Zintegrowane Zapobieganie i Ograniczanie Zanieczyszczeń

4,74
MB (IPPC) Dokument Referencyjny BAT dla najlepszych dostępnych

384
stron technik w przemysłowych systemach chłodzenia - Grudzień 2001

3620
ID Ministerstwo Środowiska

2004
rok

Streszczenie. 2

WSTĘP . 29

Zakres . 33

SŁOWNIK 35

Definicje termodynamiczne 35

Inne definicje 36

Skróty i akronimy. 42

1 Ogólne ujęcie zagadnienia BAT w odniesieniu do przemysłowych systemów chłodzenia 44

1.1 Źródła ciepła, pojemność cieplna i zakres stosowania 51

1.2 System chłodzenia i jego wpływ na sprawność procesu . 53

1.2.1 Zastosowania wrażliwe na temperaturę. 53

1.2.2 Zastosowania niewrażliwe na temperaturę 55

1.3 Optymalizacja procesu podstawowego i regeneracja ciepła . 55

1.3.1 Optymalizacja procesu podstawowego . 55

1.3.2 Wykorzystanie ciepła odpadowego poza zakładem 56

1.4 Wybór systemu chłodzenia spełniającego wymagania procesowe i lokalizacyjne . 57

1.4.1 Wymagania procesowe . 57

1.4.2 Wybór miejsca 59

1.4.3 Warunki klimatyczne 63

1.4.4 Modelowanie matematyczne, symulacje modelowe, testy na obiegach pilotowych. 65

1.5 Wybór technologii chłodzenia pod względem wymagań stawianych przez ochronę środowiska. 65



1.5.1 Ogólne porównanie układów chłodzonych powietrzem i wodą 66

1.5.2 Czynniki projektowe i wybór materiałów. 67

1.5.3 Możliwości zmian technologicznych w istniejących układach . 69

1.5.3.1 Modernizacja – powody i rozważania . 69

1.5.3.2 Zmiana technologii wymiany ciepła . 71

1.5.3.3 Zastąpienie przestarzałej technologii wymiany ciepła technologią nowocześniejszą . 73

1.5.3.4 Unowocześnianie istniejących technologii wymiany ciepła . 73

1.6 Względy ekonomiczne 75

2 Technologiczne aspekty stosowanych układów chłodzenia . 76

2.1 Wstęp . 76

2.2 Wymienniki ciepła . 79

2.2.1 Płaszczowo-rurowe wymienniki ciepła. 79

2.2.2 Płytowe wymienniki ciepła . 79

2.2.3 Wymienniki ciepła a aspekty środowiskowe 79

2.3 System chłodzenia z jednorazowym przepływem. 80

2.3.1 Bezpośrednie systemy chłodzenia z jednorazowym przepływem. 80

2.3.2 Systemy chłodzenia z jednorazowym przepływem z wieżą chłodniczą 81

2.3.3 Pośrednie systemy chłodzenia z jednorazowym przepływem. 82

2.4 Otwarte systemy chłodzenia z recyrkulacją 83

2.4.1 Mokre wieże chłodnicze z grawitacyjnym przepływem powietrza. 85

2.4.2 Mokre wieże chłodnicze z ciągiem wymuszonym 87

2.4.2.1 Mokre wieże chłodzące z tłoczonym powietrzem. 88

2.4.2.2 Mokre wieże chłodnicze z powietrzem zasysanym. 89

2.5 Systemy chłodzenia z obiegiem zamkniętym 90

2.5.1 Systemy chłodzenia powietrzem . 90

2.5.1.1 Wieża chłodnicza z grawitacyjnym przepływem powietrza 92

2.5.1.2 Systemy chłodzenia cieczy powietrzem 93

2.5.1.3 Skraplacze chłodzone powietrzem 94

2.5.2 Mokre systemy chłodzenia w obiegu zamkniętym 96

2.5.2.1 Mokre systemy chłodzenia z obiegiem zamkniętym i wymuszonym przepływem powietrza. .

97

2.5.2.2 Skraplacze pary z odparowaniem 98

2.6 Połączone mokre/suche systemy chłodzenia. 98

2.6.1 Otwarte mokre/suche (hybrydowe) wieże chłodnicze. 98

2.6.2 Hybrydowe systemy chłodzenia z obiegiem zamkniętym. 100

2.6.2.1 Zraszane (ożebrowane) wężownice. 101

2.6.2.2 Chłodnice adiabatyczne, zraszanie i wstępne ochładzanie powietrza, które chłodzi wężownice

101

2.6.2.3 Technologia połączona 102

2.6.2.4 Koszty systemów hybrydowych 102

2.7 Systemy chłodzenia z recyrkulacją . 103

2.7.1 Bezpośrednie systemy chłodzenia z recyrkulacją . 103

2.7.2 Pośrednie systemy chłodzenia z recyrkulacją . 103

2.8 Koszty systemów chłodzenia 104

3 Aspekty środowiskowe przemysłowych systemów chłodzenia i stosowane techniki zapobiegania

oraz redukcji . 106

3.1 Wstęp . 106

3.2 Zużycie energii. 110

3.2.1 Bezpośrednie zużycie energii 110

3.2.2 Pośrednie zużycie energii 111

3.2.3 Redukcja zapotrzebowania na energię do chłodzenia . 114

3.3 Zużycie i emisja wody chłodzącej. 115

3.3.1 Zużycie wody. 115

3.3.1.1 Pobór wody i wymagania jakościowe . 115

3.3.1.2 Stosowane techniki redukcji konsumpcji wody 117

3.3.2 Wciąganie ryb . 119

3.3.2.1 Skala zjawiska 119

3.3.2.2 Stosowane techniki redukcji 121

3.3.2.3 Koszty sygnalizacji świetlnej i dźwiękowej 123

3.3.3 Emisja ciepła do wód powierzchniowych . 123

3.3.3.1 Wielkość emisji ciepła 123

3.3.3.2 Wymagania prawne dotyczące emisji ciepła. 124

3.3.3.3 Stosowane techniki redukcji 125

3.4 Emisje powstające przy uzdatnianiu wody chłodzącej 127

3.4.1 Zastosowanie uzdatniania wody chłodzącej 127

3.4.2 Emisje substancji chemicznych do wód powierzchniowych. 131

3.4.2.1 Biocydy utleniające . 131

3.4.2.2 Biocydy nieutleniające 132

3.4.2.3 Czynniki wpływające na emisję biocydów . 133

3.4.2.4 Poziomy emisji 134

3.4.2.5 Prawodawstwo 134

3.4.3 Redukcja emisji zanieczyszczeń do wód powierzchniowych . 135

3.4.3.1 Zarys ogólny 135

3.4.3.2 Redukcja przez wybór materiału i konstrukcję systemów 140

3.4.4 Redukcja poprzez zastosowanie dodatkowego i alternatywnego uzdatniania wody chłodzącej.

141

3.4.5 Redukcja emisji zanieczyszczeń osiągnięta dzięki ocenie i odpowiedniemu wyborowi substancji

uzdatniających do wody chłodzącej 142

3.4.6 Optymalizacja zużycia substancji uzdatniających wodę chłodzącą 146

3.4.6.1 Dawkowanie substancji uzdatniającej do wody chłodzącej 147

3.4.6.1.1 Zakresy dawkowania 147

3.4.6.1.2 Systemy dozowania 149

3.4.6.2 Monitoring wody chłodzącej. 149

3.4.6.2.1 Monitoring inhibitorów przeciwdziałających powstawaniu osadów i korozji oraz

rozpraszaczy. 150

3.4.6.2.2 Monitoring osadów pochodzenia biologicznego 151

3.5 Użycie powietrza jako czynnika chłodzącego i emisja zanieczyszczeń do powietrza 152

3.5.1 Wymagania dotyczące powietrza 152

3.5.2 Bezpośrednia i pośrednia emisja zanieczyszczeń 153

3.5.3 Opary 155

3.5.3.1 Powstawanie oparów. 155

3.5.3.2 Zmniejszanie ilości oparów. 155

3.6 Emisja hałasu . 156

3.6.1 Źródła hałasu i poziomy hałasu. 156

3.6.2 Ograniczanie emisji hałasu 159

3.6.2.1 Kontrola hałasu wytwarzanego przez spadającą wodę (mokre wieże chłodnicze) . 160

3.6.2.1.1 Działania podstawowe 160

3.6.2.1.2 Sposoby wtórne 161

3.6.2.1.3 Suche wieże chłodnicze 161

3.6.2.2 Kontrola hałasu powstającego w urządzeniach mechanicznych (wieże chłodnicze z ciągiem

wymuszonym) 161

3.6.2.2.1 Działania podstawowe 162

3.6.2.2.2 Działania wtórne. 162

3.6.2.3 Koszty obniżania poziomu hałasu. 163

3.7 Ryzyko związane z eksploatacją przemysłowych systemów chłodzenia 164

3.7.1 Ryzyko wystąpienia przecieków. 164

3.7.1.1 Występowanie przecieków i ich konsekwencje 164

3.7.1.2 Redukcja nieszczelności 165

3.7.1.3 Ograniczenie przecieków poprzez konserwację zabezpieczającą . 167

3.7.2 Składowanie i użytkowanie substancji chemicznych 168

3.7.3 Zagrożenie mikrobiologiczne 169

3.7.3.1 Występowanie drobnoustrojów. 169

3.7.3.2 Pomiar ilości bakterii 170

3.7.3.3 Sposoby ograniczania zagrożenia mikrobiologicznego. 170

3.8 Odpady pochodzące z systemu chłodzenia . 173

3.8.1 Tworzenie się szlamów. 173

3.8.2 Odpady z uzdatniania wody chłodzącej i mycia instalacji 173

3.8.3 Odpady z modernizacji, demontażu i złomowania instalacji 174

3.8.3.1 Używanie tworzyw sztucznych . 174

3.8.3.2 Postępowanie z drewnem używanym w konstrukcjach mokrych wież chłodniczych. 174

3.8.3.3 Wypełnienie mokrych wież chłodniczych. 175

4 Najlepsze dostępne techniki chłodzenia przemysłowego . 155

4.1 Wstęp . 155

4.2 Poziome podejście do definiowania najlepszych dostępnych technik BAT dla chłodzenia