Na rynku dostępnych jest kilka różnych strategii rozmieszczania odpylaczy pod kątem optymalnego transportu materiałów w różnych gałęziach przemysłu przetwórczego. Dokonanie nieodpowiedniego wyboru może spowodować wzrost kosztów operacyjnych. Podejmując decyzję w tym zakresie, warto kierować się przewidzianym zastosowaniem i potrzebami danej instalacji.

Centralna strategia zbierania pyłu

Jedną ze strategii rozmieszczenia odpylacza stanowi instalacja pojedynczego urządzenia na zewnątrz budynku i doprowadzenie kanałów do różnych obszarów procesu, w których powstaje pył. Określa się ją mianem centralnego systemu odpylania.

Poniższej zaprezentowano kilka spośród jej zalet. Po pierwsze, pozwala ograniczyć zajmowaną w obszarze źródła pyłu przestrzeń. W zakładzie przetwórstwa proszków i materiałów masowych występuje wiele miejsc i procesów, które powodują powstawanie pyłu. Są to między innymi punkty transportowe przenośników, układy odpowietrzania pojemników, stanowiska mieszania oraz mechanizmy zrzutu i napełniania worków. Wiele z tych zastosowań wiąże się z emisją pyłu w miejscach o ograniczonej przestrzeni. W przypadku strategii centralnego rozmieszczenia odpylacza okap odpylający można zainstalować w miejscu wytwarzania pyłu. Na późniejszym etapie procesu pył zostaje odprowadzony do odpylacza za pośrednictwem kanałów. W porównaniu do pełnego odpylacza okapy zajmują stosunkowo niewielką powierzchnię, dzięki czemu sprawdzają się nawet w obszarach o ograniczonej przestrzeni.

Kolejną zaletą centralnego rozmieszczenia odpylacza jest to, że jedno urządzenie może obsługiwać wiele źródeł pyłu. Dzięki temu wystarczy monitorować i poddawać konserwacji jedynie kilka odpylaczy.

Choć korzyści te brzmią obiecująco, należy jednocześnie uwzględnić wady takiego rozwiązania. Po pierwsze, strategia centralnego rozmieszczenia odpylaczy wymaga niekiedy zastosowania wielu kanałów. Wiąże się to z koniecznością ich zakupu oraz ponoszenia nakładów finansowych na konserwację, szczególnie wówczas, jeśli pył ma właściwości ścierne lub kanały są wystawione na działanie różnych czynników środowiskowych.

Inną wadą scentralizowanego systemu zbierania pyłu jest to, że w pojedynczym odpylaczu mieszają się różne pyły pochodzące z rozmaitych procesów. Jeżeli zebrane pyły nie są ze sobą zgodne, istnieje ryzyko pożarów, wybuchów lub korozji. Nawet jeśli obecne w urządzeniu różnego rodzaju pyły są ze sobą zgodne, połączona mieszanka może nie nadawać się do odzysku. W takiej sytuacji zachodzi niekiedy potrzeba przetransportowania jej samochodem ciężarowym na wysypisko śmieci. Trzeba zatem mieć przy tym na względzie szybko sumujące się koszty transportu i utylizacji w tym miejscu.

Centralne rozmieszczenie systemów odpylania może również przyczyniać się do wzrostu kosztów energii. W przypadku centralnego rozmieszczenia sprzętu system zasysa powietrze ze wszystkich okapów podłączonych do odpylacza, nawet wówczas, jeśli działa tylko jedno urządzenie wytwarzające pył. Transport powietrza z okapów, w których nie powstaje pył, powoduje marnotrawstwo energii.

I ostatnia, lecz wcale nie mniej ważna kwestia: jeśli do jednego odpylacza dociera pył powstający wskutek kilku procesów, w celu przeprowadzenia konserwacji urządzenia może zaistnieć konieczność wyłączenia dużej części systemu. W takim przypadku operatorzy instalacji mogą być zmuszeni przeprowadzać prace serwisowe odpylacza jedynie w weekendy lub święta, co przełoży się na wyższe koszty robocizny.

Strategia dedykowanego rozmieszczenia odpylacza

W ramach drugiej strategii można przypisać poszczególne urządzenia do konkretnych zastosowań generujących pył lub do obszarów wytwarzających ten sam rodzaj zanieczyszczeń. Potencjalna zaleta tego podejścia w porównaniu z centralnym rozmieszczeniem polega na tym, że jeden odpylacz przeznaczony do eliminacji tego samego rodzaju pyłu daje szansę na jego potencjalne odzyskanie. Pozwala to wyeliminować konieczność przetransportowania tego materiału na wysypisko.

Dodatkowym atutem takiego rozwiązania jest możliwość konserwacji poszczególnych, mniejszych odpylaczy niezależnie od siebie, bez potrzeby wstrzymywania całego procesu. Podejście to umożliwia też dostosowanie zużycia energii do zmian w procesie produkcji, ponieważ odpylacze działają tylko wtedy, gdy w danym obszarze roboczym wytwarzany jest pył.

Jedną z zauważalnych wad strategii dedykowanego rozmieszczania odpylaczy jest konieczność wykorzystywania większej liczby odpylaczy i wentylatorów. Na pierwszy rzut oka tak postawiona teza może wydawać się słuszna. W większości przypadków okazuje się jednak, że strategia bazująca na zastosowaniu dedykowanych odpylaczy generuje mniejsze koszty niż scentralizowane rozwiązanie. Trzeba bowiem uwzględnić oszczędności wynikające z:

• wykorzystywania kanałów o mniejszych rozmiarach,
• ograniczenia długości kanałów,
• krótszego czasu instalacji i
• zmniejszonego całkowitego zapotrzebowania na moc.

Mimo że strategie scentralizowanego i dedykowanego rozmieszczania sprzętu zdają się być obarczone znacznymi wadami, nadal można je z powodzeniem wykorzystywać w obszarach, w których zbierany pył jest uznawany za część strumienia odpadów. Warto przywołać w tym kontekście przykład pyłu powstającego podczas operacji czyszczenia, np. w branży zbożowej.

Strategia obejmująca zintegrowane odpylacze

Trzecia i zarazem najbardziej innowacyjna strategia rozmieszczenia polega na wykorzystywaniu zintegrowanego (lub źródłowego) odpylacza. Zakłada wprowadzenie go bezpośrednio do procesu, dzięki czemu zebrany pył powraca bezpośrednio do strumienia produktu. Wcześniej można było ją stosować jedynie w przypadku zastosowań, w których odpylacz miał do dyspozycji dużą ilość miejsca na terenie wykorzystywanej w danym procesie instalacji. Najnowsze technologie w dziedzinie odpylania umożliwiają produkcję znacznie mniejszych odpylaczy, przez co mieszczą się one nawet na bardzo ograniczonej przestrzeni. Stacje filtrów workowych z workami w kształcie kopert i odpylaczami z wkładem są znacznie mniejsze w porównaniu do stacji filtrów workowych z workami rurowymi. Na rynku można jednak znaleźć jeszcze bardziej kompaktowy sprzęt w postaci odpylaczy z zestawami filtrów karbowanych. Dzięki temu, iż w przypadku tych filtrów na mniejszej przestrzeni znajduje się znacznie więcej mediów filtracyjnych, w stosunku do tradycyjnych stacji filtrów workowych udało się ograniczyć rozmiar odpylaczy o nawet 70%.

Strategia obejmująca zintegrowane odpylacze ma wiele zalet. Po pierwsze, z uwagi na to, iż odpylacz jest umieszczany bezpośrednio w miejscu powstawania pyłu, proces instalacji odbywa się bez użycia kanałów. Dzięki temu można ograniczyć związane z nimi koszty oraz nakłady na prace instalacyjne w tym zakresie. Rezygnacja z tego typu przewodów pozwala dodatkowo wyeliminować wydatki z tytułu ich konserwacji – zwłaszcza w przypadku obszarów narażonych na działanie pyłu ściernego.

Kolejną zaletą tego podejścia jest oszczędność energii. W przypadku omówionych wcześniej strategii centralnego lub dedykowanego rozmieszczania wentylator zasysa obciążone pyłem powietrze z okapów w punktach generowania pyłu, przez kanały, a następnie przetransportuje je do odpylacza. Zależnie od rozmiaru systemu kanały mogą wymagać zastosowania znacznie większego wentylatora, który w celu przemieszczenia powietrza i pyłu do odpylacza pochłania znaczne ilości energii elektrycznej. Zintegrowane podejście do rozmieszczania nie wymaga z kolei stosowania żadnych kanałów ani okapów, ponieważ funkcję okapu pełni sam odpylacz. W większości przypadków nadal potrzebny może być niewielki wentylator pozwalający utrzymać wystarczające ujemne ciśnienie powietrza w procesie celem wciągnięcia pyłu do odpylacza. Wymagany sprzęt będzie miał jednak znacznie mniejszy silnik, a jego pobór mocy pozostanie na niskim poziomie. Nie będzie bowiem musiał przenosić pyłu za pośrednictwem kanałów z powrotem do odległego odpylacza. Zależnie od zastosowania potencjalnie przełoży się to na znaczne oszczędności energii w skali roku.

Zintegrowane rozmieszczenie powoduje również, że zebrany pył wraca bezpośrednio do strumienia procesowego. Pozwala to ograniczyć ponoszone koszty na kilku płaszczyznach. W przypadku rozwiązań centralnych lub dedykowanych konieczne jest pozbycie się nagromadzonego pyłu. Jeśli zebrany materiał ma jakąkolwiek wartość, należy go w jakiś sposób przetransportować i przywrócić do procesu. Oznacza to konieczność jego ponownego przemieszczenia (co generuje dodatkowe koszty sprzętu) lub ręcznego odprowadzenia w kilku partiach do strumienia procesowego (wskutek czego zachodzi potrzeba pokrycia kosztów robocizny). Jeśli pył nie ma żadnej wartości, wymagana jest jego utylizacja na wysypisku śmieci lub składowisku, co niesie ze sobą koszty transportu i magazynowania w tych obszarach.

Podobnie jak podejście oparte na strategii dedykowanego rozmieszczenia, zintegrowane rozwiązanie może wymagać zastosowania kilku odpylaczy zamiast jednego, większego urządzenia. Niejednokrotnie skutkuje to koniecznością przeprowadzenia prac konserwacyjnych obejmujących kilka jednostek. Taka opcja może być jednak pomocna, ponieważ umożliwia serwisowanie dowolnego spośród odpylaczy bez zakłócania pracy całej instalacji. Dzięki temu prace konserwacyjne można wykonywać w ramach normalnych godzin działalności, co pozwala uniknąć konieczności płacenia stawek obowiązujących w weekendy i święta. Oznacza to również, że sprawność całego sprzętu (lub znacznej jego części) nie jest uzależniona od jednego odpylacza.

I wreszcie: ponieważ zintegrowane rozwiązanie wykorzystuje mniejsze odpylacze (wyróżniające się np. kompaktową konstrukcją, brakiem leja lub nóg), można znacznie ograniczyć koszty transportu i instalacji. Warto także pamiętać, że w przypadku tego podejścia nie ma potrzeby zakupu i instalacji kanałów, co pozwala dodatkowo zmniejszyć koszty montażu.

Aby pomóc naszym czytelnikom lepiej zrozumieć korzyści płynące ze zintegrowanego podejścia, zaprezentujemy je na kilku praktycznych przykładach.

Stacja rozładunku dla samochodów ciężarowych w centralnej części USA

Stacja rozładunku dla samochodów ciężarowych z ziarnem w centralnej części Stanów Zjednoczonych została pierwotnie zaprojektowana bez systemu odpylania. Po uruchomieniu zakładu szybko zdano sobie sprawę z konieczności doposażenia go w odpylacze. Sprzedawca Donaldson Torit zainstalował cztery odpylacze Torit® PowerCore® CPV-6 (odpylacze z zestawami karbowanych filtrów) na każdym ze stanowisk zrzutu dla samochodów ciężarowych. Z racji niewystarczającej ilości miejsca do montażu wentylatorów na odpylaczach połączenie między nimi a wentylatorami zlokalizowanymi poza stanowiskami zrealizowano za pomocą kanałów. Pomimo tego, iż w przypadku tej instalacji nie udało się uzyskać maksymalnej oszczędności energii, jaką zwykle zapewnia zintegrowana strategia, kierownik obiektu ma mimo wszystko powody do zadowolenia — przede wszystkim dlatego, że w kanałach nie krąży ścierny pył. Zastosowane rozwiązanie pozwoliło znacznie ograniczyć koszty konserwacji tych przewodów. Docenia również to, iż wymianie podlega obecnie mniej filtrów — każdy zestaw filtrów zastępuje bowiem sześć ośmiostopowych worków, które byłyby potrzebne, gdyby zainstalowano tradycyjną stację filtrów workowych na zewnątrz budynku. Kolejną zaletą jest łatwy dostęp do filtrów.

Gdyby w instalacji można było zastosować wentylatory o mocy 5 KM zainstalowane na każdym z odpylaczy zamiast kierować przepływ do centralnego wentylatora o mocy 25 KM znajdującego się na zewnątrz budynku, każde stanowisko rozładunku samochodów ciężarowych mogłoby zaoszczędzić 2391 USD kosztów energii elektrycznej w skali roku (przy założeniu 4000 godzin pracy i ceny 15 centów za jedną kilowatogodzinę). Biorąc pod uwagę, że teren zakładu obejmuje w zasadzie cztery stanowiska, w ciągu roku udałoby się ograniczyć poniesione koszty aż o 9564 USD.

Southern Cement

Korzyści wynikające z zastosowania zintegrowanego podejścia do kwestii odpylania widać również wyraźnie na przykładzie stacji przeładunkowej Southern Cement w Mobile (Alabama). Urządzenia firmy Southern Cement rozładowują cement i za sprawą mechanizmów pneumatycznych transportują go do trzech osobnych magazynów, skąd następnie zostaje przekazany do załadunku na samochody ciężarowe lub wagony kolejowe. Podczas transportu tego surowca do magazynów odpylacze kontrolują pył i zatrzymują go w każdym z tych budynków.

Pierwotna koncepcja projektowa zakładała rozmieszczenie trzech centralnych odpylaczy (po jednym urządzeniu na zewnątrz każdego z magazynów). Sprzedawca Donaldson Torit zasugerował jednak skuteczniejsze rozwiązanie. Doradził zintegrowane podejście polegające na zamontowaniu pięciu odpylaczy Donaldson Torit Dalamatic Insertable na dachu każdego magazynu. Wentylatory przymocowane do każdej jednostki Insertable zasysają teraz obciążone pyłem powietrze przez filtry. Mimo że oba rozwiązania wymagały przetłoczenia 20 000 stóp sześciennych powietrza na minutę w przypadku każdego magazynu, zintegrowane rozwiązanie Dalamatic Insertable bazuje na niższym ciśnieniu statycznym, ponieważ udało się całkowicie wyeliminować występujące w kanałach straty. Pozwoliło to uzyskać oszczędności energii elektrycznej na poziomie ponad 18 000 USD rocznie. Z perspektywy klienta zastosowane rozwiązanie przełożyło się na następujące korzyści:

• Do transportu zebranego pyłu cementowego nie trzeba już wykorzystywać zaworów obrotowych ani przenośników ślimakowych, ponieważ jest on odprowadzany impulsowo z odpylacza bezpośrednio do magazynów.
• Serwisowanie odpylaczy można przeprowadzać pojedynczo, bez konieczności wyłączania całej instalacji.
• Wyeliminowanie kanałów pozwoliło z kolei zminimalizować początkowe koszty i wydatki na konserwację.

W zakładach przetwórstwa proszków i przetwórstwa masowego można zastosować różnego rodzaju strategie rozmieszczenia odpylaczy. W razie możliwości warto postawić na zintegrowane rozwiązanie, które może znacząco ograniczyć poniesione wydatki.