.si/ippc/uploads/File/9_Energetska_ucinkovitost_pri... · • Nevarne snovi se zbirajo v tunelu in se odvajajo

1

EU-Twinning Project SL04/EN/01Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC)

Rudolf Kreisel, STEConsultant, Nürnberg

Ljubljana, 13 -15 March 2006

Mission 6.2: Energy Efficiency

1

Odsesovanje škodljivih snovi in dovajanje svežega zraka pri

industrijskih napravah

Naprave za čiščenje odvajanega zraka in ukrepi za zmanjšanje količin odvajanega

zraka pri galvanskih napravah





2

Kaj boste slišali?

• Zakaj odsesovanje pri galvanskih napravah?• Projektiranje naprave za čiščenje odvajanega zraka

– Izračun količine odvajanega zraka– Minimalne hitrosti zajemanja odvajanega zraka

• Medsebojni vplivi (interakcija): odvajani zrak – dovajani zrak

• Ukrepi za zmanjšanje odvajanega zraka• Potreba po energiji pri napravah za čiščenje odvajanega

zraka

2





3

Galvanski avtomat za nikljanje in kromiranje kolesnih pokrovov





4

Galvanski avtomat za disperzijsko nikljanje motornih blokov

3





5

Galvanski avtomat za cinkanje veznih elementov





6

Galvanski avtomat za povezavo natisnjenih plošč integriranega vezja

4





7

Zakaj odsesovanje?

Snovi, ki se sproščajo pri galvanskih postopkih:• Vodna para

Vroče razmaščevanje, vroče spiranje, zgoščevanje• Hlapi kislin

HCL, H2SO4, HNO3, H3PO4 in mešana lužila• Aerosoli

Elektrolitsko razmaščevanje, kovinski elektroliti z ηel < 1, elektroliti z vpihavanjem zraka





8

Zakaj odsesovanje?

• Izpolnitev mejnih vrednosti za emisije škodljivih snovi v zrak, ki se sproščajo pri galvanskih procesih, zaradi zaščite tehničnega osebja nastalnem delovnem mestu.

• Zaščita stavbe in naprav pred korozijo zaradi sprostitve nevarnih snovi in vodne pare.

• Odvajanje celotne energije, ki se vlaga v galvanizacijo.

5





9

Zakaj odsesovanje?

2,5Fluorovodik 2,5 EFluoridi (izračunani kot fluor)

25Ocetna kislina11Cianovodik5ECianidi (izračunano kot CN)

0.05Kromove (VI) spojine8Klorovodik

Mejna vrednost za emisije škodljivih snovi v zrak

mg/m³Nevarna snov





10

Zakaj odsesovanje?

0,2 EŽveplova kislina

5,2Solitrova kislina

1Fosforjeva kislina

0,05Nikelj (kapljice, ki se lahko vdihavajo)

2 ENatrijev hidroksid

2,5Fluoridi in fluorovodik

Mejna vrednost škodljive snovi v zrak mg/m³

Nevarna snov

6





11

Projektiranje naprav za čiščenje odvajanega zraka

Zajemanje nevarnih snovi na kraju nastanka

odprtina za čiščenje

rezervoar za elektrolite

odprtina za odsesovanje odprtine za vsesavanje

dušilna loputa





12

Izračun količine odvajanega zraka

Enostransko odsesovanje

V = 2*vx*L*W*(W/L)0,2

v volumski pretok m3/svx hitrost zraka na kraju „x“ m/sL dolžina odprtine za odsesovanje m W širina rezervoarja m

7





13

Izračun količine odvajanega zraka

Dvostransko odsesovanje

V = 2*vx*L*W*(W/2*L)0,2

v volumski pretok m3/svx hitrost zraka na kraju „x“ m/sL dolžina odprtine za odsesovanje mW širina rezervoarja m





14

Izračun odvajanega zraka

Širina odprtine W m 0,55

Dolžina odprtine za odsesavanje L m 2

Minimalna hitrost zajemanja Vxx m/s 0,4

Količina zraka, ki ga odsesavamo V - enostransko odsesovanje m³/h 2.447

Količina zraka, ki ga odsesavamo V - dvostransko odsesovanje m³/h 2.130

Specifikacije

Rezultat

8





15

Minimalne hitrosti zajemanja vx

≤110°Calkalna kislina-aerosolikem. lesk (Al)

≤80°C≤60°Calkalna kislina -aerosolialkalno - luženje (Al)

≤RTdušikovi oksidiHNO3 - luženje

≤40°CRTHCl-plini, aerosoliHCl - luženje

≤60°C≤50°CH2SO4-aerosoliH2SO4 - luženje

>50°C≤50°Calkalna kislina -aerosoli

elektrolitsko razmaščevanje

≤80°C≤50°Cvodna paravroče razmaščevanje

Minimalni vx m/s0,2 0,3 0,4 0,5Bistvene emisijeFaze v procesu





16


Minimalni vx m/s0,2 0,3 0,4 0,5Bistvene emisijeFaza v procesu

≤65°CCrO3 aerosolitrdi krom

≤40°CCrO3 aerosolikrom lesk

≤98°C≤60°CNiSO4 aerosoliNi (kemično)

≤65°CNiCl2/NiSO4aerosoliNi (vpihavanje zraka)

≤40°CformaldehidCu (kemično)

≤60°C≤40°CCN sol aerosoliCu (alkalno-cianidno)

RTH2S04/CuSO4aerosoli

Cu (kislo, vpihavanje zraka)

9





17


≤95°Cvodna paravroče spiranje

≤100°Cvodna paratesnjenje (Al)

≤RTH2SO4 aerosolianodiziranje

≤40°CRTcian. aerosoli solimedenina (cianid.)

RTHCNsrebro

RTCian. aerosoli soliZn alk.-cianidno

≤40°CHCl pliniZn kislo

Minimalni vx m/s0,2 0,3 0,4 0,5Bistvene emisijeFaza v procesu





18

Medsebojno učinkovanje odvajani zrak (odpadni zrak) - dovajani zrak

dovajani zrak

dovajani zrak

odpadni zrak odpadni zrak

vzdrževalna pot vzdrževalna pot

10





19

Ukrepi za zmanjšanje odvajanega zraka

Pokrov na nosilcu ogrodja





20

Ukrepi za zmanjševanje odvajanega zraka

Pokrov upravlja transportni voz

11





21

Ukrepi za zmanjševanje odvajanega zraka

1. Dvig pokrova2. Premaknitev pokrova3. Spuščanje blaga4. Vračanje pokrova5. Spuščanje pokrova

pokrov

šarža blaga

transportni voz

lovilna skleda

odsesovalna napa

odsesovalna odprtina

zbiralni vod za odvajani zrak





22


Pokrov upravlja transportni voz

12





23


Sistem: Push – Pull

• Usmerjeno pihanje z majhnimi količinami zraka.

• Z zmanjšanim Ws - zmanjšan volumen odvajanega zraka.

• Vrtinčenje zraka pri spravljanju in odnašanju šarže blaga, zaradi tega manj primerno za avtomate.

šarža blaga

odsesovanjedopihovanje

elektrolitski rezervoar





24

Ukrepi za zmanjšanje odpadnega zraka

odsesovalni kanal

nosilec bobna

mehanizem za dviganje in podvozje

tuneldvigovalna traverza vertikalno upravljanje

13





25


Izgradnja tunela za sklop naprav• Ni odprtin za odsesovanje.• Nevarne snovi se zbirajo v tunelu in se odvajajo

skupaj z zrakom.• Nevarne snovi uhajajo skozi sredinske reže na

pokrovu tunela v prostor galvanizacije (učinek dimnika!).

• Dostopnost do naprave je bistveno ovirana.• Zaključek: ni priporočljivo!





26

Ukrepi za zmanjševanje odvajanega zrakaPostavitev zaščitne konstrukcije okoli naprave

• Prostorsko ločevanje naprave in krmilnih postaj za varovanje tehničnega osebja pred nevarnimi snovmi.

• Namestitev naprave za čiščenje odvajanega zraka je kljub temu potrebna.

• Povišanje investicijskih stroškov.• Pri pravilnem projektiranju naprave za čiščenje

odvajanega zraka zaščitna konstrukcija zaradi varstva pri delu ni potrebna.

14





27

Poraba energije naprave za čiščenje odvajanega zraka

• Pogonska energija ventilatorjaeel=0,25*10-3 [kWh/m3]

• Toplota za ogrevanje dovajanega zraka v ogrevalnem časuq = 0,35*10-3*∆ϑm [kWh/m3]

• Potreba po pogonski energijiAel = V*tel*eel [kWh]

• Potreba po toplotiAH = V*tH*q [kWh]

∆ϑm...... srednja temperaturna razlika v °C v ogrevalnem časuV.......... odsesovalna količina zraka v m3/urotel.......... ure obratovanjatH.......... ure ogrevanja





28

Poraba energije naprave za čiščenje odvajanega zraka

• Potreba po energiji naprave za čiščenje odpadnega zraka je neposredno sorazmerna količini odsesovanega/dovedenega zraka.

• Potreba po ogrevanju je dodatno odvisna od lokacije galvanske naprave.

• S primernimi konstruktivnimi ukrepi se lahko zmanjša potrebo po odvajanem in dovajanem zraku in s tem tudi potrebo po energiji.

15





29

Ponovno toplotno izkoriščanje odvajanega zraka

Toploto v odpadnem zraku se lahko uporabi za ogrevanje hladnega dovajanega zraka:

• z izmenjevalnikom zrak/zrak,• s hlajenjem odvajanega zraka z vodo za pranje,

kateri se s hlajenjem toplotne črpalke odvzame toploto in prenese na dovajani zrak.





30

Toplotni izmenjevalnik zrak/zrak

odvajani zrak

dovajani zrak stopnja 1 stopnja 2

dodatno ogrevanje

16





31

Toplotni izmenjevalnik zrak/zrak

odvajani zrakvstop tE=18°Crel. vlaga 70%izstop tA=10°Cdovajani zrakvstop tE=0°Crel. vlaga 20%izstop tA1=12°C

Dodatno ogrevanjestopnja 1

stopnja 1





32

Toplotna izmenjava s toplotno črpalko

pralnikodvajani zrak

toplotni izmenjevalnik

toplotna črpalka

dovaj. zrak

17





33

Toplotna izmenjava s toplotno črpalko

• odvajani zrakvstop tE=18°Crel. vlaga 70%izstop tA=7°C

• dovajani zrakvstop tE=0°Crel. vlaga 20%izstop tA=20°C





34

Ponovno izkoriščanje toploteiz odvajanega zraka

67,5

45

22,5

58

9,5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Wärmebedarf der Zuluft Entnahme aus Abluft Zusatzheizung/Kompressorleistung

Wär

mel

eist

ung

[kW

]

Luft-Luft-Austausch Luftwäscher

odvzem iz odvajanega zrakatoplotna potreba dovajanega zraka dodatno ogrevanje/zmogljivost kompresorja

izmenjava zrak/zrak pralnik zraka

Topl

otna

moč

[kW

]

kW/ 1

0.00

0 m

³ zra

k

18





35

Primerjava postopka

• Izmenjevalnik zrak/zrak– Zapletena vzdrževalna dela pri odvajanem zraku

zaradi zaskorjenosti izmenjevalnih površin.– Dodatno ogrevanje je potrebno.– Investicijski stroški:

• Toplotni izmenjevalnik zrak/zrak• Toplotni izmenjevalnik za dovajani zrak





36

Primerjava postopka

• Toplotna izmenjava s pranjem zraka in toplotno črpalko – Vzdrževalna dela pri odvajanem zraku so zanemarljiva.– Dodatno ogrevanje ni potrebno.– Investicijski stroški:

• Čistilec zraka z zbiralnikom za vodo• Toplotna črpalka• Toplotni izmenjevalnik za dovajani zrak

19





37

Uporaba pridobljenih spoznanj v zasebnem življenju

odvajanje





38

Uporaba pridobljenih spoznanj v zasebnem življenju

odvajanje

Documents

EU-Twinning Project SL04/EN/01 Integrated Pollution ...okolje.arso.gov.si/ippc/uploads/File/9_Energetska_ucinkovitost_pri... · • Nevarne snovi se zbirajo v tunelu in se odvajajo