Dobili smo narudžbu od klijenta – mesoprerađivačkog pogona – za popravak i puštanje u rad sustava za pročišćavanje onečišćenog zraka koji ventilacija izvlači iz „prljavih“ zona proizvodnih prostora.

Na mesoprerađivačkim pogonima u običnim radnim prostorijama zrak uglavnom nema poseban miris, ali postoji nekoliko izrazito „smrdljivih“ zona – praonice, mjesta sa slivnicima nakon ispiranja iznutrica i opreme, zone gdje se radi sa sirovinom nakon klanja i drugi zahvati kod kojih u zrak izlaze hlapljive tvari iz krvi, masti, sadržaja crijeva i otpadnih voda. Na tim mjestima postavlja se odsisna ventilacija koja povlači onečišćeni zrak, dovodi ga na tvornički sustav pročišćavanja, a pročišćeni zrak se zatim izbacuje van, u atmosferu iznad pogona.

 

1. Postavljanje zadatka

Klijent je problem opisao ovako:
Sustav za pročišćavanje zraka je tehnički u pogonu, ali u praksi slabo čisti zrak.

Stanovnici koji žive u blizini pogona se žale sanitarnoj inspekciji na smrad koji povremeno dolazi sa strane tvornice.

Zadatak koji je postavio klijent: uz razuman trošak za doradu i održavanje treba podesiti postojeći sustav pročišćavanja zraka tako da stvarno dobro radi.

 

2. Preliminarna dijagnoza

Sustav pročišćavanja sastojao se od jednog mokrog skrubera sa zatvorenim recirkulacijskim krugom u kojem je kružila povratna voda s otopljenim reagensima.

U taj recirkulacijski krug povremeno su se ručno dodavale otopina lužine NaOH i oksidans NaOCl, a količina doziranja određivala se na temelju laboratorijskih analiza. Prema pogonskom pravilniku lužina se dodavala tako da se pH drži u rasponu 9,0–10,5, dok se oksidans dozirao prema propisanoj dnevnoj količini, uz povremenu laboratorijsku kontrolu redoks‑potencijala i učinkovitosti pročišćavanja.

Radna otopina prolazila je kroz punilo unutar skrubera i otjecala u sabirni bazen (sump), iz kojeg ju je crpka zahvaćala i vraćala na tri dizne. Kućište skrubera izrađeno je od nehrđajućeg čelika, a punilo skrubera i cjevovodi su plastični.

 

3. Zaključenje ugovora

Prema ugovoru obvezali smo se odraditi inženjerske radove kako bismo postojeći sustav za pročišćavanje zraka doveli u stanje „kao nov” – odnosno na radne parametre koji u potpunosti odgovaraju tvorničkom tehničkom listu opreme.

Cijena naših inženjerskih radova prema ugovoru iznosila je 17 000 €.

 

4. Dijagnostika opreme

Sustav pročišćavanja sastojao se od jednog mokrog skrubera ispunjenog nasutim plastičnim punilom tipa PP pall rings, veličine 25–50 mm, u sloju visine oko 1 m.

U gornjem dijelu skrubera bila je postavljena raspršivačka rampa s tri dizne za orošavanje.

Prema tehnologiji koju je propisao proizvođač opreme, kroz skruber cirkulira vodena otopina koja sadrži lužinu NaOH i klorni oksidans NaOCl.

Pregledali smo shemu rada postrojenja u tehničkoj dokumentaciji i zamolili klijenta da:
– izmjerite pad tlaka zraka na skruberu između ulaza i izlaza
– pošaljete uzorke punila iz skrubera
– kroz gornji revizijski otvor snimite video rada dizni
– kroz donji revizijski otvor snimite video razine vode u sumpu i rada plovnog ventila automatske nadopune
– provedete test rada plovnog ventila
– napravite analizu vode iz recirkulacijskog kruga na pH i ORP.

 

5. Podaci dijagnostike i njihova analiza

1. Pad tlaka zraka u skruberu

U tehničkom listu ovog skrubera navedeno je da pad tlaka na punilu treba biti 50–60 mm vodenog stupca pri nazivnom protoku zraka. U stvarnom mjerenju izmjereno je 170 mm vodenog stupca, što jasno ukazuje na jako zarastanje punila i/ili loše podešen hidraulički režim.

 

2. Vizualni pregled punila

Tvornica nam je poslala fotografije i video uzorka punila iz skrubera, a kasnije je poštom poslala i sam uzorak. I sa slika, i na „živom“ uzorku bilo je vidljivo da je punilo obraslo gustom biopločom pomiješanom s karbonatnim naslagama. U takvom stanju punilo praktički više nije radilo prema proračunatim karakteristikama i bilo ga je potrebno ili zamijeniti ili agresivno oprati.

 

3. Pregled dizni skrubera

Prema opisu i foto/video materijalu vidjelo se da dvije dizne ne daju punu raspršnu sliku, a kroz treću otopina za ispiranje uopće ne prolazi. To je značilo da se jedan dio presjeka sloja punila u skruberu praktički uopće ne orošava i da plin kroz taj dio prolazi gotovo „na suho“ – iako je vizualno „postrojenje radilo, pumpa je gurala, voda je iz dizni tekla“ i stječao se dojam da je sustav pročišćavanja u redu.

Na naš zahtjev tvornički mehaničar je nakratko zaustavio rad skrubera, skinuo neispravnu diznu i slikao materijal kojim je bila začepljena. Radilo se o kalcijevim karbonatnim naslagama sivo‑smeđe boje, što je upućivalo na to da u njima ima i produkata razgradnje organike.

 

4. Filter u vodnom recirkulacijskom krugu

Na tlačnoj liniji iza pumpe bio je ugrađen filter‑blatobran za zaštitu dizni od krutih čestica. Zamolili smo mehaničara da odvije i uslika njegov izmjenjivi uložak. Na fotografiji se vidjelo da ulošak filtra više nema filtracijsku mrežicu (vjerojatno je izrezana zbog zarastanja naslagama) i da sve mehaničke nečistoće iz kade bez prepreke završavaju direktno u diznama.

 

5. Provjera rada plovnog ventila nadopune

U sumpu skrubera konstrukcijski je predviđen plovni ventil automatske nadopune vodom. Morali smo se uvjeriti da ventil, i nakon dugotrajnog rada u „prljavim“ uvjetima, još uvijek ispravno radi i drži razinu bez nedolijevanja i skrivenog prelijevanja. Zato smo predložili jednostavan „terenski nivelir“: na donji odvodni priključak navući prozirnu cjevčicu, podignuti je i učvrstiti iznad očekivane razine, otvoriti ventil i označiti stvarnu razinu otopine. Zatim je skruber radio tjedan dana s zatvorenim ventilom, nakon čega se ventil ponovno otvorio i provjerilo koliko se razina promijenila u odnosu na oznaku. U našem slučaju razina se snizila za oko 15 mm, što je ukazivalo na neispravan rad ventila automatske nadopune.

 

6. Rezultati analize pH i ORP

Zamolili smo laboratorij da izmjeri pH i ORP cirkulacijske otopine i dobili vrijednosti unutar granica koje preporučuje proizvođač skrubera. Istovremeno smo prema knjigovodstvenim podacima izračunali stvarnu godišnju potrošnju lužine i oksidansa i vidjeli da je ona 5–10 puta niža od one propisane u pogonskom pravilniku. Takvo odstupanje jasno pokazuje „ljudski faktor“: prije uzimanja uzoraka otopinu su jednokratno doveli u propisanu normu, dok se u uobičajenom radu reagensi doziraju neredovito – uglavnom kad stignu pritužbe na smrad ili prije inspekcijskih nadzora, a ostatak vremena u sustavu kruži već „potrošena“ otopina.

 

6. Ljudski faktor

Pitali smo radnike osjeća li se miris klora u prostoru gdje je smještena obrada. Potvrdili su da se miris klora tamo osjeti i da je prilično jak.
Po našem iskustvu rada s tvornicama, ako radnici neki prostor doživljavaju kao opasan po zdravlje, tamo pokušavaju što rjeđe ulaziti. To znači da su laboratorijsku vodu iz kružnog ciklusa za analize uzimali višestruko rjeđe nego što je trebalo, a čovjek koji je trebao dodavati reagense to je također radio rijetko. Drugim riječima, proces obrade bio je narušen i zato što ljudi jednostavno nisu htjeli ulaziti u prostor koji smatraju štetnim za svoje zdravlje.

 

7. Zaključci i predloženo rješenje

Kako bismo vratili skruber u normalan rad, razmatrali smo dva moguća rješenja:

1. 1. 1. Zamijeniti plastičnu ispunu, obraslu kalcijevim kamencem, novom. To bi zahtijevalo potpunu demontažu skrubera i zaustavljanje ispušne ventilacije na nekoliko dana.
      2. Tijekom jednog vikenda napraviti jako kiselinsko CIP‑čišćenje skrubera bez rastavljanja. To se može odraditi u roku od 8–10 sati.

Na kraju je, nakon dogovora s klijentom, donesena odluka:

1. Jednokratna dekalkifikacija i čišćenje

Napraviti jednokratno jako kiselinsko ispiranje skrubera (ispune, dizni, plovnog ventila, sumpa) uz uklanjanje kalcijevih i organomineralnih naslaga, do povratka na projektirani hidraulički režim.

2. Vraćanje filtracije

Vratiti u rad filtersku košaru na tlačnoj liniji iza pumpe: ugraditi ispravni uložak filtera i uvesti redovni režim njegova čišćenja/zamjene.

3. Ispuh ventilacija

U radnom prostoru napraviti ispušnu ventilaciju tako da koncentracija klora u zraku stalno ostaje na sigurnoj razini.

 

8. Provođenje kiselinskog čišćenja sustava

Pripremili smo detaljnu uputu za radnike klijenta za jednokratno kiselinsko čišćenje skrubera, uzimajući u obzir da sustav u startu radi na klorno‑lužnatoj otopini i da se kiselina bez pripremnih koraka ne smije dodavati. U uputi je bio jasno opisan kemijski siguran redoslijed radnji, tako da se izbjegne kontakt aktivnog klora s kiselinom i samim time rizik oslobađanja otrovnog klora.

Posebno su istaknute „osjetljive“ točke (prebacivanje armature, kontrola pH/ORP, redoslijed pražnjenja i ponovnog punjenja), gdje smo osoblju preporučili da nam se kod bilo kakve dvojbe odmah javi i provjeri sljedeći korak.

Osim toga, organizirali smo brzu podršku putem videopoziva. Radnici klijenta mogli su u svakom trenutku pokazati trenutačnu fazu rada (isključenje zraka, pražnjenje otopine, spajanje ispiranja, stanje ispune i dizni) i dobiti komentare praktički u realnom vremenu.

Za provedbu kiselinskog čišćenja klijent nije morao nabavljati dodatnu opremu: koristila se dostupna fosforna kiselina i standardna instalacija skrubera. Sve radnje su se provodile uz nadzor pH i ORP, što je omogućilo da se proces održi u sigurnom rasponu i da se ukupni trošak na reagense zadrži oko 200 €.

 

9. Režim rada nakon sanacije

Po završetku radova skruber je vraćen u pogon prema tvorničkoj uputi proizvođača: laboratorij i operateri prešli su na režim mjerenja i doziranja propisan u eksploatacijskoj dokumentaciji, što je omogućilo stabilizaciju emisija H₂S‑a i merkaptana bez ikakvih izmjena na samoj instalaciji.

 

10. Rezultat rada na projektu

Nakon kiselinskog čišćenja i vraćanja svih sklopova u ispravno stanje zabilježili smo sljedeće:
Ravnomjerno orošavanje ispune: sve dizne ponovno rade s normalnim raspršajem, a „mrtve“ suhe zone na ispunama su nestale.
Normaliziran pad tlaka: izmjereni pad tlaka preko ispunjenog sloja iznosio je oko 53 mm vodenog stupca, što odgovara tvorničkom podatku i proračunatom hidrauličkom režimu.
Stabilna razina u sumpu: tijekom daljnjeg rada potvrdilo se da plovni ventil nadopune drži razinu otopine u zadanom rasponu, bez nedolijevanja i prelijevanja.
Ciljani učinak na onečišćujuće primjese: prema rezultatima analiza zraka, sadržaj sumporovodika i merkaptana na izlazu iz skrubera nalazi se unutar sanitarnog propisa.

Time je postignut početni cilj projekta: ne samo „oprati“ opremu, nego vratiti sustavu sposobnost da stabilno drži emisije H₂S‑a i merkaptana u dozvoljenim granicama.

 

DODATNA FAZA PROJEKTA

Posao po ugovoru je odrađen i sustav za pročišćavanje ponovno radi kao u trenutku puštanja nove instalacije u pogon. Međutim, bilo je jasno da sustav ima dva ozbiljna konstrukcijska nedostatka zbog kojih će biti teško držati stabilan radni režim: za pola godine do godinu dana vrlo vjerojatno će se ponovno vratiti u stanje u kojem smo ga zatekli na početku projekta.

Problem br. 1 – ljudski faktor

Važan kontekst: u mesnoj proizvodnji količina smrdljivih tvari koje ulaze u sustav za pročišćavanje jako se mijenja i unutar dana i po danima u tjednu. U različito vrijeme rade različiti pogoni, povremeno se odvijaju intenzivni procesi (rasjek, pranje, obrada otpada) i stvarne emisije H₂S‑a i merkaptana mogu se razlikovati za nekoliko puta, pa je bez nadzora praktički nemoguće držati „stalnu dnevnu dozu“ oksidansa.

Upravo zato, da bi doziranje kemikalija bilo u ispravnom režimu, osoblje mora svaki dan odraditi prilično zahtjevan set radnji. Laboratorij svako jutro uzima vodu iz kružnog ciklusa, mjeri pH i ORP i na temelju izračuna određuje koliko lužine i oksidansa treba dodati za korekciju sastava. Na temelju tih podataka radnik 1–2 puta dnevno dolazi u prostor sustava za pročišćavanje i ručno dozira izračunatu količinu otopine lužine i klor‑oksidansa.

U praksi se takav režim slabo slaže sa stvarnim opterećenjem ljudi. Čim nekoliko dana zaredom rezultati analiza ispadnu otprilike isti, osoblje počinje pojednostavljivati proceduru: umjesto svakodnevnog izračuna dnevne doze, u praksi se uzme neka „stalna“ doza koju je lakše dodavati rjeđe, ali u većim porcijama (npr. jednom u tri dana u trostrukoj količini). Formalno, količina reagensa po razdoblju ispada zadovoljena, ali se tehnološki režim mijenja: odmah nakon šok‑doze oksidans se troši neučinkovito, a pred kraj razdoblja ga već nema dovoljno za normalnu oksidaciju onečišćenja.

Na kraju sustav radi dobro samo onda kada ljudi striktno poštuju taj nezgodan ručni režim rada, i baš zato u stvarnoj eksploataciji takvi sustavi često daju nestabilnu kvalitetu pročišćavanja.

Problem br. 2 – tvrda voda

U kružni vodeni ciklus sustava za pročišćavanje stalno se kao nadopuna dovodi obična vodovodna voda s povišenom tvrdoćom (povećanim sadržajem kalcija i magnezija). Pri isparavanju dijela vode i povremenim korekcijama volumena (nadopuna i djelomično ispuštanje radi smanjenja slanosti) soli tvrdoće se ne uklanjaju, nego se nakupljaju u otopini. Kako raste koncentracija kalcija i karbonatnih iona, otopina postaje prezasićena kalcijevim karbonatom, pa se na unutarnjim površinama skrubera, ispune i dizni počinju stvarati tvrde kalcijeve naslage (kamenac). Takve naslage smanjuju učinkovitost orošavanja, pogoršavaju kontakt plina s tekućinom i s vremenom dovode do primjetnog pada učinkovitosti pročišćavanja.

 

1. Naš prijedlog

Predložili smo modernizaciju sustava uz ugradnju dva dodatna sklopa:

1. 1. 1. Ugraditi automatizirani sustav doziranja reagensa u kojem sonde za pH i ORP stalno mjere parametre vode u kružnom ciklusu, a upravljački kontroler analizira njihove signale i po potrebi daje naredbu odgovarajućoj dozirnoj pumpi.
      2. Stvoriti uvjete u kojima se kalcijeve naslage uopće ne mogu formirati.

Klijent je prihvatio naš prijedlog jer je nakon prve faze dobio dobro radeći sustav pročišćavanja i želio je taj rezultat zadržati.
Takva rekonstrukcija u praksi bi mu dala novi, suvremeni sustav pročišćavanja koji stabilno hvata H₂S i merkaptane, ne zarasta kalcijevim naslagama, minimalno ovisi o ljudskom faktoru i ljudima oslobađa puno radnog vremena.

Za radove na modernizaciji sustava s klijentom smo dogovorili dodatni ugovor u iznosu od 6.000 €.

 

2. Izvođenje radova

1. Ugradnja automatike

Sustav automatskog doziranja uključivao je sljedeću opremu:

1. 1. 1. Industrijska pH sonda Hanna za kontinuirani nadzor i automatsku regulaciju kiselosti u rasponu pH 9,5–10,5.
      2. Industrijska ORP sonda Hanna za kontinuirani nadzor i automatsku regulaciju ORP‑a u rasponu 400–600 mV.
      3. Kontroler Siemens za izvođenje algoritama sustava automatske regulacije.
      4. Dvije dozirne kemijske pumpe za automatsko doziranje reagensa – jedna za lužinu, druga za klorni oksidans.
      5.  GSM modul služi za slanje SMS poruka u slučaju alarmnih stanja. Na primjer, ako u spremniku bilo kojeg reagensa razina tekućine padne ispod minimuma, automatika šalje poruku radniku koji održava postrojenje. Ako koncentracije doziranih komponenti u sustavu padnu ispod dopuštene granice, GSM modul šalje poruke ne samo radniku, nego i voditelju laboratorija te voditelju proizvodnje.

Kod ovakvog sustava automatskog doziranja radnik je potreban samo za pripremu otopina za doziranje, dok se samo doziranje i nadzor alarmnih stanja odvijaju automatski.

Radovi su bili podijeljeni u dvije faze.

U prvoj fazi izradili smo principijelnu tehnološku shemu automatizacije, raspored senzora i pumpi uz vezu na postojeću opremu te detaljan tekstualni opis algoritama rada i graničnih vrijednosti za pH i ORP regulaciju.

Zatim je uslijedila druga faza: na temelju našeg projekta specijalizirana tvrtka za industrijsku automatiku, koju je odabrao naručitelj, izradila je elektrotehnički projekt (sheme ormara, razvod signala i napajanja), montirala opremu na pogonu i programirala kontroler i sustav signalizacije.

Ukupna vrijednost radova na automatizaciji s njihove strane iznosila je oko 4.000 €: okvirno 2.500 € odlazi na komplet opreme, a oko 1.500 € na projektiranje, montažu i puštanje u rad.

2. Sustav dovoda demineralizirane vode

1. 1. 1. Ovaj sustav sastojao se od sljedećih elemenata:
         Plastični IBC spremnik zapremnine 1000 litara, koji je služio kao akumulacijski spremnik za demineraliziranu vodu.
      2. Pored njega bio je postavljen kućni uređaj za pročišćavanje vode s reverznom osmozom, kapaciteta oko 1500 l/dan.
      3. U spremnik su bila ugrađena dva plovčna prekidača razine: pri uključenju donjeg prekidača uključivao se uređaj za pročišćavanje i započinjao dotok vode u spremnik, a pri uključenju gornjeg prekidača uređaj se automatski isključivao.
      4. Za dovod demineralizirane vode u sustav pročišćavanja u spremnik je bila uronjena jednostavna uronjiva vrtna pumpa: stajala je na dnu IBC spremnika i preko priključenog crijeva slala vodu u pripremu reagensa i/ili izravno u kružni vodeni ciklus.

Konstrukcija sustava pokazala se kao vrlo jednostavna za izvedbu u tvorničkim uvjetima: standardni IBC spremnik, dva plovčna davača razine, kućni blok reverzne osmoze i jeftina uronjiva pumpa. Istovremeno je takvo rješenje osiguravalo stabilan dovod demineralizirane vode bez kalcija u skruber, što je sprječavalo nastanak kalcijevih naslaga tijekom daljnjeg rada.

Trošak izrade sustava dovoda demineralizirane vode iznosio je oko 1 000 €.