Sklep Kontakt

Zoptymalizowane podejście do ograniczania zapylenia w elewatorach i terminalach zbożowych

Autorzy: Geronime/Boston/McGovern/Abelson

Co roku w USA produkuje się ponad 18 miliardów buszli zboża, które są przenoszone przez systemy transportu ziarna. Zdolność Stanów Zjednoczonych do żywienia ludności i inwentarza żywego, wspierania ruchu biopaliw i eksportu nadwyżki zbóż na rynki wschodzące jest powodem dumy narodowej i siły.  Infrastruktura do przenoszenia ziarna z miejsca na miejsce obejmuje małe elewatory wiejskie, większe elewatory, duże terminale zbożowe, ciężarówki, pociągi, barki i statki żeglugi oceanicznej.  I za każdym razem, gdy ziarno jest przenoszone z jednego z tych miejsc do innego, powstaje pył.  Pył, który musi być kontrolowany, wychwytywany i powstrzymywany. 

Trendy

Istnieje szereg trendów, które wpływają na strategie kontroli zapylenia w przemyśle zbożowym. 

Najważniejsze znaczenie ma fakt, że większość istniejących urządzeń do przeładunku ziarna została zbudowana w latach 80, a zatem obecnie mają one prawie trzydzieści lat.   Teraz, trzydzieści lat później, Stany Zjednoczone próbują dwukrotnie zwiększyć ilość ziarna obsługiwanego przez te same urządzenia, tworząc silny i rosnący popyt na wdrażanie rozwiązań procesowych, które poprawią dyspozycyjność i niezawodność.  Tam, gdzie to możliwe, pożądane jest unikanie budowy nowej infrastruktury, jeżeli ulepszenia istniejącej infrastruktury mogłyby zaspokoić potrzeby w zakresie wydajności.

Kiedy proste ulepszenia nie są wystarczające, dokonuje się poważniejszych inwestycji w celu rewitalizacji starzejących się obiektów dzięki remontom, rozbudowom, a nawet budowie nowych obiektów.  W nowych inwestycjach kładzie się większy nacisk na ulepszenia procesu w celu wyeliminowania strumieni odpadów, poprawy jakości produktu i poprawy efektywności energetycznej.  Celem nie jest po prostu zastąpienie starzejącej się infrastruktury; celem jest jej ulepszenie.

Konkurencja między firmami handlującymi zbożem podsyca również potrzebę znacznej poprawy istniejących obiektów. Na rzece Columbia, gdzie na ukończeniu jest pierwszy od 30 lat nowy terminal eksportowy zbóż, kilka pobliskich terminali zbożowych rozpoczęło lub wkrótce rozpocznie projekty mające na celu poprawę wydajności i sprawności przeładunku ziarna. Bez tych inwestycji nowy terminal ma poważną przewagę rynkową nad istniejącymi terminalami i niewątpliwie mógłby wykorzystać tę przewagę, aby przejąć udział w rynku.

Kolejnym trendem jest większy nacisk na kwestie związane z emisją pyłu.  Chociaż przepisy federalne dotyczące emisji pyłu zbożowego nie zmieniły się znacząco w wielu częściach kraju, niektóre obszary (np. Zachodnie Wybrzeże) podlegają surowszym normom emisji i bardziej rygorystycznemu egzekwowaniu przepisów.  Nawet na obszarach, na których przepisy dotyczące emisji nie uległy zmianie, ich naruszanie nadal stanowi problem.  W miarę zbliżania się sąsiadów do urządzeń do przeładunku ziarna zmniejsza się ogólna tolerancja dla emisji pyłu, dlatego osoby zajmujące się zbożem muszą bardziej martwić się emisjami.

Wreszcie przepisy lokalne i nadchodzące przepisy federalne dotyczące zarządzania pyłem palnym mogą znacznie różnić się od najlepszych praktyk z przeszłości.  Dla osób zajmujących się zbożem kontrola pyłu jest obecnie ważniejsza niż kiedykolwiek wcześniej, ponieważ starają się one przestrzegać nadchodzących przepisów OSHA mających na celu zapobieganie katastrofalnym zdarzeniom związanym z pyłem palnym.

Podsumowując, główne trendy wpływające na strategie zbierania pyłu w przemyśle zbożowym obejmują:

  • Zwiększona przepustowość materiału
  • Ochrona konkurencyjności rynkowej
  • Zwiększona dyspozycyjność i niezawodność
  • Chęć wyeliminowania strumieni odpadów i poprawy jakości produktu
  • Koncentracja na efektywności energetycznej jako generatorze zysku
  • Konieczność ograniczenia emisji pyłu w celu spełnienia bardziej rygorystycznych norm i zarządzania problemami dotyczącymi naruszania
  • Przewidywanie przepisów dotyczących zarządzania palnym pyłem
Nowe rozwiązania w zakresie kontroli zapylenia

Ponieważ trendy w branży popychają podmioty z branży zbożowej do podejścia do kontroli zapylenia jak do integralnej części działalności, branża odpylania nadal zapewnia rozwiązania dla tych potrzeb.  W niektórych przypadkach firmy zastosowały rozwiązania zgodne z odwiecznymi praktykami i podejściami, podczas gdy inne opracowały nowsze i bardziej skuteczne rozwiązania, aby sprostać nowym wymaganiom.

Jednym z innowacyjnych podejść do zarządzania pyłem jest zbieranie pyłu i zarządzanie nim w miejscu wytwarzania — u źródła. Wychwytywanie i kontrolowanie pyłu u źródła zapewnia kilka korzyści, w tym:

Zmniejszenie lub eliminacja strumieni odpadów.  Kiedy wychwycony pył jest zatrzymywany w procesie wywarzającym go, pozostaje on jako część strumienia produktu generującego dochód.  Zamiast przekształcać porcję produktu w stertę zmarnowanego pyłu, pozostaje on częścią strumienia produktu o wartości ekonomicznej.

Zmniejszenie ilości lub eliminacja urządzeń do przetwarzania odpadów.  Kiedy pyły wytwarzane w procesie są oddzielane od pierwotnego strumienia technologicznego, wymagają one niezależnych urządzeń do transportu materiałów i urządzeń technologicznych. Zatrzymywanie pyłu w strumieniu produktu minimalizuje koszty i konserwację dodatkowych urządzeń do transportu materiałów.

Minimalizacja ilości odcinków kanałów.  Potrzeba ogromnych ilości energii, aby przemieścić powietrze obciążone pyłem przez długie odcinki kanałów.  Montaż odpylaczy w miejscu użytkowania, bliżej procesu generowania pyłu minimalizuje lub eliminuje niepotrzebne kanały, co oszczędza energię.

Zmniejszone potrzeby konserwacji kanałów.  Minimalizacja odcinków kanałów zmniejsza koszty konserwacji, eliminuje powietrze marnowane z powodu nieszczelności w systemie kanałów i eliminuje konieczność stosowania kosztowych okładzin kanałów.

Łatwiejszy montaż.  Mniejsza ilość kanałów to także prostsza i łatwiejsza instalacja urządzeń odpylających.  Mniejsze i lżejsze kolektory oznaczają mniej infrastruktury wspierającej w obiektach do przeładunku ziarna, gdzie kolektory często nie są umieszczane na podłożu.

Zwiększona dyspozycyjność i niezawodność całego systemu.  W scentralizowanych układach odpylania, gdy system odpylania wymaga serwisowania całego układu przenoszenia pyłu, rozwiązanie problemu często wymaga zamknięcia całego systemu transportu ziarna.  Dzięki serii kolektorów w miejscu użytkowania, wyłączenie pojedynczej części procesu na potrzeby konserwacji, pozwala na zachowanie działania pozostałej części systemu.  Zapewnia to poziom nadmiarowości systemu prowadzący do poprawy dyspozycyjności instalacji. Inne potencjalne korzyści z kolektorów w miejscu użytkowania obejmują:

  • Minimalizację wpływu serwisowania na czas pracy — minimalizacja przestojów, aby zapewnić większą elastyczność w planowaniu serwisów (cykl 20 minut w porównaniu do 4–8 godzin); charakterystyki konstrukcyjne, które upraszczają i przyspieszają czynności serwisowe.
  • Systemy lokalne minimalizują wpływ na całkowitą liczbę operacji w przypadku problemów dotyczących pojedynczego podzespołu.
  • Systemy lokalne poprawiają wykorzystanie energii, umożliwiając zużywanie energii tylko wtedy, gdy jest to potrzebne do zarządzania pyłem w poszczególnych obszarach.  Takie podejście eliminuje straty energii zużywanej do wyciągania powietrza z obszarów nieobsługujących pyłu.
  • Technologie przedłużające żywotność filtra w celu zmniejszenia częstotliwości prac serwisowych

Wspieranie innowacyjnych rozwiązań w dziedzinie kontroli zapylenia w miejscu użytkowania wymaga produktu do filtrowania pyłu o bardzo małym rozmiarze, ale o solidnej wydajności do obsługi średnich i dużych ilości powietrza.  Tradycyjne stacje filtrów workowych i kolektory z wkładem są na ogół zbyt duże, aby można je było zainstalować w miejscu użycia, lub, gdy ich wielkość jest dokładnie dopasowana, nie są w stanie obsłużyć niezbędnych ilości powietrza.

Nowsze produkty na rynku, takie jak odpylacz Donaldson® Torit® PowerCore® serii CP, działają bardzo dobrze jako kolektor u źródła w miejscu użytkowania.  Jako mały, lekki, łatwy w utrzymaniu kolektor zdolny do obsługi wymaganej ilości powietrza, produkt ten wykazuje wyraźne zalety w porównaniu z bardziej typowymi technologiami stacji filtrów workowych, które są używane od ponad 40 lat.

Produkty takie oferują możliwość zbierania materiałów u źródła i pozwalają na kontrolę zapylenia przy łatwiejszym zarządzaniu kosztami energii.  Kolektory w miejscu użytkowania zmniejszają objętość powietrza potrzebnego do kontroli zapylenia; zmniejszają również inwestycje w moc minimalizują koszty energii operacyjnej.  Dzięki swojemu mniejszemu rozmiarowi i niskiemu profilowi, kolektor Torit PowerCore CP może być montowany w wielu lokalizacjach w nowych obiektach jako kolektor u źródła. Ponadto można go umieścić w ciasnych przestrzeniach istniejących obiektów (ze względu na jego mniejszy rozmiar), aby rozwiązać uciążliwe problemy z pyłem.

Nowe opcje mediów

Konwencjonalne media do stacji filtrów workowych zawsze miały stosunkowo niską wydajność w porównaniu z nowszymi opcjami mediów, które mogą teraz pomóc zakładom w zaspokojeniu wymagań w zakresie obniżenia emisji i w rozwiązaniu problemów związanych z naruszeniem przepisów.

Przez dziesięciolecia media z nanowłókien stosowane w odpylaczach z wkładem zapewniały wyższy poziom skuteczności w procesach, w których stosowane są odpylacze z wkładem; jednakże odpylacze kasetowe nie były idealnie dostosowane do większości operacji przenoszenia ziarna, w związku z czym te wydajne media nie zostały powszechnie przyjęte.  Wraz z wprowadzeniem serii Torit PowerCore CP dla przemysłu zbożowego są teraz dostępne bardziej wydajne media z nanowłókien Ultra-Web®.  Testy wykazały, że stosowanie mediów z nanowłókien Ultra-Web® umożliwia zmniejszenie emisji nawet o 78%.  Media filtracyjne Ultra-Web® w kolektorze Torit PowerCore serii CP naprawdę reprezentują najlepszą dostępną technologię kontroli zapylenia dla przemysłu zbożowego.

Gdy zakład nie jest w stanie zastąpić scentralizowanych kolektorów, inną strategią, która pomaga rozwiązać niektóre problemy, z którymi zmagają się przetwórcy zboża, jest modernizacja mediów używanych w istniejących kolektorach.  Worki Dura-Life® działają 2–3 razy dłużej niż worki standardowe i zapewniają zarówno oszczędność energii, jak i mniejsze emisje.  Inną opcją jest zamiana worków standardowych na worki plisowane.  Plisowane filtry workowe Ultra-Web® SB zapewniają dłuższą żywotność filtrów, wyższą skuteczność i oszczędność kosztów dla istniejących stacji filtrów workowych.  Worki plisowane mogą pomóc w rozwiązaniu problemów związanych ze ścieraniem worków i mogą przepuszczać więcej powietrza przez kolektor, poprzez zwiększenie powierzchni mediów.

Rysunek 1
Przykładowe porównanie rozwiązań w zakresie kontroli zapylenia

Aby pomóc zrozumieć wpływ jaki strategia kontroli zapylenia w miejscu użytkowania może mieć na koszty operacyjne zakładu, rozważmy typowy elewator zbożowy obsługujący 40 000 buszli ziarna na godzinę podczas przeładunku z kolei na barki.

Rysunek 1 pokazuje ten typowy elewator z konwencjonalną scentralizowaną strategią kontroli zapylenia.  W obiekcie tym zastosowano 15 scentralizowanych stacji filtrów workowych przemieszczających około 99 000 cfm podczas działania instalacji, a okresowa konserwacja odpylacza wymaga wyłączenia całej instalacji.  Te scentralizowane systemy wymagają montażu znacznych ilości kanałów, co stanowi dodatkowe wyzwanie dla montażu i konserwacji obiektu.  Koszty energii dla samego przepływu powietrza w tym scentralizowanym systemie mogą przekraczać 70 000 USD rocznie, a ponadto pył gromadzony z różnych stacji filtrów workowych wymaga drogich, wymagających konserwacji systemów transportu materiałów.  To scentralizowane podejście tworzy również z zebranego pyłu strumień odpadów o niższej wartości. 

Rysunek 3 – Współczesna strategia kontroli zapylenia w miejscu użytkowania
Rysunek 3 – Współczesna strategia kontroli zapylenia w miejscu użytkowania
Rysunek 4 – Wdrożona strategia kontroli zapylenia w miejscu użytkowania

Rysunek 3 pokazuje ten sam typowy elewator o wydajności 40 000 buszli na godzinę z bardziej nowoczesnym podejściem do strategii kontroli zapylenia polegającym na przechwytywaniu u źródła w miejscu użytkowania.  W obiekcie wykorzystano 43 odpylacze Torit PowerCore serii CP w miejscu użytkowania i jedną stację filtrów workowych, które przemieszczają taką samą ilość powietrza, gdy wszystkie strefy instalacji są uruchomione. Jednakże niektóre strefy w obiekcie można wyłączać, gdy niektóre procesy nie są uruchomione lub gdy wymagana jest konserwacja.  Koszty energii przy tej strategii w miejscu użytkowania zbliżałyby się do 55 000 USD rocznie, co oznacza oszczędność kosztów energii o prawie 22% w porównaniu do bardziej tradycyjnej strategii scentralizowanej, wyłącznie w odniesieniu do kosztów przemieszczania powietrza.  Ponadto podejście w miejscu użytkowania nie generuje strumienia odpadów o niższej wartości.  Zebrany pył jest zawracany do strumienia produktu pierwotnego, a konieczność konserwacji dużych ilości kanałów zostaje w niektórych obszarach zmniejszona lub wyeliminowana.

Pokazana na rysunku 4 strategia kontroli zapylenia w miejscu użytkowania została wdrożona w głównym terminalu eksportu zbóż na wybrzeżu Zatoki Meksykańskiej.  Rysunek 5 pokazuje zbliżenie kolektora w miejscu użytkowania na silosie.

Rysunek 5 – Kontrola zapylenia w miejscu użytkowania na silosie

Należy pamiętać, że do zastosowania strategii w miejscu użytkowania niezbędna jest znajomość najlepszych praktyk, w tym zrozumienie sposobu prawidłowego doboru i zastosowania urządzeń w miejscu użytkowania. Na przykład zbieranie w miejscu użytkowania bezpośrednio na nogach podnośnika kubełkowego nie jest zalecane, jednak odpowiednio dobrany i zaprojektowany kolektor w miejscu użytkowania może pozwolić na powrót wychwyconych pyłów do komory elewatora, oferując korzyści zbierania u źródła w miejscu użytkowania w sposób zgodny z większością standardów.

Wniosek

Połączenie strategii zarządzania pyłem w miejscu użytkowania i kolektorów Torit PowerCore serii CP do kontroli zapylenia w przemyśle zbożowym stanowi najlepszą w swojej klasie strategię zarządzania pyłem, spełniającą zmieniające się oczekiwania i wymagania w branży. Technologia sprawdziła się w wielu instalacjach zbożowych w samych Stanach Zjednoczonych i należy ją uznać za najlepszą dostępną technologię kontroli zapylenia. Spodziewamy się, że wiodący przetwórcy zbóż będą coraz częściej rozważać w swojej działalności technologie odpylania w miejscu użytkowania.

Pomożemy Ci znaleźć optymalne rozwiązanie dla Twojej aplikacji.

Close