Martwy punkt dotyczący kosztów utylizacji
Zakup wymiennika ciepła uwzględnia cenę zakupu, koszt instalacji i koszty konserwacji. Koszt utylizacji rzadko jest uwzględniany w kalkulacjach. Zakłada się, że przeprowadzka i utylizacja to drobne, przypadkowe wydatki, niewarte analizy.
W przypadku metalowych wymienników ciepła stosowanych w przemyśle chemicznym założenie to jest błędne. Skorodowana cewka ze stali nierdzewnej lub tytanu wyjęta z kąpieli kwasowej lub trawiącej nie jest złomem. Jest to odpad niebezpieczny. Zanieczyszczenie jego powierzchni-metalami ciężkimi, pozostałościami kwasów, toksycznymi solami metali-powoduje klasyfikację prawną wymagającą licencjonowanej utylizacji w wyspecjalizowanych zakładach.
Wymiennik ciepła PTFE po zakończeniu okresu eksploatacji jest chemicznie obojętny. Powierzchnia fluoropolimeru nie przenosi żadnych wchłoniętych zanieczyszczeń, których spłukanie wodą nie jest w stanie usunąć. Po prostym myciu odkażającym materiał można sklasyfikować jako-niebezpieczny odpad przemysłowy lub, w niektórych jurysdykcjach, plastik nadający się do recyklingu.
Różnica w kosztach utylizacji jest znaczna i powtarza się w trakcie wielu cykli wymiany. Uwzględnienie go w analizie kosztów cyklu życia przesuwa porównanie ekonomiczne dalej w stronę PTFE.
Czynnik powodujący klasyfikację odpadów niebezpiecznych
Metalowe wymienniki ciepła w przemyśle chemicznym gromadzą zanieczyszczenia w wyniku korozji. Produkty korozji-tlenki, chlorki i siarczany metali-zawierają składniki kąpieli procesowej. Cewka ze stali nierdzewnej z linii niklowania zawiera sole niklu. Cewka tytanowa z kąpieli do chromowania zawiera związki chromu. Wymiennik Hastelloy powstały w wyniku trawienia kwasem zawiera pozostałości molibdenu i żelaza.
Progi regulacyjne dotyczące klasyfikacji odpadów niebezpiecznych są niskie. Badanie procedury ługowania charakterystyki toksyczności pozwala określić, czy odpady wypłukują metale regulowane powyżej dopuszczalnych stężeń. Nikiel powyżej 5 mg/l, chrom powyżej 5 mg/l lub ołów powyżej 5 mg/l w odciekach klasyfikuje odpady jako niebezpieczne w większości jurysdykcji.
Skorodowany wymiennik ciepła z zanieczyszczeniem powierzchniowym zwykle przekracza te progi. Cała jednostka-metal i zanieczyszczenia razem- stają się odpadami niebezpiecznymi wymagającymi manifestacji, licencjonowanego transportu i utylizacji w dozwolonym zakładzie.
Tabela 1: Porównanie kosztów utylizacji-na koniec-życia (wymiennik ciepła 50 kW, 5-letni cykl serwisowy)
| Element kosztu utylizacji | Cewka metaliczna (niebezpieczna) | Cewka PTFE (nie-niebezpieczna) |
|---|---|---|
| Klasyfikacja odpadów | Niebezpieczny (zanieczyszczony-metalem) | Inne niż{0}}niebezpieczne odpady przemysłowe |
| Dekontaminacja przed utylizacją | Wymagane (płukanie kwasem generuje dodatkowe odpady) | Opcjonalnie (wystarczające płukanie wodą) |
| Dekontaminacja pracy i chemikaliów | $400-800 | $100-200 |
| Manifestacja odpadów niebezpiecznych | $150-300 | Nie jest wymagane |
| Licencjonowany transport odpadów niebezpiecznych | $500-1,000 | Niewymagane (fracht standardowy) |
| Opłata za zakład przetwarzania/utylizacji | $800-1,500 | 100-300 USD (wysypisko lub recykling) |
| Całkowity koszt utylizacji na jednostkę | $1,850-3,600 | $200-500 |
| Wymiany w ciągu 15 lat | 3-5 jednostek | 0-1 jednostek |
| Całkowity koszt utylizacji w ciągu 15 lat | $5,550-18,000 | $200-500 |
Wymagania dotyczące odkażania
Przed utylizacją zwoje metalowe wymagają odkażenia w celu zmniejszenia-choć rzadko eliminowania-klasyfikacji odpadów niebezpiecznych. Dekontaminacja polega na czyszczeniu chemicznym w celu usunięcia osadów powierzchniowych. Sam proces czyszczenia generuje odpady kwasu i wodę do płukania, które wymagają oczyszczenia.
Jak na ironię, bardziej agresywne odkażanie może pogorszyć profil odpadów poprzez rozpuszczenie większej ilości metalu ze skorodowanej powierzchni, zwiększając zawartość metalu w odpadach czyszczących. Proces ten zmniejsza zanieczyszczenie wężownicy, jednocześnie generując wtórny strumień ciekłych odpadów, który również wymaga utylizacji.
Cewki PTFE wymagają minimalnego odkażania. Nieprzywierająca powierzchnia-usuwa osady po spłukaniu wodą lub delikatnym wytarciu. Nie ma potrzeby czyszczenia chemicznego. Nie powstają żadne odpady wtórne. Woda płucząca zawiera tylko luźno przylegające pozostałości procesowe, a nie rozpuszczony PTFE, ponieważ PTFE się nie rozpuszcza.
Potencjał recyklingu
Metalowe wymienniki ciepła po oczyszczeniu mają wartość złomu. Jednakże koszt odkażania w celu osiągnięcia standardów akceptacji złomu zazwyczaj przekracza wartość złomu. Sprzedawcy złomu odrzucają metal zanieczyszczony chemicznie lub znacznie go dyskontują. Wartość odzysku netto jest często ujemna po uwzględnieniu kosztów dekontaminacji.
Z technicznego punktu widzenia PTFE nadaje się do recyklingu, chociaż infrastruktura do recyklingu fluoropolimerów jest ograniczona. Materiał można zmielić i wykorzystać jako wypełniacz lub poddać recyklingowi chemicznemu w wyspecjalizowanych zakładach. W praktyce większość-wycofanego-PTFE z eksploatacji jest składowana na wysypiskach jako odpady inne niż-niebezpieczne. Wpływ na środowisko składowania obojętnego fluoropolimeru jest mniejszy niż składowania odpadów zanieczyszczonych-metalami ciężkimi.
Streszczenie
Koszty utylizacji i utylizacji skorodowanych metalowych wymienników ciepła znacznie przewyższają koszty w przypadku obojętnych jednostek PTFE w całym cyklu życia sprzętu. Klasyfikacja odpadów niebezpiecznych, spowodowana zanieczyszczeniem skorodowanej powierzchni metalem, wymaga licencjonowanego transportu, przetwarzania i manifestacji, co powoduje dodanie 1850–3600 dolarów na każde zdarzenie związane z utylizacją.
W ciągu 15-lat obejmujących wielokrotną wymianę cewek metalowych skumulowana różnica w kosztach utylizacji może przekroczyć 15 000 USD. Obojętność chemiczna PTFE upraszcza-wycofanie-z życia produktu, aż do płukania wodą i bezpiecznego usuwania, redukując zarówno koszty, jak i obciążenia regulacyjne.
Analiza inżynieryjna mająca na celu porównanie kosztów usuwania odpadów w cyklu życia w określonych jurysdykcjach regulacyjnych jest dostępna po przedłożeniu danych chemicznych procesu, aktualnych ustaleń dotyczących klasyfikacji odpadów, kosztów dostawcy utylizacji i danych dotyczących częstotliwości wymiany.
