Слепое пятно стоимости утилизации
При закупке теплообменника оценивается цена покупки, стоимость установки и расходы на техническое обслуживание. Стоимость утилизации редко учитывается в расчетах. Предполагается, что вывоз и утилизация являются незначительными, непредвиденными расходами, не заслуживающими анализа.
Для металлических теплообменников в химической промышленности это предположение неверно. Рулон из корродированной нержавеющей стали или титана, извлеченный из ванны кислотного покрытия или травильной ванны, не является металлоломом. Это опасные отходы. Загрязнение его поверхности-тяжелыми металлами, остатками кислот, токсичными солями металлов- приводит к возникновению нормативной классификации, требующей лицензированной утилизации на специализированных объектах.
Теплообменник из ПТФЭ по истечении срока службы химически инертен. Поверхность фторполимера не содержит впитавшихся загрязнений, которые невозможно удалить при промывке водой. После простой дезинфекционной промывки материал классифицируется как неопасные промышленные отходы или, в некоторых юрисдикциях, как пригодный для вторичной переработки пластик.
Разница в стоимости утилизации значительна и повторяется в течение нескольких циклов замены. Включение его в анализ стоимости жизненного цикла еще больше смещает экономическое сравнение в сторону ПТФЭ.
Триггер классификации опасных отходов
Металлические теплообменники в промышленных химических службах накапливают загрязнения в результате коррозии. Продукты коррозии-оксиды металлов, хлориды, сульфаты-содержат компоненты технологической ванны. Рулон из нержавеющей стали с линии никелирования содержит соли никеля. Титановый змеевик из ванны хромирования содержит соединения хрома. Теплообменник Hastelloy после кислотного травления содержит остатки молибдена и железа.
Нормативные пороги классификации опасных отходов низкие. Испытание процедуры выщелачивания характеристик токсичности определяет, выщелачивают ли отходы регулируемые металлы в концентрациях, превышающих допустимые. Никель выше 5 мг/л, хром выше 5 мг/л или свинец выше 5 мг/л в фильтрате классифицирует отходы как опасные в большинстве юрисдикций.
Корродированный теплообменник с поверхностным загрязнением обычно превышает эти пороговые значения. Весь блок-металл и загрязнения вместе-становятся опасными отходами, требующими декларации, лицензированной перевозки и переработки на разрешенном объекте.
Таблица 1. Сравнение затрат на утилизацию в конце--срока эксплуатации (теплообменник 50 кВт, 5-летний цикл обслуживания)
| Элемент затрат на утилизацию | Металлическая катушка (опасная) | Змеевик из ПТФЭ (не-опасный) |
|---|---|---|
| Классификация отходов | Опасный (загрязненный металлом-) | Не-неопасные промышленные отходы |
| Обеззараживание перед утилизацией | Требуется (промывка кислотой приводит к дополнительным отходам) | Опционально (достаточно промыть водой) |
| Обеззараживание рабочей силы и химикатов | $400-800 | $100-200 |
| Проявление опасных отходов | $150-300 | Не требуется |
| Лицензированная перевозка опасных отходов | $500-1,000 | Не требуется (стандартный груз) |
| Плата за очистку/утилизацию | $800-1,500 | $100-300 (вывоз на свалку или переработка) |
| Общая стоимость утилизации за единицу | $1,850-3,600 | $200-500 |
| Замены более 15 лет. | 3-5 единиц | 0-1 единиц |
| Общая стоимость утилизации за 15 лет | $5,550-18,000 | $200-500 |
Требования к обеззараживанию
Перед утилизацией металлические теплообменники требуют обеззараживания, чтобы снизить-хотя и редко исключить-классификацию опасных отходов. Обеззараживание включает в себя химическую очистку для удаления поверхностных отложений. В процессе очистки образуются отработанная кислота и промывочная вода, которые требуют очистки.
По иронии судьбы, более агрессивная дезактивация может ухудшить профиль отходов, растворяя больше металла с корродированной поверхности, увеличивая содержание металла в отходах очистки. Этот процесс снижает загрязнение змеевика, одновременно создавая вторичный поток жидких отходов, который также требует утилизации.
Змеевики из ПТФЭ требуют минимальной дезактивации. Не-поверхность удаляет отложения при промывании водой или осторожном протирании. Никакой химической чистки не требуется. Вторичные отходы не образуются. Промывочная вода содержит только неплотно приставший технологический остаток, а не растворенный ПТФЭ, поскольку ПТФЭ не растворяется.
Потенциал переработки
Металлические теплообменники в чистом виде представляют собой металлолом. Однако стоимость обеззараживания для достижения стандартов приемки лома обычно превышает стоимость лома. Продавцы металлолома отказываются от химически загрязненного металла или делают на него большие скидки. Чистая стоимость восстановления часто бывает отрицательной после затрат на дезактивацию.
ПТФЭ технически пригоден для вторичной переработки, хотя инфраструктура переработки фторполимеров ограничена. Материал может быть измельчен и использован в качестве наполнителя или подвергнут химической переработке на специализированных предприятиях. На практике большая часть ПТФЭ с истекшим--сроком эксплуатации выбрасывается на свалку как неопасные отходы по низкой цене. Воздействие на окружающую среду захоронения инертного фторполимера ниже, чем захоронение отходов,-загрязненных тяжелыми металлами.
Краткое содержание
Затраты на переработку и утилизацию корродированных металлических теплообменников значительно превышают затраты на установку из инертного ПТФЭ в течение жизненного цикла оборудования. Классификация опасных отходов, вызванная загрязнением металлом корродированной поверхности, требует лицензированной перевозки, обработки и оформления, что добавляет 1850–3600 долларов США за каждое мероприятие по утилизации.
За 15-летний период при многократной замене металлических катушек совокупная разница в затратах на утилизацию может превысить 15 000 долларов США. Химическая инертность ПТФЭ упрощает обращение с материалом в конце--срока эксплуатации, сводя его к промывке водой и безопасной утилизации, что снижает как стоимость, так и нормативное бремя.
Инженерный анализ для сравнения затрат на утилизацию отходов жизненного цикла в конкретных регулирующих юрисдикциях доступен после предоставления данных о химическом составе процесса, текущих определениях классификации отходов, затратах поставщиков по утилизации и данных о частоте замены.
