ボイラーの化学洗浄: 正しく行う | 広州ピンクローズグループ

医師が常に受けるよう求めているいくつかの検査と同様、ボイラーの化学洗浄は私たちのほとんどが考えたくないものですが、必要であることに誰もが同意します。このプロセスに対する一般的な不快感に加えて、環境保護庁の新しい規制があり、化学洗浄廃棄物の処理費用がより高価になります。ここでは、いつ何をすべきか、そして注意すべき点について説明します。

堆積物を含むボイラーチューブがボイラーに長期的な信頼性の問題を引き起こすことは誰もが知っています (または知っている必要があります)。堆積物はチューブ内の水を火災から遮断し、堆積物とチューブの金属の間の金属温度を劇的に上昇させます。チューブに大量の堆積物が堆積した状態で長時間使用すると、金属が長期にわたって過熱する可能性があります。チューブは最初に膨らみ、その後破損します。堆積物は広範囲に及ぶ傾向があるため、これは一般にボイラー配管の大きな部分が損傷し、交換が必要になることを意味します。

堆積物には、その下に溜まるボイラー水の化学物質や汚染物も濃縮されます。堆積物によって金属温度が上昇すると、堆積物の下にあるリン酸塩、苛性アルカリ、または塩化物によって引き起こされる腐食速度が増加します。腐食疲労を除いて、水側ボイラー管の破損メカニズムはすべて堆積物の下で発生します。堆積物を取り除くと、水側のチューブの故障も止まります。

ボイラーを化学的に洗浄する時期を決定する標準的な方法は、ボイラー管のサンプルを採取し、堆積物の量 (堆積物重量密度 (DWD)) を測定し、堆積物の組成を分析することです。ただし、DWD 以外にもボイラーの清掃が必要な条件があります。これらには次のものが含まれます。

■ 堆積物中の腐食メカニズム、特に水素損傷による 1 つ以上の故障。最優先事項は、完全な化学洗浄によって堆積物を除去し、さらなる損傷を防ぐことです。

■ 重大な汚染事象または複数の小規模な事象、特に凝縮器チューブの漏れ。汚染が発生すると、ボイラー内の堆積物の量とその腐食性が増加します。化学洗浄は、堆積物が腐食して破損する前に、堆積物とその下の汚染を除去します。

■ ボイラーチューブの交換。経験則では、ボイラーの表面積の 10% 以上を交換する場合は化学的に洗浄します。これは、すべてのチューブ上に均一な酸化物層を作成するのに役立ちます。

■ ボイラー燃料またはバーナーの設計が大幅に変更されました。石炭からガスなどの燃料の変更、またはバーナーの改造により、ボイラー内の高熱流束の領域が変化する可能性があります。このような大きな変更を実施する場合、ボイラーをきれいにすることから始めるのが最善です。

■ 化学処理体制の変更。このような変更には、ある化学処理から別の化学処理への移行、たとえば全揮発性処理から酸素化処理 (OT) への移行が含まれます。

標準的な DWD テストでは、堆積物の負荷だけでなく、チューブ上の堆積物の化学組成の分析も行う必要があります。この堆積物の化学分析は、誘導結合プラズマ発光分光計 (ICP-ES) を使用して定量的に行うことができますが、より一般的には電子分散分光法 (EDS) を使用して半定量的に測定されます。場合によっては、存在する化合物を示すために X 線回折データも提供されます。

最適には、DWD 用のチューブサンプルは長さが約 18 インチで、ボイラーの最も高い熱流束領域からのものである必要があります。これは通常、バーナーの上、または鼻アーチの下側にあります。アイデアは、ボイラー内の高熱領域で最も堆積物が多いチューブを見つけることです。故障したチューブは使用できません。故障によって堆積物の一部またはすべてが除去されてしまうためです。

DWD は、チューブの慎重に測定された領域の堆積物を除去することによって決定されます。チューブは分割され、火災側 (高温) 側の堆積物は断熱材側 (低温) 側とは別に分析されます。化学洗浄に関する限り、重要なのは高温側です。

チューブの重量の変化を、堆積物が除去された水と接触した面積で割った値が、DWD の結果を生成します。これは、gram/ft2 または gram/meter2 (g/m2、SI、国際単位系) で表すことができます。換算すると、1 g/ft2 は 10.76 g/m2 に相当します。

現在、DWD テストの堆積物除去の最も一般的な方法は、ガラスビーズを使用したビーズブラストです (NACE TM0199-99)。時折使用される他の方法は、溶媒、典型的には抑制塩酸、HCl (ASTM D3483-83 [2005] 試験方法 B) に堆積物を溶解することです。一般に、溶媒法では、少量の金属が堆積物とともに除去されるため、同じチューブ上でわずかに高い DWD 結果が得られます。

チューブをビードブラストすると、銅の層などの堆積物の層が見えることがよくあります。優れた DWD レポートには、堆積物が除去されたときに見つかった異常が説明され、表示されます。

ベストプラクティスは、大規模な停止ごと、または少なくとも 2 年に 1 回、ボイラーからチューブサンプルを採取することです。各サンプルは、ボイラー内の同様の高度または領域から採取したものである必要があります。 DWD の結果を年ごとに比較すると、ボイラー内に堆積物が蓄積していることがわかり、堆積物の形成が直線的であることはほとんどありませんが、化学的洗浄の必要性を予測するために使用できます。図 1 は、ボイラーの作動圧力ごとの化学洗浄の推奨事項を示すグラフです。

この図には 3 つの一般的な推奨事項があります。 DWD の結果が上部の領域にある場合は、予定通りできるだけ早く化学洗浄を実行する必要があります。一番下の領域は比較的きれいなチューブを表します。緑と赤の線の間の中央の領域は、次の大規模な停電または今後 2 年以内に清掃を検討し、おそらく予算を計上する必要があるレベルまで堆積物が蓄積し始めていることを示しています。その場合は、次の停止の近くで別のチューブサンプルを取得し、DWD が増加し、「クリーニング推奨」領域に近いか、その領域内にあるかどうかを確認します。そうでない場合は、あと1、2年はやっていけるかもしれません。

熱回収蒸気発生器 (HRSG) の熱流束ははるかに低いですが、複数のアセンブリとドラムの構成により、循環の問題がはるかに大きくなる可能性があります。そのため業界は、HRSG の洗浄に関して、従来の化石燃料燃焼ユニットの場合とほぼ同じ DWD 基準を適用してきました。

一般に、HRSG 管の DWD 基準は、従来のボイラーよりも約 20% 高くなります。

場合によっては、電力会社が複数のチューブサンプルを採取して分析したい場合があります。このような場合、化学洗浄の必要性を判断するために使用する必要がある DWD の結果は、最も多く堆積したチューブです。覚えておいてください、あなたが判断しようとしているのは、ボイラーのどこかに堆積物不足の腐食や過熱を引き起こすのに十分な堆積物があるかどうかです。ボイラー全体の平均堆積物の量や、高熱領域の平均を決定しようとしているわけではありません。水素損傷やチューブの過熱が発生した 1 つの孤立した領域だけでも、多数の強制停止を引き起こしたり、計画停止を延長したりするのに十分であり、確かに化学的に洗浄するのに十分な理由があります。

DWD の結果が化学洗浄の必要性を示している場合は、今がそれを行う時期です。掃除を先延ばしにすることは、さまざまなレベルで有害です。

まず第一に、チューブへのダメージです。堆積不足の腐食速度と長期にわたる過熱損傷は、直線的ではなく指数関数的です。汚れたボイラーで 1 ～ 2 年の遅れは、チューブに大きな損傷を与える可能性があります。

2つ目は、思っているほど貯まらないということです。非常に汚れたボイラーの洗浄は、「洗浄推奨」領域に入ったばかりのボイラーの洗浄よりもはるかに高価です。溶剤の追加コスト (補足記事を参照)、チューブを洗浄する時間、複数の洗浄ステップ、起動の遅延、および過剰な量の洗浄廃棄物の処理はすべて、必要な洗浄を延期した場合に発生します。

溶剤と漏れの大きさによっては、洗浄を続行できる場合があります。漏れた溶剤を封じ込めて回収する努力が必要になります。

場合によっては、漏れが非常にひどいため、チューブを修理するために洗浄を中止して溶剤を排出しなければならない場合もあります。

洗浄中に漏れに対処するのは難しい場合がありますが、ボイラーチューブに堆積物をさらに 1 ～ 2 年放置するという代替案では、堆積物下の腐食が継続することが保証されます。したがって、そのチューブだけでなく、その隣接するチューブの多くも最終的には動作中に漏れが発生し、繰り返しの強制停止につながります。

したがって、掃除する必要があります。それで？

最初に決定するのは、どの溶剤で洗浄するかです。一般的に使用される洗浄溶剤は 5 つあります。それぞれに長所と短所があります。しばらくプラントを運転している場合は、前回使用した溶媒と手順をそのまま使用することができます。しかし、今回は、堆積物の化学組成、または廃棄物処理コストを含むさまざまな理由により、別の溶媒の方が適しているかどうかを確認する価値があります。

酸化処理を行ったボイラーの洗浄は、酸化物が非常に粘り強く、溶解が遅いため、特に困難な場合があります。 OT を使用していて、OT 開始後初めてボイラーを清掃する場合は、経験を活用するために、すでに OT ユニットを清掃している他のユニットとプロセスについて話し合うことをお勧めします。

以下で説明する溶媒は主に鉄除去段階用です。別の一連の化学薬品は、個別の銅ステージで銅を除去するために特に使用されます。

阻害された塩酸。抑制された HCl は、特に溶媒の完全な循環を確保することが難しいボイラーで今でも使用されています。フッ化水素アンモニウムを添加すると、チューブからシリカ堆積物を除去するのに非常に効果的です。

洗浄後の故障率が増加することがわかっているため、腐食疲労故障の履歴があるボイラーには絶対にお勧めできません。

ボイラーの堆積物に銅が存在する場合は、銅を除去するための準備をしなければなりません。そうしないと、裸の鋼管上に銅がメッキアウトしてしまいます。

以前は、銅を錯体化するためにチオ尿素が一般的に添加されていましたが、今でも時折使用されています。一部のボイラーでは、チオ尿素がボイラーの非常に局所的な領域の銅を除去するのに不十分であり、これが問題を引き起こすことがありました。洗浄廃棄物を処分しようとするときにこの化学物質を使用すると、環境に悪影響を及ぼす可能性もあります。これらの理由から、多くの場合、さまざまな銅除去溶剤を使用して、酸ステージの前後 (または両方) に別の銅除去ステージを行うことが推奨されます。

HCl を使用すると、酸によって堆積物が削られ、より大きな材料片が脱落して排水管が詰まる可能性があるため、堆積物が多く堆積したボイラーでは問題が発生する可能性があります。時間が来たら酸を取り除くことが重要です。

ヒドロキシ酢酸。ヒドロキシ酢酸は、溶剤中の塩化物が問題を引き起こす可能性がある洗浄経路にあるステンレス鋼コンポーネントを備えたボイラーで使用されます。この溶剤は超臨界ボイラーや貫流ボイラーでよく使用されます。銅は除去されませんが、これらのボイラーでは通常は問題になりません。

EDTA。エチレンジアミン四酢酸 (EDTA) は、おそらく最も一般的に使用される業務用洗浄剤です。強制循環ボイラーでは、二アンモニウム EDTA の使用が事実上標準的な方法です。二アンモニウム EDTA の低温要件 (180°F) に加えて、一般的な安全性と洗浄プロセス中の溶媒の取り扱いの容易さはすべて、大きな利点です。掃除廃材を処分しようとすると、デメリットが生じる可能性があります。

自然循環ボイラーでは、現在でもテトラアンモニウム EDTA (pH 9) が使用されています。ボイラーは 275F ～ 300F に加熱する必要があり、洗浄プロセス中は加熱と冷却を繰り返す必要があります。

EDTA は、EDTA の化学的性質が変化し、溶液中の鉄が酸化された場合に、溶液中に銅を溶解して保持するある程度の能力を持っています。これは通常、EDTA 洗浄プロセスのアイロン段階の最後に酸素ガスを添加して行われます。堆積物中に過剰な銅がある場合は、別の銅除去ステップが必要になる場合があります。

EDTA は最も耐性のある溶媒であり、(HCl とは異なり) チューブに損傷を与える危険を冒さずに洗浄を長時間延長できるため、酸化鉄が大量に堆積したチューブや、鉄の堆積が特に頑固なチューブに特に適しています。

アンモニア化クエン酸。アンモニア化クエン酸は優れた溶媒であり、堆積物が軽く、鉄のみで構成されていることが予想される試運転前の洗浄によく選ばれる溶媒です。 EDTA と同様に、高温 (pH が高い) および低温 (pH が低い) シナリオでも使用できます。クエン酸を含む化学洗浄廃棄物は、多くの場合、EDTA を含む廃棄物よりも処分が簡単です。

阻害されたフッ化水素酸。抑制型フッ化水素酸 (HF) はヨーロッパや世界中で一般的に使用されていますが、北米ではほとんど使用されていません。米国におけるその使用に対する汚名は、高濃度HFに関連する非常に深刻な人的リスクである。ただし、洗浄プロセスで通常使用される濃度に希釈した場合、HF は HCl 溶剤と同様に危険ではないと考えられます。

HF は洗浄速度が速く、おそらく最も速い洗浄溶剤であり、堆積物内の鉄やシリカを除去するのに非常に効果的です。濃酸にさらされる可能性は、HF をボイラーに添加する準備として HF を希釈するときに限定されます。これは化学洗浄業者が担当します。業者はリスクを認識しており、濃酸を移送する間、その担当者は個人用保護具で適切に保護されています。

廃棄物の中和は通常、酸を中和してフッ化カルシウムと水酸化鉄を沈殿させる石灰スラリーを使用して行われます。

勤勉で経験豊富な人材を擁する優れた化学洗浄会社が数多くあります。選択するベンダーが、お客様のサイズと構成に合ったボイラーの取り扱い経験があることを確認してください。また、その会社が選択した溶剤の使用経験があるかどうかも確認してください。参考資料を求めて確認してください。

場合によっては、小型パッケージボイラーの洗浄を行うサービス会社が、より大型の実用ボイラーに入札することがあります。工業用火管ボイラーの洗浄と大型の事業用ボイラーの洗浄には、住宅と超高層ビルの建築と同様に大きな違いがあります。優れた住宅建設業者だからといって、高層オフィスタワーを建設する資格があるというわけではありません。

洗浄業者は、ボイラーを洗浄する溶剤 (銅の堆積物を含む) の選択を支援する専門知識も持っています。彼らは、（研究室にある）小さな洗浄装置でテストするためにチューブのサンプルを要求し、あなたが同意した洗浄プログラムが実際に機能することを証明する必要があります。

溶剤のコストは洗浄作業のコストのかなりの部分を占めます。ボイラーの洗浄に必要な溶剤の量を正確に予測する方法はありません。一般的な経験則がいくつかありますが、これらの推定値は多くの場合、単一のチューブサンプルに基づいていることに注意してください。どのボイラーでも堆積物は上から下まで、さらには管から管まで均一ではないため、堆積物の量（および必要な溶媒の量）の推定は実際には推測にすぎません。過去の洗浄履歴や最後の洗浄からの経過年数は、多くの場合、現在のチューブサンプルよりも優れたガイドとなります (または、少なくとも、どれくらいの溶剤を持ち込むかを決定する際の要素となるはずです)。

複数のベンダーの価格を比較する場合は、金額を選択し、同じ量の溶剤に基づいてすべての入札を決定します。これは特に EDTA の場合に当てはまります。入札後、必要に応じて使用できるように、ベンダーが現場またはプラントのすぐ近くに追加の溶剤 (50% 追加が一般的) を備えていることを確認してください。サプライヤーから追加の化学物質が到着するのを待っているため、清掃作業の多くが数日ではないにしても数時間遅れています。

特に化学洗浄の間隔が長くなり (ボイラーの化学薬品の管理を強化しているためですよね?)、通常の離職率では、工場のスタッフは化学洗浄の経験がほとんど、またはまったくない可能性があります。化学洗浄プロセスのサポートを専門とするか、サービスの 1 つとして提供し、オーナーのエンジニアおよびプロジェクトマネージャーとして機能するコンサルティングエンジニアが多数います。彼らの支援は、清掃業者と運営、メンテナンス、管理スタッフとの間のコミュニケーションチャネルをオープンに保ち、プロセスの重要な意思決定ポイントを支援する上で非常に貴重です。

化学洗浄をスムーズに行うためには、よく考えられ、十分に文書化された洗浄手順よりも重要なことはほとんどありません。これには、プラントの運営スタッフとエンジニアリングスタッフが各ユニットの洗浄手順をカスタマイズして準備するための時間と労力が必要になります。

洗浄ベンダーは洗浄プロセスの概要を提供できますし、コンサルティングエンジニアも支援できますが、オペレーターはバルブがどこにあるのか、どのリークバイとどのリークバイがないかを知っています。バルブには 3 つのクラスがあります。洗浄プロセスのどこにいるかに応じて、洗浄プロセス全体で閉じたままにするもの、プロセス全体で開いたままにする必要があるもの、開閉する必要があるものです。

また、廃棄物処理 (frac) タンクや化学薬品注入ポイントに向かうバルブなど、清掃業者が開閉を担当するバルブもあります。溶媒と接触する（または溶媒と接触する可能性がある）各バルブは、これらのグループのいずれかに分類され、それに応じてタグ付けされる必要があります。溶媒が意図されていない場所に到達する可能性のある汚染経路に特に注意してください。汚染経路が非常に深刻な場合、ブランクフランジを取り付けることはできますか? そうでない場合、汚染を早期に検出するための証拠を設定できますか?

清掃時期を決定するもう 1 つの側面は、実際のスケジュール設定です。つまり、プラントを停止の開始時、停止中、または停止の終了時に清掃するかどうかを決定します。停止の最後を除く任意の時点で化学洗浄を行うと、チューブはある程度の全体的な腐食に対して脆弱になります。化学洗浄の最後に行われる不動態化ステップは、通常、堅牢な保護層を作成するのに十分な長さでも、十分な高温でもありません。洗浄後にボイラーが完全に乾燥していることを確認したり、濡れた状態で適切に設置できることを確認することは、多くの場合困難です。汚染のリスクを最小限に抑えるため、洗浄中は過熱器が常に埋め戻されます。したがって、排水して乾燥できない限り、ユニットが十分に乾燥するまで、この領域は濡れたままになります。したがって、一般的に推奨されるのは、停止の最後に化学洗浄を実行することです。

化学洗浄のために補助ボイラーや別のユニットからの蒸気を使用してボイラーを加熱すると、洗浄がさらに複雑になり、コストがかかります。したがって、原則として、ユニットが独自のバーナーまたは点火装置を使用して暖められるようになるまで、また燃料システムに関連するファンおよび機器 (火炎スキャナーなど) が適切に動作し、十分なテストが完了するまで待つのが最善です。多くの電力会社は、スタッフがボイラーに火をつけようとしている間、現場で化学洗浄業者が準備を整えてくれるまで何日も待ちました。このため、一部の電力会社は、停止中は化学洗浄をまったくスケジュールしないことを決定しています。代わりに、この目的のために、オーバーホールとは別に週末の停止を実施します。

同様に、試運転前の洗浄は、洗浄で行った内容が腐食によって元に戻される可能性を最小限に抑えるために、蒸気ブローにできるだけ近いところで最適に実行されます。

ボイラーが適切な温度になったら、すべての鉄を完全に除去するために実際の洗浄プロセスに 16 ～ 72 時間かかることがあります。最も短い時間は鉱酸 (HF および HCl) の場合です。 EDTA などの錯体形成溶媒ではさらに長い時間がかかります。

重要なことは、洗浄中にすべての堆積物が除去され、化学物質が安定していることを確認することです。 HCl の場合、酸が金属表面を攻撃するのを防ぐ抑制剤は、ボイラーに入ると金属を保護できる時間が限られています。したがって、この溶剤では、堆積物がすべて除去されるかどうかにかかわらず、抑制剤が分解する前に洗浄液を排出する必要があります。これは、堆積物が多く堆積した一部のボイラーで問題となり、排水管が詰まり、ボイラーからの排水ができなくなり、管が全体的に酸による攻撃を受けます。

強制循環ボイラーでは、ボイラー循環ポンプモーターを通るパージ水の流れが重要な要素の 1 つです。このパージ水は、モーターのキャビティを通過してボイラーへの一定の外向きの流れを提供することにより、モーター内のコンポーネントを溶剤から保護します。ボイラー内に化学物質が存在する限り、パージ水はすべてのボイラー循環ポンプ (稼働中かどうかにかかわらず) に存在する必要があります。パージ水は通常の運転中にポンプに水を供給するように設計されているため、システムは通常のボイラー圧力を超えるように設定されています。これらの高圧ポンプは、洗浄中に高いパージ水流量を生成する可能性があり、制御が難しい場合があります。パージ水の流量が多すぎると、ボイラー内のレベルが常に上昇し、一時的な覗き窓で溶媒が見えなくなる前に溶媒を排出する必要があるレベルに達します。パージ水が 1 ガロン入るごとに溶剤が希釈され、洗浄の最後に廃棄する必要がある廃棄物がさらに生成されます。

一部の電力会社は、洗浄専用に圧力コントローラーと流量計を備えた別個のパージ水システムをセットアップしており、洗浄プロセス中に常にわずかなプラスのパージ水流を提供できます。このシステムは、1 回のクリーニングで何倍もの元を取ることができます。

ボイラー内の化学物質がボイラーがきれいであることを示したら、次は不動態化ステップです。 HCl の場合、不動態化の前に、ボイラー内に残っている酸の洗浄と中和が行われます。 EDTA の場合、不動態化はボイラーを 160°F に冷却した後、酸素を加えてアンモニア (二アンモニウム EDTA の場合) で溶媒の pH を上げた後に発生します。これにより、ボイラーチューブに残った銅も錯体化します。

ボイラーチューブの表面がどの程度真に不動態化されるかは、溶媒、手順、不動態化が行われる時間と温度の関数です。

洗浄が終了すると、化学洗浄溶剤がユニットから迅速かつ完全に排出されます。通常、ボイラー全量のすすぎが 2 回続き、場合によってはこれに加えて部分的なすすぎが行われます。導電率は、ボイラーから溶剤がどの程度除去されているかを示す指標として使用されます。場合によっては、最後のすすぎを化学物質で処理して通常のボイラーの pH 範囲まで pH を上げ、ボイラーを 180°F から 200°F まで加熱して高温で排水して乾燥させることがあります。

上で述べたように、すすぎが完了し、通常のボイラー配管が復元されたらすぐにボイラーが始動するのが最適です。ボイラーの設計によっては、洗浄によって放出されたが完全には溶解しなかった酸化鉄をすべて洗い流すことが難しい場合があります。これは、洗浄後のボイラー内の「黒い水」サンプルと高い鉄レベルの原因となる可能性があります。一部の電力会社は、通常のドラムブローダウンを通じてボイラー内に残っている堆積物の懸濁と除去を促進するために、一時的にボイラー分散剤を使用していました。

通常、ボイラー 3 ～ 4 個分の化学洗浄廃棄物 (BCCW) が発生します。これには、溶媒と化学洗浄後のすべてのすすぎ液が含まれます。廃棄物とリンスは、清掃開始前に現場にあるフラクタンクに一時的に保管されます（図2）。この廃棄物を処理する前に、資源保存回収法 (RCRA) に基づいて廃棄物が有害であるか無害であるとみなされるかを決定するために特性を評価する必要があります。

強酸性の洗浄廃棄物は通常、ボイラーから出るときに中和され、その後、その廃棄物は中和および不動態化のステップおよびすすぎと組み合わされて、pH に関して特に危険性のない複合廃棄物が生成されます。他の化学洗浄溶剤は、そもそも pH による危険性がありません。

BCCW が有害廃棄物として分類されるもう 1 つの方法は、RCRA 8 の有毒金属のいずれかの濃度が含まれているかどうかです。懸念される主な金属はクロムです。クロムはステンレス鋼の給水ヒーターと凝縮器管から発生します。これはボイラー内に堆積物として蓄積します。この規制は特に六価クロムを対象としています。通常、電力会社は最初に総クロムを測定し、総クロムが RCRA 制限の 5 ppm を超えている場合にのみ六価クロムの問題に対処します。

EDTA はクロムを還元三価クロム (Cr III) 状態に可溶化しますが、洗浄の不動態化段階で酸素によって十分に酸化されず、大量の六価クロムが生成されません。一部の電力会社は、たとえ総クロム量が 5 ppm を超えていたとしても、BCCW 中に六価クロムがほとんど含まれていないことを示す分析データを持って州環境局に行き、この廃棄物を廃棄できるように免除を求め、受け取ったところもあります。非危険物として分類されています。

長年にわたり、電力会社は、ベビル修正条項とその後の環境保護庁 (EPA) からの書簡によって提供される免除を利用して、BCCW を石炭火力発電所に固有に関連する他の廃棄物 (フライアッシュやボトムアッシュなど) とグループ化してきました。それらを有害廃棄物の規制から免除されるものとして扱います。これにより、特性的に危険であるかどうかを最初に判断することなく、BCCW をフライアッシュまたはボトムアッシュと混合し、灰の山に廃棄することが可能になりました。

2000 年 5 月、EPA は、BCCW を「一意に関連付けられている」リストから「一意に関連付けられていない」リストに移動するという規制上の決定を下しました。これは、BCCW が Bevill の免除を失うことを意味します。この決定には、ユーティリティ固形廃棄物活動グループやエジソン電気研究所などのユーザー団体が異議を唱え、コメントが EPA に送られました。 EPAはこれらのコメントに対して正式な返答をしていない。しかし、政府機関の法務顧問は、BCCW の決定のこの変更が実施されたことを明確に想定する文書を作成しました。これはまだ未解決の問題であり、電力会社は BCCW と Beville が免除する廃棄物を混合する際にこれらの規制を認識しておく必要があります。

石炭燃焼残留物に関する新たな規制が間もなく施行され、電力会社によるフライ灰と底灰の管理方法、および灰埋立地の管理方法に影響を与える可能性があり、BCCWと灰の混合に関する議論が再び変わる可能性があります。少なくとも現在の規制下では、無害な BCCW が依然として灰と混合される可能性があることに注意することが重要です。

長年にわたり、石炭火力発電事業者は、作動中の石炭火力ボイラーの火の玉に、石炭の量に応じて通常 30 ～ 50 gpm の割合で直接噴霧することにより、特徴的に無害な BCCW (<5 ppm Cr) を蒸発させてきました。ボイラーに行きます。これは、特に EDTA 廃棄物に関する慣例でした。水は蒸発し、有機 EDTA は火の玉の中で消費され、金属はボイラーから出るフライおよびボトムアッシュと結合します。石炭供給量に対して BCCW の添加速度が小さかったため、フライアッシュまたはボトムアッシュの特性や排煙ガスのいずれにも測定可能な差は生じませんでした。 BCCW が蒸発している間の NOx 排出にわずかな利点があることを発見した人もいます。この慣行は、石炭火力発電所で長年にわたって成功裏に使用されてきました。

しかし、EPA による非危険二次材料の定義の変更は、商用産業固形廃棄物焼却炉の構成要素の定義の変更と合わせて、将来的には従来のユーティリティボイラーで BCCW を蒸発させることを基本的に禁止することになります。これらの変更は遅くとも 2015 年に発効しますが、一部の州ではすでに施行されている可能性があります。

蒸発と飛灰との混合の両方が解消される場合は、BCCW を適切に処分するための他のオプションを検討する必要があります。溶剤のドレンとリンスの組み合わせによって生成される BCCW の量は非常に大量になる可能性があり、オフサイトでの処理または廃棄コストが洗浄コストの 2 倍になる可能性があります。現場での処理、特に EDTA 廃棄物の処理には時間と費用がかかる場合があります。これらの廃棄物の他の革新的な回収と有益な再利用は過去に検討されましたが、商業化されることはありませんでした。しかし、現在の規制環境では、電力会社がコストと責任を管理しながらボイラーをクリーンにしようと努めているため、これらのオプションの需要が高まる可能性があります。 ■

— David Daniels は、POWER 寄稿編集者であり、M&M Engineering Associates Inc. の上級主席科学者です。

この記事をシェアする

その他のO&Mニュース