Ak ste niekedy navštívili továreň na spracovanie kože, budete vedieť, že prvá vec, ktorá vás zasiahne (okrem zreteľného zápachu koží a chemikálií), je ťažký, teplý vzduch valiaci sa z výrobných liniek. Vyčiňovanie, vytvrdzovanie a konečná úprava koží sú energeticky náročné procesy – väčšina tovární sa spolieha na veľké kotly na ohrev vody, sušenie koží a chemické spracovanie a tieto kotly každú hodinu odčerpávajú obrovské množstvo horúcich výfukových plynov. Celé roky bol tento výfuk vypúšťaný priamo do atmosféry, čo bola strata energie a peňazí. Ale dnes sa čoraz viac spracovateľov kože obracia na systémy rekuperácie výfukových plynov, aby znovu zachytili plytvanie teplom, znížili náklady a znížili svoju uhlíkovú stopu. Ako dodávateľ technológie rekuperácie výfukových plynov som spolupracoval s desiatkami kožiarskych závodov na implementácii týchto systémov a dovoľte mi povedať vám, že výsledky menia hru.
Začnime tým, prečo je odvod tepla taký veľký problém pri spracovaní kože. Činenie koží vyžaduje konzistentnú vodu s vysokou teplotou na namáčanie, vápnenie a odvápňovanie – továrne často potrebujú na tieto procesy vodu zohriatu na 60–80 °C. Sušenie hotových koží je ďalším masívnym užívateľom tepla: po vyčinení sa koža vešia vo veľkých sušiacich komorách, ktoré fúkajú horúci vzduch, zvyčajne okolo 50 – 70 °C, aby sa odparila vlhkosť. Kotly, ktoré poháňajú tieto stupne, väčšinou bežia na zemný plyn alebo dokonca ťažký vykurovací olej a ich výfukové plyny opúšťajú komín pri teplotách medzi 180 – 250 °C. To nie je len horúca – je to potenciálna energia, ktorá doslova stúpa do dymu. Tu prichádza na rad rekuperácia výfukových plynov.
Ako to teda funguje konkrétne pri spracovaní kože? Nie je to univerzálny systém, ale základný princíp je jednoduchý: preniesť teplo z horúcich výfukových plynov do použiteľného média (zvyčajne vody alebo vzduchu), ktoré sa vracia späť do výrobných procesov, namiesto toho, aby ho vypúšťalo von. V kožiarňach sa najčastejšie používa kombinácia ekonomizérov a výmenníkov tepla, a tu prichádza na rad naša technológia. Dovoľte mi rozobrať kľúčové komponenty krok za krokom.
Po prvé, fáza zberu výfukových plynov. Systém začína strategicky umiestnenými digestormi a potrubím, ktoré ťahajú horúce výfukové plyny z komína kotla, sušiacich komôr a dokonca aj z iných procesných oblastí (ako je zariadenie na čistenie odpadových vôd, ktoré tiež vytvára teplé výfukové plyny zo sušenia zahriateho kalu). Na spracovanie kože navrhujeme tieto kanály tak, aby sa zabránilo zachytávaniu chĺpkov, kožených vlákien alebo chemickej hmly, ktorá sa môže časom nahromadiť - továrne na výrobu kože produkujú veľa jemných častíc, takže systém potrebuje samočistiace filtre, aby sa zabránilo upchávaniu. Akonáhle je výfuk vtiahnutý dovnútra, presunie sa do hlavnej regeneračnej jednotky, kde prvou zastávkou je zvyčajne ekonomizér z uhlíkovej ocele. Počkajte, porozprávajme sa o tom: Ekonomizér z uhlíkovej ocele je navrhnutý špeciálne na zvládnutie miernej korozívnosti výfukových plynov z kotlov, čo je veľké plus pre kožiarske továrne, pretože mnohé z nich používajú pri opaľovaní aj kyslé alebo zásadité chemikálie, ktoré môžu unikať do výfukových plynov. Úlohou ekonomizéra je predhrievať vstupnú napájaciu vodu kotla ešte predtým, než sa dostane do samotného kotla. Namiesto posielania studenej mestskej alebo studničnej vody priamo do kotla, ktorý si vyžaduje obrovské množstvo paliva na ohrev, ekonomizér využíva horúce výfukové plyny na ohrievanie napájacej vody z 20°C na 80°C, čím znižuje spotrebu paliva kotla. To je obrovská výhra pre kožiarske továrne, ktoré prevádzkujú svoje kotly 24 hodín denne, 7 dní v týždni počas výrobných cyklov.
Samotný ekonomizér však zriedka stačí na tepelné potreby továrne na výrobu kože. Sušiace komory, ktoré sú jedným z najväčších spotrebiteľov tepla, často vyžadujú viac ohriateho vzduchu, ako dokáže poskytnúť ekonomizér. Tu prichádza na rad výmenník tepla Economiser. Tento komponent funguje ako prostredník: odoberá už čiastočne ochladený výfukový plyn (teraz okolo 100–120 °C za ekonomizérom) a odovzdáva jeho zostávajúce teplo čerstvému, čistému vzduchu, ktorý sa privádza do sušiacich komôr. Kožené kože potrebujú konzistentný vzduch s nízkou vlhkosťou, aby vyschli bez praskania alebo tvorby plesní, takže teplo z výfuku je na to ideálne. Výmenník tepla zaisťuje, že sa žiadne výfukové plyny nezmiešajú s čistým procesným vzduchom, čo je rozhodujúce pre kontrolu kvality pri výrobe kože – nechcete, aby sa výfukové chemikálie alebo častice dostali na hotové kože.
Počkajte, porozprávajme sa o tom, ako to súvisí s celkovou rekuperáciou tepelnej energie pre kožené prevádzky. Nejde len o výfuk z kotla. Mnoho kožiarskych závodov má ohrievanú odpadovú vodu z oplachovania koží, ktorá sa zvyčajne posiela do čistiarní na 40–50 °C. To je ďalší zdroj odpadového tepla, ktorý môžeme využiť. Naše systémy na rekuperáciu tepelnej energie často obsahujú sekundárny výmenník tepla, ktorý odoberá teplo z tejto odpadovej vody na predhrievanie vody používanej v procesoch namáčania a vápnenia ešte predtým, ako sa dostane do hlavného systému kotla.Správa o mapovaní energetickej účinnosti Indického úradu pre energetickú účinnosťpre kožiarsky sektor dokumentuje ekonomiku projektov zhodnocovania odpadového tepla zo spalín: pri rekuperácii odpadového tepla zo spalín na predohrev vody je investícia do 500 000 rupií s jednoduchou dobou návratnosti menej ako 3 roky; na predohrev vzduchu je investícia až 800 000 rupií s dobou návratnosti kratšou ako 4 roky.Projekt financovaný Ministerstvom energetiky USAvykonali v teréne test výmenníka tepla z plastovej fólie v Prime Tanning Company v Maine na rekuperáciu tepla z odpadovej vody z garbiarne; test preukázal, že technológia dokáže zvládnuť odpadovú vodu obsahujúcu pevné látky a korozívne látky, ale tiež poznamenal, že je potrebné vyriešiť praktické problémy s vybavením. Databáza IAC v USA zaznamenáva odporúčanie „obnoviť teplo z výfukových plynov, horúceho vzduchu alebo horúcej vody“ pre nemenovanú spoločnosť zaoberajúcu sa opaľovaním kože, s odhadovanými ročnými úsporami 103 343 USD, nákladmi na implementáciu 192 803 USD[3] a stavom „neimplementované“.Štúdia energetického auditu továrne na kožu Sheba v Etiópiinavrhla 19 odporúčaní na úsporu energie s celkovým potenciálom ročných úspor približne 29 900 USD, nákladmi na implementáciu približne 15 900 USD a dobou návratnosti 7 mesiacov, ktoré zahŕňajú kotly, motory, ventilátory a vzduchové kompresory.
Samozrejme, spracovanie kože má jedinečné výzvy, vďaka ktorým sa rekuperácia výfukových plynov líši od iných priemyselných odvetví. Po prvé, je to vlhkosť. Sušenie koží vyžaduje veľmi suchý vzduch, takže teplo, ktoré získavame, nemôže do tohto prúdu vzduchu pridať vlhkosť. Naše výmenníky tepla sú navrhnuté s reguláciou kondenzácie, aby sa tomu zabránilo – pred prenosom tepla do sušiaceho vzduchu odstraňujeme prebytočnú vlhkosť z výfuku, čo tiež zlepšuje kvalitu sušenia.
Po druhé, je tu chemická záťaž. Pri opaľovaní sa používa chróm, formaldehyd a ďalšie chemikálie, ktoré môžu byť prítomné vo výfukovej alebo procesnej vode. Ekonomizér z uhlíkovej ocele, ktorý som už spomínal, je potiahnutý špeciálnou výstelkou odolnou voči korózii, ktorá zvláda miernu kyslosť z týchto chemikálií, takže časom nedegraduje. Inštalujeme tiež pravidelné monitorovacie senzory, ktoré sledujú zloženie výfukových plynov, teplotu a účinnosť prenosu tepla, takže továrne môžu zachytiť malé problémy skôr, ako sa zmenia na drahé poruchy.
Ďalšia častá otázka, ktorú dostávam od manažérov tovární, je: ako rýchlo sa tieto systémy splácajú? Pre stredne veľké koželužne stojí systém úplného spätného získavania tepla zvyčajne medzi 120 000 a 180 000 USD, v závislosti od veľkosti prevádzky. Pri úsporách na účtoch za palivo a vodu vo výške 25–35 % ročne je doba návratnosti zvyčajne 18–24 mesiacov. Potom je to čistý zisk. A to ešte nepočítame výhody udržateľnosti. Mnoho krajín, najmä v EÚ a juhovýchodnej Ázii, má teraz predpisy o emisiách uhlíka, ktoré penalizujú továrne s vysokou spotrebou energie. Naše systémy rekuperácie tepla môžu znížiť emisie uhlíka v kožiarskych továrňach až o 40 % – to je veľký problém z hľadiska dodržiavania predpisov a tiež to pomáha továrňam uvádzať ich produkty na trh ako ekologické, čo je obrovský predajný argument pre značky, ktoré uprednostňujú udržateľnú kožu.
Budem úprimný, inštalácia týchto systémov nie je plug-and-play. Každá továreň na výrobu kože je iná: typ koží, ktoré spracovávajú (hovädská koža vs. ovčia koža), používané metódy činenia (činenie chrómom vs. činenie zeleniny), veľkosť ich sušiacich komôr a vek ich kotlov, to všetko ovplyvňuje dizajn systému rekuperácie tepla. Preto úzko spolupracujeme s každou fabrikou, aby sme najskôr urobili úplný energetický audit. Prechádzame výrobnou podlahou, meriame teploty výfukových plynov, mapujeme spotrebu procesnej vody a hovoríme s pracovníkmi linky, aby sme zistili, kde presne je plytvanie teplom, a potom prispôsobíme systém, ktorý vyhovuje ich špecifickým potrebám.
Jedna vec, ktorú vždy zdôrazňujem, je, že rekuperácia výfukových plynov nie je len o šetrení peňazí, ale aj o zabezpečení vašej firmy do budúcnosti. Spracovanie kože čelí väčšiemu tlaku ako kedykoľvek predtým, aby sa znížili náklady a stalo sa udržateľnejším. Ceny surovín sú nestále, náklady na energiu len rastú a spotrebitelia požadujú etickejšie a ekologickejšie produkty. Systém rekuperácie tepla je investíciou, ktorá kontroluje všetky tri polia: nižšie prevádzkové náklady, lepšie dodržiavanie predpisov a obchodovateľný príbeh o udržateľnosti.
Na konci dňa je jadrom rekuperácie tepelných výfukových plynov premena niečoho, čo sa kedysi považovalo za odpad, na cenný zdroj. Pre kožiarske továrne je to obojstranne výhodné: menej plytvania energiou, nižšie účty a menšia ekologická stopa. Ak ste manažér alebo majiteľ spracovania kože a chcete znížiť náklady a zlepšiť udržateľnosť, nikdy nebol lepší čas na preskúmanie týchto systémov. Navrhujeme, vyrábame a inštalujeme vlastné riešenia rekuperácie výfukových plynov prispôsobené jedinečným potrebám spracovania kože a náš tím poskytuje podporu 24 hodín denne, 7 dní v týždni, aby váš systém fungoval pri maximálnej účinnosti. Ak sa chcete dozvedieť viac o tom, ako môžeme pomôcť vašej továrni znížiť náklady na energiu a emisie, kontaktujte náš tím, aby sme prediskutovali vaše požiadavky a naplánovali si vlastný energetický audit.
Referencie
[1] Bureau of Energy Efficiency (BEE), India, Správa o mapovaní energetickej účinnosti pre kožiarsky sektor.
[2] Projekt financovaný Ministerstvom energetiky USA, správa o teste výmenníka tepla z plastovej fólie v Prime Tanning Company, Maine.
[3] Databáza IAC v USA, odporúčanie č. IC0117 #01, 2006.
[4] Štúdia energetického auditu Sheba Leather Factory, Etiópia, recenzovaný dokument.