Приложение № 1
към секторно ръководство № 3

ТЕХНОЛОГИЯ, ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ЕМИСИИТЕ И ОПРЕДЕЛЯНЕ НА НАЙ-ДОБРИ НАЛИЧНИ ТЕХНИКИ ПРИ НАНАСЯНЕ НА ПОКРИТИЯ ВЪРХУ РУЛОНИ

1	ТЕХНОЛОГИЯ И ОСНОВНИ ПРОЦЕСИ ЗА НАНАСЯНЕ НА ПОКРИТИЯ ВЪРХУ РУЛОНИ И ЕМИСИИ НА ЛОС

Нанасянето на покрития върху метални рулони е поточен процес, при който предпазни или декоративни покрития се нанасят върху плосък метален лист или върху метални ленти, опаковани под формата на рулон или навивка. Типичният цикъл на процеса включва следните етапи: получаване на почистен плосък метален лист от навит или опакован метал, грундиране, нанасяне на основното покритие(я) и закаляване/втвърдяване на филма. Процесът може да се раздели на следните операции.

(1)	Съхранение на материалите. Метален рулон, покрития, разредители, почистващи разтвори.
(2)	Подготовка на материалите и техниката. Почистване на производствената линия и машините.
(3)	Пренасяне на материалите. Пренасянето или превозването на материалите между различните етапи на подготовка и производствени процеси.
(4)	Главни стъпки на процеса. 
Подготовка и сушене на металния рулон. Почистване на развития метален лист, чрез използване на обезмасляващи препарати, разтворители, защита против ръжда с помощта на инхибитори и електрогалванични процеси.
Грундиране и фиксиране на грунда. Грундът се нанася като боя или филм с ролкови нанасящи устройства върху почистен и изсушен метален лист и после се суши (фиксира) в пещ.
Закаляване. Охлаждане на грундирания метал чрез напръскване с воден спрей.
Нанасяне и фиксиране на покритието(ята). Нанасяне с помощта на ролкови устройства (валове) на финишно покритие от боя или филм, на един или няколко слоя и фиксиране чрез сушене в пещ.
Закаляване. Охлаждане на финиширания метален лист чрез напръскване с воден спрей.
(5)	Почистване на компонентите, участвали в процеса. 
(6)	Съхранение на продукта.

Това нанасяне се извършва върху метални листове със ширина до 2 метра и дебелина от 0,02 до 0,25 см. В промишлен мащаб се използват най-различни покрития. най-често те включват полиестери, акрилови полимери, полифлуоровъглероди, алкидни материали, винилови полимери и пластизоли. Около 85 % от използваните материали съдържат органичен  разтворител, обикновено 40-60 % от общата маса на материала. Останалите 15% са на водна основа, със съдържание на разтворител 2-15%. Материали с високо сухо съдържание като пластизоли, органозоли и прахови покрития се използват по-рядко.

Описание на технологичните процеси с използване на ОР в ХХХ АД

№	Процес - Описание 	
1.	Разтоварване и съхранение ОР 
Доставянето на ОР (ацетон и толуол) е в 160 литрови добре затворени пластмасови варели. В същият тип варели се доставят и покритията – грунд, бои и лакове. Доставените количества се съхраняват в обособени и обозначени места в помещението, където е монтирана и инсталацията. 	
2.	Смесване и подготовка на покритията – грунд, бои, лакове
Смесването и подготовката на покритията се прави в кабините за нанасяне на покритията – кабина 1 за грунд и кабина 2 за бои и лакове. Варелите с покритията трябва да имат температура 20С. След отварянето им ръчно се разбъркват до отстраняването на утайката по дъното на съда. Поставя се пневматична бъркалка и покритието се бърка 15 минути до пълното хомогенизиране на съдържанието. С вискозиметър се проверява вискозитета на покритието и при необходимост се добавя разтворител. 	
3.	Нанасяне на потрития 
Покритието се нанася чрез специална машина, която има вана за грунд или лак, свързана със съда с хомогенизираната смес. Преди началото машината се измива с разтворител и се продухва. Ваната се пълни до нивото на връщане на излишното покритие в съда (ниво на възврата). Дебелината на нанесеното покритие се проверява с дебеломер. 	
4.	Спиране на нанасянето на покритие в кабините
Когато спирането на машината се налага за по-малко от час, от лентата се отделя само нанасящата част (ролка). При престой повече от час, се пристъпва към окончателно спиране:
•	Ваната с покритие се изпразва във варела, като се източва максимално възможното количество
•	Помпата се изважда от варела и се потапя в разтворител за почистване. Варелът с покритието се затваря плътно.
•	Ролките се почистват с разтворител. Ваната се измива с разтворител. И от двете дейности разтворителят се събира в отделен съд, който се затваря плътно.
•	С разтворител се почиства и пневматичната помпа.	
5.	Полимеризация на покритието
След като е нанесено покритието, рулонът се движи към полимеризационна пещ 1. 
Пещ 1 и пещ 2 са тип “тунелни”, метална конструкция без огнеупорни тухли. В тях има условия за достигане на температура 350-400С за 6-8 минути и понижаването й до 100С за 15-18 минути. Пещите имат 3 зони:
Първа зона – изпаряване на разтворителя – до 60%
Втора зона – полимеризация на покритието и пълно отделяне на разтворителя
Трета зона – пълно втвърдяване на покритието
Параметри	
Пещ 1	
Пещ 2	

Дължина – m	
22,5	
30,0	

Дължина на зоната на изпаряване – m 	
4,5	
6,0	

Дължина на зоната на полимеризация – m 	
9,0	
12,0	

Дължина на зоната за изпичане – m 	
9,0	
12,0	

Капацитет – отделен разтворител L/h	
100	
250	

В пещите е осигурена циркулация на въздуха, така че отделените пари на разтворителите да минават през горелките, след което изгорелите газове излитат в атмосферата през комин	

Приложение 2
Схема на технологичния процеси с употреба на ОР в ХХХ АД

Камера 1 - 

Топъл въздух

Пещ 1

горелки

О1

О1

Камера 2 - 

I1

Топъл въздух

О1

въздух

Пещ 1

горелки

О1

въздух

I1

О5

1.2.	ХАРАКТЕРИСТИКИ НА ЕМИСИИТЕ

При част от процесите и операциите на нанасяне на покритията могат да се получат значителни емисии на ЛОС. Те са основни замърсители и възникват главно при нанасянето на покритието, сушенето и закаляването. Емисиите възникват като следствие от изпаряване на разтворителя от материала. нивата на емисиите варират при различните инсталации. Средно за Европа около 8% от емисиите възникват на линията за нанасяне на покритието, 90% в сушилната пещ и само около 2 в при закаляването.

Факторите, които влияят на нивото емисиите са: съдържание на ЛОС и сухо вещество в материалите, площта на покривания метал, дебелината на покривния слой, броя на пластовете на покритието. Понеже се използват  валцови устройства, ефективността на нанасяне е почти 100% и така тя не влияе на общото ниво на емисиите.

Разтворители, които най-често се използват за покрития върху рулони:

Ксилен	Етанол	
Толуен	Нитропропан	
Метил-етил-кетон	Тетра-хидро-фуран	
Бутанол	Метил-изо-бутил-кетон	
Диацетон алкохол	Изо-пропан	
Изофорон	Ди-изо-амил-кетон	
Бутил карбинол	Минерални спиртове	

Таблица 2.2. показва типичните нива на емисии от ЛОС при нанасяне на покритие върху рулони в различни инсталации (със и без пречиствателно оборудване).

Таблица 2.2. Типични нива на емисии от ЛОС

Вид на материала и оборудването	средно kg/час	интервал kg/час	
Покритие с разтворител, без пречистване	300	50 -1800	
Покритие с разтворител, с инсинерация	30	5 -180	
Водно покритие	50	3 -340	

2. Оценка на най-добрите налични техники

Високата степен на защита на околната среда изисква регулиране и постигане на граничните стойности на емисиите на органичните съединения и подходящите експлоатационни условия, в съответствие с принципа за най-добрите налични технологии, за някои инсталации и дейности, използващи органични разтворители вътре в Общността.

Предназначението на схемата за намаляване на разтворителите е да даде възможност на оператора да постигне чрез други средства намаление на емисиите, еквивалентно на намалението, постигнато, ако се прилагат граничните емисионни стойности. Също така, мониторингът и показаното съответствие трябва да са еквивалентни на качеството.

ВТОРИЧНИ  ТЕХНИКИ  ЗА  НАМАЛЯВАНЕ  НА  ЛОС 

След като вече са били въведени първични мерки, като добра стопанска практика, преформулиране на продукта и промени в процеса, може да се наложи прилагането на вторични мерки или вторични технологии за пречистване “на края на тръбата”, за да се постигне съответствие с граничните стойности на емисиите за отпадни газове. Първичните мерки не трябва да се пренебрегват, тъй като те следва да намаляват  капацитета, а следователно и  разходите на технологиите за пречистване. Пресметнато е, че въвеждането на мерки за добро стопанисване може да намали емисиите до 20% в сравнение с неконтролираната лоша стопанска практика.

Има много, утвърдени и търговски достъпни вторични технологии за контрол на емисии от ЛОС. Изборът на технология за контрол зависи в най-голяма степен от следните фактори: 

—	Граничната стойност на емисиите или друга поставена цел;
—	Дали е възможно повторно използване на разтворителя;
—	Дали изходящият газ съдържа само едно или смес от ЛОС;
—	Дали пречиствателното съоръжение е за нов или за реконструиращ се завод;
—	Масата или дебита на изходящия газ и дали този показател е постоянен или променлив, на периоди или непрекъснат; 
—	Концентрацията на ЛОС в отпадъчния газ и нейната променливост;
—	Наличието на всякакви примеси, които биха повлияли върху ефективността на технологията;
—	Свойствата на ЛОС, напр. точка на кипене, точка на замръзване, разтворимост, точка на запалване, температура на възпламеняване,  калоричност,  долна и горна граница на възпламеняемост.
—	Капитални и експлоатационни разходи;
—	Наличие на достатъчно пространство и технически условия   (особено при реконструиращите се заводи);
—	Необходимите умения на оператора;
—	Наличие на подходящи съоръжения за изхвърляне на отпадъчните води или отлагане на твърдите отпадъчни  материали;
—	Сравнителна ефективност на алтернативните възможности;
—	Определените срокове и наличния бюджет.

Техниките за намаляване емисиите на ЛОС могат най-общо да се разделят в две категории: техники на регенериране (при които ЛОС се извличат и могат да бъдат използвани отново) и техники на деструкция, при които ЛОС се унищожават  (например чрез изгаряне). Съществуват 6 основни типа техники за пречистване на ЛОС: адсорбция/ десорбция, абсорбция, термична инсинерация, каталитична инсинерация, кондензация и биологична деградация. 

Повечето процеси в обхвата на това Ръководство не са от вида на тези, при които е възможно да се възстановят и използват повторно разтворителите, съдържащи се в покритията. По-големият дял от общите емисии на ЛОС, изпускани от инсталациите за нанасяне на покрития върху рулони, възниква от пещите за сушене. Също така, малки количества се емитират при стадиите на нанасяне на покрития и закаляване. При повечето поточни линии, участъкът, където се нанасят покритията е изолиран или снабден с камина за улавяне на неорганизираните емисии и за насочването им към сушилната пещ. Закаляването е изолирана операция, извършвана в непосредствена близост до изхода на пещта, така че голяма част от отделените емисии обикновено се улавят и насочват към пещта с въздуха, който я вентилира. 

Инсинерацията е единствената често използвана техника за контрол на емисиите от операциите при нанасяне на покрития върху рулони. Инсинераторите могат да бъдат термични или каталитични, като и двата вида постигат 95% или повече ефективност на разрушаване на ЛОС. Когато  при нанасяне на покритията се използват  камери или камини за улавяне на неорганизираните емисии, системите за инсинерация могат да намалят общите емисии с 90% или повече.

Термична инсинерация

Това е процес, при който изходящите газове се изгарят при високи температури, като при окислението на ЛОС се образуват въглероден двуокис и вода. Въпреки че разрушаването на разтворителя е недостатък, този метод може да бъде проектиран да е енергетически ефективен и в някои случаи  да бъде съставна част от топлинното снабдяване на друг процес. Една уредба за термична инсинерация обикновено се състои от вентилатор за задвижване на газовия поток, филтър, смесител, горивна секция, състояща се от огнеупорна камера и горелки, оборудване за възстановяване на топлина и димна тръба за изпускане на третираните отработени газове в атмосферата.  Може да се наложи използване на допълнително гориво, като природен газ или петрол, за поддържане на горивната температура. 

При термичната (не каталитична) инсинерация газовете се загряват до температура над 750ºС в течение най-много на 2 секунди. Три параметъра са важни за постигане на добра деструкция на ЛОС:

Времепрестой. За да се осигури престоя на газовете при висока температура за достатъчен период от време, в който ЛОС да бъдат напълно унищожени, горивните камери обикновено са дълги 2 до 7 м, с пропускателна способност, определена за линейна скорост на газа  12-15ms-1.
Работна температура. Тя следва да бъде достатъчно висока, за да унищожи най-устойчивото ЛОС в отпадъчните газове и обикновено варира между  760 oC  и  870 oC. 
Турбулентност. Тя е необходима за пълно смесване на газовете и  продуктите за горенето, което осигурява достигане на необходимата температура за всички газове, в присъствието на кислород, за нужното време. Турбулентността се постига чрез използване на горелки със завихрен пламък и с наличието на отражателни прегради в горивната камера. 

Почти всички съвременни уредби за инсинерация включват някаква форма на възстановяване на топлина. В много случаи, възстановяването на топлина може да е необходимо, за да направи тази технология икономически оправдана. Възстановената топлина може да се използва за предварително загряване на входящите газове, преди навлизането им в горивната камера (като по този начин се пести гориво). По различни начини тя може да бъде използвана навсякъде другаде в процеса.

Каталитична инсинерация

Тук  разпадането на ЛОС се извършва в контакт с каталитична метална повърхност (обикновено смес от платина и паладий). Не е необходимо температурите да са толкова високи, нито времерестоите толкова продължителни, както при термичната инсинерация: обикновено са достатъчни 360 oC за по-малко от 0.5 секунди. Каталитичният метал се намира върху материал с голяма външна повърхност -  “носител”, в открита структура, подобна на пчелна пита, за постигане на максимална активна повърхност при същевременно минимален спад на налягането. Системите за каталитична инсинерация могат да включват възстановяване на топлина, но все пак, количеството топлина, достъпна за повторно използване, е ограничено, тъй като каталитичните системи работят при сравнително ниски температури. Производителността на дадена каталитична система зависи от:

•	Работната температура: Катализаторът позволява инициирането на горивна реакция при много по-ниска температура, отколкото температурата, изисквана при термичната  инсинерация. Все пак, работната температура не трябва да надвишава точката на термична устойчивост на каталитичния слой (обикновено 680-700oC). 

•	Обемна скорост  - съотношението между дебита на газа, навлизащ в каталитичния слой и обема на каталитичния слой, при стандартни условия.

•	Вид и концентрация на ЛОС: Концентрацията на ЛОС в отпадния газ не трябва да превишава 20% от  долната граница на възпламеняване. 

•	Характеристики на катализатора: количеството на катализатора от благороден метал, което се използва обикновено е 0,025 до 0.05m3/1000Nm3/h отпадъчен  газ.  Ако се използват катализатори от неблагородни метали  (напр. MnO2), необходимото количество е между 0.07 и 0.1m3/1000Nm3/h.

•	Каталитични отрови:  някои замърсители могат да предизвикат ефекта “отравяне” на катализатора – включително метали, сяра, халогени. Повечето каталитични системи не могат да бъдат използвани за хлорирани разтворители.

Каталитичната инсинерация е по-рядко използвана от термичната.

3. Определяне и Избор на НДНТ 

За най-добра налична техника може да се счита такава комбинация от мерки, която осигурява НДЕ под 50 mgС/m3 и 10% ННЕ от консумацията на разтворител за постигане на съответствие с Наредбата. В случай, че в инсталацията се извършва регенерация на ОР, НДЕ е 150 mgС/m3.

За оценка на  различните мерки е направено проучване за страните от ЕС
http://tftei.citepa.org/images/files/voc_emission_reduction_techniques_costs/ss_coil_coating_300905.pdf
Моделната инсталация e със следните параметри: 

•	Консумация на разтворител над 25 тона/ годишно – 154 221 кг;
•	Покрити материали – 32 400 м2;
•	В инсталацията се нанася покритие върху стоманени рулони

Оценка на разходите за прилагане на различни техники за намаляване на емисиите

При прилагане на мерките за намаляване на емисиите на разтворители са необходими следните разходи:

o	инвестиционни разходи – извършват се еднократно за закупуване на технологично или пречиствателно оборудване и други дълготрайни, активи;
o	оперативни разходи – извършват се периодично за консумативи, енергия, заплати, ремонти и др текущи нужди.

В някои случаи мерките имат положителен финансов ефект за операторите, вследствие на икономии на материали, енергия, труд и др.

В следващите таблици е представена оценката на емисионните фактори, инвестиционните и текущите разходи за прилагане на изгаряне с оползотворяване на топлината на инсталация, която употребява 100 хил.т ОР годишно и нанася покритие върху 21 млн. м2 рулони.

Емисионни фактори

Емисионни фактори gОР/m2 покритие
	Първични мерки	
	Нанасяне на покритие със съдържание на разтворител над 40%	Нанасяне на прахово покритие (без разтворител )	
Вторични мерки	Без вторични мерки	43,2	4.2	
	Изгаряне с оползотворяване на топлината	10.8	-	

Инвестиционни разходи

Инвестиционни разходи EURO	Първични мерки	
	Нанасяне на покритие със съдържание на разтворител над 40%	Нанасяне на прахово покритие (без разтворител )	
Вторични мерки	Без вторични мерки	10 000 000	6 000 000	
	Изгаряне с оползотворяване на топлината	10 480 000	-	

Оперативни разходи EURO
	Първични мерки	
	Нанасяне на покритие със съдържание на разтворител над 40%	Нанасяне на прахово покритие (без разтворител )	
Вторични мерки	Без вторични мерки	2 464 467	4 742 080	
	Изгаряне с оползотворяване на топлината	2 480 497	-	

За инсталация от този разгледания капацитет, която ползва покритие със съдържание на ОР над 40%, без система за изгаряне или друг тип вторична мярка, за постигане на съответствие, следва да се отчетат следните параметри:

Обобщени икономически и технически параметри при определяне на НДНТ за инсталация за нанасяне на покритие върху рулони

Необходими инвестиционни разходи	480 000 EURO	
Оперативни разходи – променливи – материали, ел.енергия, пара	16 030 EURO	
Оперативни разходи – постоянни – РЗ, амортизации	24 000 EURO	
Дебит на отпадъчните газове 	8 700 м3/час	
Разход на ОР на м2 покритие	4,2 г	
Срок на експлоатация 	10 години