Tank Temizleme ve Solvent Geri Kazanım Sistemleri (Distilasyon Prosesi):

Tank Temizleme ve Solvent Geri Kazanım Sistemleri (Distilasyon Prosesi):


Derleyen: Zeki Kuyumcu / Genel Müdür - Starmak Dış Ticaret ve Pazarlama Ltd. Şti.

Tank Temizleme ve Solvent Geri Kazanım Sistemleri (Distilasyon Prosesi): Solvent ile Yıkama Makinalarında Potansiyel Patlayıcı Atmosfer Oluşumu

Günümüzde, modern tank ve kazan yıkama makinalarının ve prosedürlerinin gereksinimleri:

• Boya ve diğer kaplama sistemlerinin teknolojik gelişimleri,

• Temizlenecek malzemenin kimyasal ve fiziksel özellikleri ile,

• Gittikçe sınırlayıcı hale gelen çevresel ve endüstriyel güvenlik talimatları tarafından belirlenir.

Yıkanacak sabit veya tekerlekli üretim kazanları ve konteynerlerin kirliliği temizleme maddesiyle çözülür, ardından da püskürtme veya fırça teknolojisiyle uzaklaştırılır.

 

Temizlik maddesi olarak solventler, sulu-alkali maddeler veya özel temizleyiciler kullanılır.

 

Yıkanacak kazanların miktarı ve geometrisi kadar, kirlenme şekli de sistem teknolojisini belirler. Temizleme maddesi ve temizleme teknolojisinin özel işbirliği, kirlenmenin yüzeylerden hızlıca çözülmesini ve etkin şekilde uzaklaştırılmasını sağlar.

 

Hareketli üretim kazanları ve konteynerler, pnömatik veya hidrolik mekanizmalı dönen fırça ile kazanın içinde, temizleme fırçasının aşağı-yukarı hareketi ile temizlenirler. Yıkama prosesi sırasında emisyonların önlenmesi için yıkanan kazan, makinenin kapağı ile kapatılır.

 

Kirli yıkama solventinin, kazan çıkışına bağlanan emme hortumu ile daha kolay boşaltılması için kazanın üzerine yerleştirildiği platform öne doğru eğilir.

 

Seçilen temizleme maddesi, çevre kirliliğini en alt seviyeye çekmelidir.

 

Yıkama makinesi otomatik olarak kontrol edilir. Yıkama süresi, kirlenmeye bağlı olarak seçilebilir. Yıkama programı, yıkama sürecinin tamamını yönetir. Program, Yıkama – Boşaltma – Durulama ve Havalandırmayı otomatik olarak çalıştırır. Program adımları ihtiyaca göre ayrı ayrı kurulabilir.

 

Solvent Distilasyonunun Çevre ve Hava Kalitesinin Korunmasına Katkısı

Temizlik ihtiyacı olan tüm firmaların, artan çeşitlilikteki ihtiyaçlarının karşılanması için yıkama ve solvent geri kazanım - distilasyon makinalarına ihtiyaçları vardır. Üretim kazanları ve konteynerlerinin yıkanma ve temizlik ihtiyaçları için çevre değerlerinin korunması ve emisyonların önlenmesi bakımından da yıkama makinaları ve distilasyon ünitelerinin kullanımı üretim prosesinin önemli bir parçasıdır. Solvent kullanımı ve uçucu hidrokarbonların emisyonları, modern distilasyon üniteleri kullanımı ile önemli ölçüde azalmıştır.

 

Yük hücresi (Load cell) üzerine yerleştirilmiş solvent geri kazanım - distilasyon üniteleri, kontrol sistemi vasıtası ile tam otomatik - operatör kontrolü gerektirmeksizin distilasyon prosesine izin verir. Distilasyon ünitesinde, tekrar kullanılmak üzere geri kazanılan solventlerden geriye sadece çok az miktarda, yüksek viskozitede katı atık kalır.

 

Geri kazanılan solventler, sadece yeni solvent alımından ve kullanılmış kirli solventlerin uzaklaştırılmasından kaynaklanan maliyetlerin minimize edilmesi değil, aynı zamanda taşınmalarının önlenmesi ve çevresel değerlerin korunmasına yardımcı olmak demektir.

 

Bu şekilde yüksek miktardaki solvent geri kazanımı ve çok az miktardaki, distilasyon prosesinden ortaya çıkan solvent çamuru, çevre değerlerine önemli bir katkı demektir.

 

Yıkama işleminden sonra kirli solventler, modern ısıtma teknolojisi yardımıyla buharlaştırılmak üzere Distilasyon Sistemi’ne aktarılır.

 

Batch veya kontinü olarak çalışabilen makinede, kirli solvent ısıtılıp buharlaştırılarak çamurundan ayrıştırıldıktan sonra ısı eşanjöründe yoğunlaştırılır ve damıtık halde ayrı bir konteynere aktarılır. Katılar distilasyon kazanında toplanır ve süreç sonunda uzaklaştırılır.

 

Yük hücresi (Load Cell) üzerine yerleştirilen distilasyon makinasında;

 

• Kirli solvent dolumu,

• Distilasyon prosesi,

• Temizlenmiş solventlerin stok tanklarına transferi,

• Çamurun sistemden uzaklaştırılması tamamen otomatiktir.

Kirli solventlerin %90’ından fazlası geri kazanılıp temizleme sürecinde yeniden kullanılabilir. Yüksek dönüşüm oranı kadar, solventlerin pompalanarak transferleri, azaltılmış atık miktarı ile temizleme maddesi geri kazanımı, aynı zamanda etkin bir çevre koruması demektir.

 

Sonuç:

Hava kirliliğinin önlenmesi için, temizleme süreçlerinde buna sebebiyet veren solvent ve diğer temizleme malzemelerinin daha kısıtlayıcı bir kullanımı gereklidir. Otomatik yıkama makinası ile birlikte kapalı devreden gelen temizleme solventi, çevre için daha temiz atık ve temizleme işleri çalışanları için daha gelişmiş koruma oluştururlar.

 

Solvent ile Yıkama Makinalarında Potansiyel Patlayıcı Atmosfer Oluşumu

• AI, AII ve AIII solventlerinin, sprey şeklinde püskürtülmeleri sırasında potansiyel patlayıcı ortam oluşturma ihtimallerinin ateşleme testi,

 

• Patlayıcı ortam korunması ile ilgili tehlikeli ortam tanımları,

• 94/9/EG (ATEX 95) direktifine göre patlayıcı ortam korunması gereklilikleri.

D.W. Renzmann Apparatebau GmbH (Almanya) firması boya, vernik üretimleri ile matbaa sistemlerinde kullanılan solvent ile yıkama ve distilasyon makinaları imalatçısıdır. 94/9/EG direktifinden kaynaklanan patlayıcı ortam korunması sonuçlarını değerlendirmek üzere Temmuz 2002’de Renzmann firması teknik ekibi ile PTB1), IBExU2), Metal ve yüzey işleme işveren sorumluluğu Sigorta Derneği Teknik Komitesi) ve VDMA4) ile Renzmann Test merkezinde bir toplantı düzenlenmiştir.*

 

Uzmanlar sprey ve fırça ile yıkama makinaları proseslerini yakından inceleme fırsatı bulmuşlardır. Yıkama işlemleri sırasında, yüksek miktarda sprey şeklinde kullanılan parlayıcı solventlerin oluşturduğu aşırı doymuş buhar ve hava karışımlarının muhtemelen parlamayabileceği değerlendirilmiştir. Bu durum, yıkama kazanı içerisinde yüksek yoğunluktaki solvent damlacıkları sebebiyle atmosferin aşırı doygun olması ve parlama üst limitinin aşılmış olması sebebiyle olabileceği ve bu durumun parlamayı önleyebileceği düşünülmüştür. Bu varsayım Renzmann firmasına, solvent ile yıkama makinaları iç ortamlarının, Zone 0 olarak tanımlanmasına gerek olmadığının değerlendirmesi için test şansını vermiştir. ‘IBExU2)’da, ateşleme testinin gerçekleşebileceği bir test makinası imalatına karar vermiştir.

 

Bu Testin Amaçları

• Solvent ile yıkama makinalarında tehlike bölgelerinin (Hazard zone) açık bir tanımını yapmak,

• Sprey sonucu oluşan buhar ortamının ateşlenemeyeceğinin test edilebileceği ortamı yaratmaktır (Nozul tasarımı, nozul yerleşimi homojenliği, akış miktarı, basınç vb.).


Test Makinası Tasarımı

• 0.8 m3 hacim kapasiteli yıkama haznesi, 4 mm çelik plakalar ile imal edilmiş, hazne basınç emniyeti amacı ile bir ucu açık olarak şeffaf folyo ile kaplanmıştır.

• Yıkama haznesi altında, sirküle eden solvent’in depolandığı ve yıkama haznesine hortum ile bağlandığı bir kap vardır.

• Yıkama haznesinde solvent spreyi ve fırça ile yıkama makinalarında kullanılan mevcut jet sprey nozulları vardır.

• Yıkama solvent kabında nozulları besleyen 45m3/saat kapasite ve 8 Bar basınç sağlayan solvent pompası (Rotary type) ile 3m3/saat kapasite ve 50 Bar basınç sağlayan pompa (Reciprocating pump) vardır.


Test Metodu

• Test makinası ‘IBExU2)’da beton bir bunkerin içerisinde kurulmuştur.

• Test makinasının içi, transparan folyo sayesinde emniyetli bir mesafeden açıkça görülebilecek şekildeydi.

• Her ateşleme testi sırasında oluşan alev’in ilerlemesi, video kamera ile kayıt edildi.

• Yıkama haznesi içerisine, her ateşleme testi için 0.170 kJ ateşleme enerjisi verecek piroteknik ateşleyici yerleştirildi.

• Pompalar ile (bazen kısılarak) değişik tipte solventler kullanılarak değişik yıkama senaryoları simüle edildi.

• Yıkama haznesi içerisine AI, AII ve AIII solventler kullanılmak üzere, değişik tasarımlarda ve çaplarda, 2 ile 50 bar arasında çalışabilen, 2 ile 40 adet arasında kullanılabilen nozullar yerleştirilmiş ve değişik solvent dağılımı test edilmiştir.


Test Sonuçları

Tüm değişik solvent kullanımlarında yıkama haznesi içerisinde oluşan solvent buharları bazı durumlarda ateşlenememiştir.

• Bu durum, aşırı doymuş hibrid karışımın ateşlenemediğini onaylar görünmekteydi.

• Testler aynı koşullarda tekrarlandığında, yıkama haznesi içerisinde değişik bölgelerde ateşleme, patlama ve bu durumun sonucunda yanma oluşmuştur.

• Bu durum solventler yıkama haznesi içerisine tüm nozullardan 45m3/saat akış değerinde sprey şeklinde püskürtüldüğünde aynı şekilde tekrarlanmıştır.

• Sonuçta yıkama haznesi içerisini Zone 0 olarak tanımlamayacak, tekrarlanabilir bir durum gözlemlenmemiştir.

• AII ve AIII solventleri ile de min. akış değerlerinde ve nozul sayısı ile tüm testlerde patlama ve sonucunda yanma oluşmuştur.

• Sonuçta alt ateşleme limiti altında kalan hava ve solvent buharları karışımları, doygun hava ve solvent buharları karışımlarına göre daha uygun bir patlayıcı ortam oluşturmaktadır.

• Sonuç: AI, AII ve AIII solventleri’nin sprey şeklinde püskürtülmeleri sonucunda oluşan hava ve solvent buharları karışımları her zaman yıkama makinalarında Zone 0 bölgesi oluşturmaktadır.

• AII ve AIII hava ve solvent buharları karışımları da AI solventleri hava buhar karışımları kadar yanıcıdır.

 

94/9/EG Direktiflerinin Uygulanması ile İlgili Değerlendirmeler

• Sprey ve fırçalı yıkama makinalarında AI, AII ve AIII solventlerinin sprey ile püskürtüldüğünde, tehlike sınıfı Zone 0’ı oluşturan hava ve solvent buharları karışımı oluşmaktadır.

• Yıkama haznesi içerisinde kullanılacak sprey nozulları, dönen fırçalar gibi hareketli parça ve ekipmanlar, 94/9/ EG direktifi – Kategori 1’e uygun olmalıdır.

• Bu durumda kullanılacak tüm ekipmanlar, potansiyel ateşleme kaynağı oluşturmaları sebebi ile 94/9/EG direktifine göre denetlenmelidir.

• Bu duruma ek olarak imalatçı firma, 94/9/EG direktifi bölüm IV’e göre kalite güvence sistemi kullanmalıdır.

• Alternatif olarak her durumu değerlendirecek şekilde imalatçı firma tarafından denetlenmelidir.

• Yıkama makinası Zone 0 bölgesinde tehlikeyi önlemek amacı ile nitrojen kullanılarak ortam inert hale getirilebilir.


Kaynakça

1. Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Fachgruppe 3.3 – Braunschweig (German national institute of natural and engineering sciences, division 3.3 – Braunschweig) Mühendislik bilimleri Alman Ulusal Enstitüsü.

2. IBExU Institut für Sicherheitstechnik GmbH, An-Institut der TU Bergakademie Freiberg (IBExU institute for safety engineering) Emniyet mühendisliği IBExU Enstitüsü.

3. Fachausschuss Metall- und Oberflächenbehandlung, Norddeutsche Metallberufsgenossenschaft – Hannover, (Technical committee for metal and surface treatment of the employer’s liability insurance association for the metal producing and working industries in Northern Germany) Kuzey Almanya metal imalat ve işleme sanayii, metal ve yüzey işleme işveren sorumluluğu sigorta derneği teknik komitesi.

4. VDMA – Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. – Frankfurt/M (German federation of the engineering industries) Mühendislik sanayii Alman federasyonu.