O ponto cego do custo de descarte
A aquisição de trocadores de calor avalia o preço de compra, o custo de instalação e as despesas de manutenção. O custo de descarte raramente entra no cálculo. A suposição é que a remoção e o descarte são despesas menores e incidentais, indignas de análise.
Para trocadores de calor metálicos em serviços químicos, esta suposição está incorreta. Uma bobina de aço inoxidável ou titânio corroída removida de um revestimento ácido ou banho de decapagem não é sucata. São resíduos perigosos. A contaminação em sua superfície-metais pesados, resíduos de ácidos, sais metálicos tóxicos-aciona classificação regulatória que exige descarte licenciado em instalações especializadas.
Um trocador de calor de PTFE no final da vida útil é quimicamente inerte. A superfície do fluoropolímero não contém contaminantes absorvidos que o enxágue com água não possa remover. Após uma simples lavagem de descontaminação, o material é classificado como-resíduo industrial não perigoso ou, em algumas jurisdições, plástico reciclável.
O diferencial de custo de descarte é substancial e recorrente ao longo de múltiplos ciclos de substituição. Incluí-lo na análise de custos do ciclo de vida muda ainda mais a comparação económica para o PTFE.
O gatilho da classificação de resíduos perigosos
Os trocadores de calor metálicos em serviços químicos industriais acumulam contaminação por meio da corrosão. Os produtos de corrosão-óxidos, cloretos e sulfatos metálicos-incorporam constituintes do banho do processo. Uma bobina de aço inoxidável de uma linha de niquelagem transporta sais de níquel. Uma bobina de titânio de um banho de cromo contém compostos de cromo. Um trocador Hastelloy de decapagem ácida carrega resíduos de molibdênio e ferro.
Os limites regulamentares para a classificação de resíduos perigosos são baixos. O teste do Procedimento de Lixiviação de Característica de Toxicidade determina se os resíduos lixiviam metais regulamentados acima das concentrações permitidas. Níquel acima de 5 mg/L, cromo acima de 5 mg/L ou chumbo acima de 5 mg/L no chorume classificam os resíduos como perigosos na maioria das jurisdições.
Um trocador de calor corroído com contaminação superficial normalmente excede esses limites. A unidade inteira-metal e contaminação juntos-torna-se um resíduo perigoso que exige manifestação, transporte licenciado e tratamento em uma instalação permitida.
Tabela 1: Comparação de custos de descarte-de{2}}vida útil (trocador de calor de 50 kW, ciclo de serviço de 5 anos)
| Elemento de custo de descarte | Bobina Metálica (Perigosa) | Bobina de PTFE (não{0}}perigosa) |
|---|---|---|
| Classificação de resíduos | Perigoso (metal-contaminado) | Resíduos industriais não{0}}perigosos |
| Descontaminação antes do descarte | Obrigatório (o enxágue ácido gera resíduos adicionais) | Opcional (enxágue com água suficiente) |
| Mão de obra de descontaminação e produtos químicos | $400-800 | $100-200 |
| Manifestação de resíduos perigosos | $150-300 | Não obrigatório |
| Transporte licenciado de resíduos perigosos | $500-1,000 | Não obrigatório (frete padrão) |
| Taxa de instalação de tratamento/descarte | $800-1,500 | US$ 100-300 (aterro ou reciclagem) |
| Custo total de descarte por unidade | $1,850-3,600 | $200-500 |
| Substituições acima de 15 anos | 3-5 unidades | 0-1 unidades |
| Custo total de descarte em 15 anos | $5,550-18,000 | $200-500 |
Requisitos de descontaminação
Antes do descarte, as bobinas metálicas exigem descontaminação para reduzir-embora raramente elimine-a classificação de resíduos perigosos. A descontaminação envolve limpeza química para remover depósitos superficiais. O próprio processo de limpeza gera resíduos ácidos e água de enxágue que requerem tratamento.
Ironicamente, uma descontaminação mais agressiva pode piorar o perfil dos resíduos, dissolvendo mais metal da superfície corroída, aumentando o teor de metal nos resíduos de limpeza. O processo reduz a contaminação da bobina enquanto gera um fluxo secundário de resíduos líquidos que também requer descarte.
As bobinas de PTFE requerem descontaminação mínima. A superfície anti-libera depósitos com um enxágue com água ou uma limpeza suave. Nenhuma limpeza química é necessária. Nenhum resíduo secundário é gerado. A água de enxágue contém apenas o resíduo do processo fracamente aderido, e não o PTFE dissolvido, porque o PTFE não se dissolve.
Potencial de reciclagem
Os trocadores de calor metálicos apresentam valor de sucata quando limpos. Contudo, o custo da descontaminação para atingir os padrões de aceitação de sucata normalmente excede o valor da sucata. Os negociantes de sucata rejeitam metais quimicamente contaminados ou os descontam fortemente. O valor líquido de recuperação é muitas vezes negativo após os custos de descontaminação.
O PTFE é tecnicamente reciclável, embora a infraestrutura de reciclagem para fluoropolímeros seja limitada. O material pode ser moído e utilizado como enchimento ou reciclado quimicamente em instalações especializadas. Na prática, a maior parte do PTFE-de{3}}fim de vida útil é depositado em aterros sanitários como resíduo não{4}}perigoso a baixo custo. O impacto ambiental do aterro de fluoropolímero inerte é menor do que o aterro de resíduos contaminados com metais pesados-.
Resumo
Os custos de tratamento e eliminação de resíduos de trocadores de calor metálicos corroídos excedem significativamente aqueles de unidades de PTFE inerte ao longo do ciclo de vida do equipamento. A classificação de resíduos perigosos, desencadeada pela contaminação metálica da superfície corroída, requer transporte, tratamento e manifestação licenciados que acrescentam US$ 1.850 a 3.600 por evento de descarte.
Ao longo de um período de 15-anos com múltiplas substituições de bobinas metálicas, o diferencial de custo cumulativo de descarte pode exceder US$ 15.000. A inércia química do PTFE simplifica o manuseio do-fim-da vida útil para um enxágue com água e descarte não perigoso, reduzindo custos e encargos regulatórios.
A análise de engenharia para comparação de custos de descarte de resíduos do ciclo de vida em jurisdições regulatórias específicas está disponível mediante envio de processos químicos, determinações atuais de classificação de resíduos, custos do fornecedor de descarte e dados de frequência de substituição.
