Правой кнопкой размеров экологического контроля

Размер имеет значение - и больше не обязательно лучше когда дело доходит до борьбы с загрязнением. Это более важно иметь правильный размер, чем максимальный размер.

"Больше не всегда лучше" имеет особое значение для предотвращения загрязнения, так как некоторые системы контроля загрязнения могут быть менее эффективными при пониженных нагрузках. Это, как правило, потому что они были разработаны для условий, которые больше не существуют. Решение часто требует пересмотра оборудования, с тем чтобы он мог функционировать при более низких нагрузках.

Определение правильного размера для очистными устройствами требует полного понимания реальных условиях дизайн или. если условия варьируются, дизайн регулируемые контроля, которые могут обрабатывать большие различия. Большинство систем экологического контроля не рассчитаны на стационарный режим: расход / voluine. концентрации загрязняющих веществ и температуры одним из условий, которые обычно различаются. Системы управления регулярно предназначены для обеспечения контроля над целым рядом условий. В дальнейшем этот круг расширяется, однако, сложнее дизайн становится и тем больше вероятность того, что эффективность контроля будет поставлен под угрозу.

Хотя фраза "right-si/ing" часто ассоциируется с плохой новости, такие как сокращение численности персонала или при закрытии предприятия, здесь этот термин используется в буквальном смысле, чтобы описать надлежащего согласования загрязняющих веществ и элементов управления. В этой статье рассматриваются шесть примеров, иллюстрирующих необходимость right-si/.e систем управления и приведения их в соответствие с пост-предотвращения загрязнения условиях.

Примеры охватывают несколько отраслей промышленности и различных типов систем борьбы с загрязнением - термальный окисления летучих органических соединений (ЛОС), промышленных sewerline калибровки, инерциальная сбора котла частиц. печи воздуховодов, соляной кислоты очистка и бокситы Дуси агломерации. Но они имеют общую тему - что загрязнение контроля часто не работают, а при входе (минимумов и / или концентрации снижаются. Это явление несколько нелогичным, и его последствия обсуждаются в конце этой статьи.

Примеры основаны на реальных случаях, которые произошли за последние несколько лет, хотя и фирменные наименования и места были опущены. В некоторых случаях условия были упрощены, чтобы избежать излишней сложности, потому что цель состоит в том, чтобы проиллюстрировать концепцию right-si/.ing, а не сверло глубоко в особенности в каждом отдельном случае.

Пример 1: Слишком мало загрязняющих веществ

Промышленные объекты производства смазочных производится на основе нефти смазочных материалов через ряд пакетном режиме, издал ряд ЛОС. Все партии операции с капюшоном и выпускается в одной регенеративных тепловых oxidi / ег (RTO), схематически изображена на рис I.

Выбросов в атмосферу для разрешения RTO требуется поддержание минимальной температуры и времени пребывания в oxidi / э, а также минимальные уничтожения и удаления (DRE) от 96,5% на постоянной основе. Это DRE видимо на основе гарантии изготовителя RTO, которое было обусловлено рядом определенных условиях испытаний, включая температуру, время пребывания и минимальный входной концентрации ЛОС.

В первые годы работы и испытания RTO. минимальный DRE было легко выполнены. Примерно через пять лет после запуска объекта, однако, производитель смазочных изменил ее формулировки партии в пользу использования менее летучих органических компонентов. Это привело к снижению концентрации летучих органических соединений, но только при определенных формулировок, где производится.

Испытания RTO в ходе таких партий с низким содержанием ЛОС операции выяснилось, что входной концентрации ЛОС были значительно меньше, чем первоначально предполагалось, и что DRE был на несколько процентных пунктов ниже требуемого минимума. 2 представлены результаты испытаний - выбросы ЛОС и выход соответствующего DRE при различных нагрузках входе ЛОС. Он показывает, что использование производственных процессов, которые по своей сути получать меньше ЛОС - распространенная форма предупреждения загрязнения - на самом деле снизили эффективность RTO ниже допустимого DRE требования.

В абсолютном смысле, сокращение выбросов входе должны были рассматриваться как позитивный шаг и экологических минимальной DRE должны были быть отменены. Как показано на рисунке 2. масса выбросов ЛОС, всегда были в пределах разрешения предел (U.45 Ib / ч), даже если DRE была значительно ниже 96,5%. Тем не менее, так как минимальный DRE были включены в разрешение на эксплуатацию завода и в свою очередь на государство Implementation Plan (SIP), обращаясь к DRE сокращение было более сложным, чем можно было ожидать.

Решение этой дилеммы начал с серии испытаний стек к документу текущее измеренное в процессе уничтожения и удаления разнообразных пакетные операции. По завершении тестирования, регулирующий орган постановил, что первоначальный 96 .. W DRE будет применяться только тогда, когда входной концентрации ЛОС превысил порог. Планка была поставлена рядом с оригинальным дизайном условии допущения (около 10 кг / ч). Ниже этого порога, границы были вновь высказаны времени ставка масса выбросов, а не как минимум DRE. Кроме того, в документе соблюдения протокола испытаний был пересмотрен со стандартной 3 часа серии стека тесты для непрерывного 24-часового мониторинга ЛОС программы LOR входе и выходе условиях.

Нормативных проблема была решена в конце концов и RTO теперь в состоянии соблюдения. Однако фактом остается то, что по крайней мере в этом случае уменьшается эффективность сжигания (по определению DRE) при входе концентрации ЛОС были уменьшены на предотвращение загрязнения.

Пример 2: Слишком маленький поток

Объект обработки стали был построен примерно в шести милях от реки. Он имел собственный завод по очистке сточных вод, которые сбрасываются в канализацию, чтобы начать свою 6-ми путешествие к реке. Все условия его разрешения были выполнены.

Очистные сооружения были oversi / Под ред для размещения потенциальное увеличение производства в будущем. Она была разработана на основе консервативных прогнозов потребления воды и сточных вод хау ", которые, как правило, завышают фактические величины потока.

В большинстве случаев, имеющих oversi / Под ред очистных и негабаритных канализационные системы не будет проблемой. В этом случае, однако, по-размер канализации сама стала проблематичной.

Благодаря лучшей, чем ожидалось, повышение эффективности потребления воды и wastewaler поколения, фактическое количество разряжен в канализацию линии зачастую меньше, чем одна треть дизайн потоков. Tlowrate и скорости через канализационные были сокращены, расширения возможностей в застой канализационные линии. Хотя очистных сооружений выполняет свои стоки требований, органические вещества и другие загрязняющие вещества по-прежнему присутствует в сброса сточных вод. Микроорганизмы также присутствовали, и это было больше времени для расти в медленно текущей канализационной линии. Результат был запах проблему сброса в реки и рост бактерий на внутренних поверхностях канализационные линии.

Снова, больше не лучше - улучшение охраны водных ресурсов на самом деле создал проблемы для канализационной линии.

Одно из возможных решений было бы хлорирование сточных вод в целях снижения роста бактерий. Завод был очень строгим хлора и хлорида стоков ограничения, однако, так просто chlorinalion не представляется возможным.

Вместо этого, решение проблемы требует улучшения жирной разделе отходов очистных сооружений (в целях дальнейшего сокращения органических нагрузок), тактические того перекиси водорода для не-вычетов бактериальных контроля, а также того бесконтактных охлаждающей воды в канализацию линии ( для увеличения громкости без увеличения объемов загрязняющих веществ). Эти действия устранить запах проблемы.

Пример 3: Слишком медленно

1950-марочных котельной, содержащиеся 4 stokerfired угольных котлов. Только по ограничению выбросов, установленные на них рассчитаны на несколько циклонов инерциальных коллекционеров, также известный как мульти-клонов (рис. 3). Они не являются высокоэффективными коллекционеров, так котлы должны быть совместно устал от природного газа для того, чтобы остаться в метельчатые и SO ^ 2 ^ к югу ограничения на выбросы. Масштабы необходимой сжигания пострадал от эффективности многих клонов на устранение метельчатые из дымового потока газа. Если несколько клонов, работающих на снижение эффективности, больше природного газа, должны быть cofired для обеспечения соблюдения, и, наоборот, если они работают более эффективно, меньше газа, было необходимо.

Эффективность многих циклона инерционной сепарации является функцией перепада давления на коллекторе циклонов. Перепад давления, в свою очередь, является функцией статического давления выхлопной системы, а расход через коллекторы.

Для целей КПД котла и ограничении выбросов окислов азота (NO ^ югу х ^), лучше всего работают котлы на низких уровнях избытка кислорода. Для таких котлов, это было достигнуто за счет добавления рециркуляция топочных газов (ФРГ), а также улучшение контроля воздуха горения. Эти модернизации управления горением, однако, привело к чистому сокращению дымовых газов и как следствие, снижение перепада давления через несколько клонов. Мульти-клоны были фактически менее эффективным Aller повышения эффективности использования энергии было сделано из-за снижения расхода и перепада давления.

Multi-циклоны, сами не имеют движущихся частей, и очень немногие поправки могут быть сделаны Io них. В этом случае, несколько клонов были осмотрены, очищено и отремонтировано в maximi / .e их эффективности. Корректировки также были сделаны в ФРГ системы довести объемы выхлопных газов, как близки к расчетным значениям по возможности без jeopurdi / .ing энергоэффективности или NO ^ х ^ к югу контроля. Наконец, увеличение газа сжигания должен был компенсировать снижение эффективности многих клонов.

Мульти-клонов возможно, был прав размера LOR своих первоначальных условий эксплуатации, но они не были хорошо подобраны с пересмотренным условиям эксплуатации этой котельной.

Пример 4: Какой размер нужного размера?

Максимальная достижимая техника управления (ТМДОВ) правила металлургический производства требуют новых контроля над доменной печи литейных печей и основные кислорода (совещаниях BOF). BOF магазины, как и многие другие промышленные предприятия, работать в широком диапазоне условий Руководствуясь производственных графиков и протоколов работы печи.

В этом случае, вентиляции и фильтрации ткани (рукавных) метельчатые системы управления в настоящее время установлен для захвата средних выбросов из двух судов BOF. Для обеспечения максимальной эксплуатационной гибкости для кислородно-конвертерного цеха, вся система воздушного контроля загрязнения можно было бы предназначены для наихудших условий, которые возникают, когда обе печи в эксплуатацию - то есть один сосуд во время зарядки аккумулятора, а другие в настоящее время постучал. Максимальный объем для покрытия таких худшем случае, однако, почти в два раза нормальный максимальная рабочая для магазина, так как обычно только один сосуд проходит зарядки или стук в любой момент времени. Кроме того, поскольку загрузки и выпуска приходится лишь часть работы каждого судна, максимум (наихудший) разработать условия были рассчитаны на место не более 8% от общего времени работы магазина.

Дилемма выбора надлежащих условий дизайн для рукавных - дать возможность ТМДОВ ограничения должны выполняться при наихудшем случае операции, пока не завышенный размер системы для нормальной работы. Опять же, правильный размер не обязательно большого размера.

Решение в этом случае представляет собой сочетание конструктивных особенностей и эксплуатационных ограничений. Сама система была разработана для поддержания консервативной (5,0: 1 до 5,5: 1) рукавных класса "воздух-ткань отношение во все иные условия, чем" худшем случае ". При одновременном загрузки и выпуска, система может испытывать отношение рукавных класса "воздух-ткани выше, чем 6.4:1, но это будет разрешено лишь в течение короткого периода времени (не более 5 мин.) Для того, чтобы продолжительность и частота наихудших условиях было сведено к минимуму, действующие ограничения были включены в рабочий завода и процедур технического обслуживания для ограничить одновременное прослушивание / литья заготовок для относительно небольшой процент от времени и приостановить офф-лайн ведьма очистки при таких условиях .

Пример 5: Недостаточно потока

В травильных линии, полосы или ленты carhon стали проходить через подогревом танков соляной кислоты (HCI) и HCl дым, исходящий из танков. В этом случае, танки покрыты, вентиляции и сохранить при отрицательном давлении. Газы от танков воздуховодов на мокрый скруббер для соблюдения применимого стандарта МДТО.

Контрольное устройство было сито поднос скруббера, которые были разработаны 20 лет назад оригинальный набор танков. Сито-лоток скрубберы (рис. 4) являются эффективным средством удаления HCI и, как правило, требуется меньше воды, чем объем упакованы кровать скрубберов. Они работают лучше всего, когда условия входа устойчивая. Их эффективность удаления является чувствительным к колебаниям на входе, потому что как восходящий поток газа через скруббер имеет очистка решения (например, воды) на верхней стороне каждого лотка, где HCl поглощение.

Объекты заменить несколько крупных HCl танки с новыми и более жесткие танков в последние годы. Потому что новые танки лучше построить и более плотно закрытыми, сохранение негативного воздействия в них требуется меньше объема вентиляции. Объем через скруббер сито поднос, следовательно, был сокращен также. Сохранение первоначального объема вентиляции было бы расточительным, поскольку он излишне снял тепловой энергии от танков и использовать ненужные электроэнергии на фаны.

Это было, поэтому решил уменьшить объемы вентиляции для улучшения эффективности использования энергии без jeopardi /, ING безопасности цистерны или защиты окружающей среды. С сократили объемы на входе, однако, выполнение сито поднос скруббера ухудшилось и стало трудно надежно достижения требуемых пределов контроля МДТО. Энергоэффективность и контроля за выбросами, как представляется, взяла курс на столкновение.

Одно из возможных решений было бы сорвать свежий воздух в сито поднос скруббера только для восстановления объема скруббера входе в расчетных условиях без ущерба для вентиляции травления танков. Этот вариант был рассмотрен, но это было судить возможными убытками в том смысле, что он будет потреблять вентилятора лошадиных сил (электрической энергии) без улучшения травления танк вентиляции.

После нескольких альтернатив были оценены, сито-лоток скруббера был заменен упакованы пылеуловителя, который является более гибким в своем ответе на колебаниями потоков. Хотя упакованы пылеуловителя действительно использует приблизительно на 10% больше воды, чем блок-irav сито, потребление воды является минимизация / CD гип рециркуляции и использования зондов OT проводимости контролировать и свести к минимуму уровень скруббера продувки. Упакованы пылеуловителя был размера для получения новых, необходимых номера вентиляции, но она может быть легко приспособлена вверх или вниз в более широком диапазоне, чем sievetray подразделение могло бы удовлетворить.

Пример 6: Недостаточно пыли

Производство алюминия начинается с добычи руды боксита. Как бокситов высушивают до отгрузки, выбросы твердых частиц вентилируются из сушилки через несколько устройств управления, сначала циклонической incrtial сепараторы. Пыль от этих сепараторов дуги химически отличается от бокситов продукт, но их тонкой оказывает размер частиц их слишком пыльная, подлежащих передаче, и отправлен, если дальнейшее уплотняется.

Бокситов пыль представляет потенциально извлекаемых твердых отходов, но он не может обрабатываться в виде они были собраны. Для того, чтобы восстановить пыли, агломерации была установлена система для преобразования собранных частиц с уплотненных гранул, которые могли бы ему передал, отправлены и обработаны вместе с другими руды боксита. Агломерации система была разработана на основе предполагается циклона эффективности сбора пыли и частиц нагрузки си / е распределений из сушилки, и он был предназначен для непрерывной работы.

Из-за природы минеральных руд, фактическое количество пыли бокситов, концентрации и размеров частиц собрал, существенно различается. Даже погодные условия сказались на характеристиках бокситов пыли, собранной из циклонов.

Когда количество собранной пыли был ниже уровень дизайна агломерации системы, система должна работать в пакетном режиме, а не непрерывно. Хотя может показаться, что сокращение Хоус должно быть проще в обращении, в данном случае (с низким пыли был слишком низким для поддержания непрерывного действия. Операционной системы в пакетном режиме, оказалось проблематичным из-за большого числа старт / стоп циклов и объем внимания оператора требуется. система не работала, а в пакетном режиме, как это было в непрерывном режиме.

К счастью, агломерации, система состоит из трех идентичных агломерации поезда предназначены для работы в параллель. Было принято решение консолидировать бокситов пыли (низком уровне при помощи только одного из поездов. Настоящее время система расширяемая на один поезд-на-постоянной основе, а не на постоянной основе. Вся система до сих пор смолы негабаритных, а не как гибкой, как хотелось бы, но крайней мере, может работать непрерывно на ее снижения нагрузки пыли.

Уроки, извлеченные

Один образец, который вытекает из этих случаев является то, что supersi / ИНГ системы экологического управления не всегда является эффективным экологически и экономически. Многие систем экологического контроля (как и другие производства prcx-цессы) могут эффективно работать в диапазоне условий - но Есть пределы этого рабочего диапазона. Каждый процесс представляет особых проблем, и каждый требует отдельного процесса мысли прийти к лучшим решением.

Еще одна тема, среди этих примеров является то, что предотвращение загрязнения, замены материала и эффективности использования энергии может иногда нарушать экологических систем управления, что делает их менее эффективными. Часто, фактическая ставка массы выбросов выбросов в окружающую среду улучшается, но сбор / контроль эффективности, измеряемый как процент от входа Как. ухудшается.

Некоторые из проблем, проиллюстрированных здесь может быть решена с помощью документации и разрешения модификации, особенно с упором на массового уровнем выбросов, а не сбор / эффективности удаления как мера успеха экологической деятельности. Другие проблемы требуют более инженерных решений, таких как изменения в функционировании существующего оборудования или полная замена оборудования самих систем.

В большинстве случаев, обеспечение гибкой экологических характеристик требует гибкого мышления со стороны инженеров, поставщиков оборудования, операторов и регулирующих органов. Right-si/ing редко juxi htippens - это продукт интеллектуального экологического инжиниринга.

ЛИТЕРАТУРА

1. Купер, К. I)., И. C. UIT). Борьба с загрязнением ". Третьи под ред. Hgurc 11,13, стр. 349, Уэйвленд Пресс, Лонг Grove, IL (2002).

2. Деттингер управления проектами. "Загрязнителей воздуха и контролю Devices: Устройства для LOR частиц Emmisions; Multi-клонов," <A HREF = "http://www.dettinger.com/pm/Engineeering/PollutionConlrol.htinl" целевых = "_blank" относительной = "NOFOLLOW "> www.dettinger.com / м. / Engineeering / PollutionConlrol.htinl </ A>.

3. Конрад, JW, под ред. "Экологическая Deskbook Наука", 8:08 рис. стр. 8-39, Западная группа, Иган, М. Н. (2002).

Джозеф Е. Дакетт

SNC-LAVALIN AMERICA, INC

Е. Джозеф (Джо) Дакетт, PE, доктор философии, директор экологической техники для офиса Питтсбург операций SNC-Lavalin America, Inc, международной инженерно-строительной компании (6585 Пенн пр. .. Pittsburgh, PA 15206; Телефон : (412) 365-3707, E-почта: joseph.duckett <a href="mailto:joseph.duckett@snclavalin.com"> @ <snclavalin.com />). Он обладает более чем 30 летний опыт работы в природоохранного регулирования, научно-исследовательские и техники. Он получил докторскую степень в области природоохранной инженерии и науки из Дрексел университет, степень магистра Univ. Питтсбурга и Дрексел Univ., а также степень бакалавра в Джорджтаунском Univ. Он является профессиональным инженером зарегистрированных в шести штатах. Он является членом и председателем прошлом качества воздуха в Пенсильвании Технического консультативного комитета, а также в прошлом председатель воздуха и утилизации отходов Ассоциации (ОМА) Аллеени Горный участок. Эта статья основана на документе, представленном на 2005 ОМА ежегодной Конференции.