Dlaczego branże oparte na wymianie jonowej potrzebują planu awaryjnego dotyczącego uzdatniania wody oraz w jaki sposób mobilne technologie odwróconej osmozy (RO) i elektrodejonizacji (EDI) mogą zmniejszyć zużycie sody kaustycznej i zapewnić ciągłość pracy zakładu.

Na czym polega problem z sodą kaustyczną?

Ceny sody kaustycznej ponownie rosną w całej Europie. Jeśli zarządzasz procesami uzdatniania wody w przemyśle przetwórczym, prawdopodobnie już to odczułeś. Presja na rynku energetycznym, malejąca dostępność surowców chemicznych oraz utrzymujące się zakłócenia w globalnym łańcuchu dostaw po raz kolejny powodują gwałtowny wzrost cen wodorotlenku sodu (NaOH).

Dla wielu kierowników zakładów i dyrektorów operacyjnych to znajoma i niepokojąca sytuacja. Już to kiedyś przeżywaliśmy. Ostatnim razem niektóre europejskie zakłady przemysłowe były narażone na ryzyko nieplanowanych przestojów lub zmian w harmonogramach produkcji i działalności, nie wskutek awarii procesu, lecz z powodu braku możliwości zakupu chemikaliów niezbędnych do pracy systemów uzdatniania wody

Pytanie nie brzmi "czy ceny znów będą niestabilne?", ale jaki jest Twój plan zminimalizowania tego wpływu?

Dlaczego przemysł przetwórczy o dużym natężeniu produkcji jest szczególnie narażony?

Aby zrozumieć to ryzyko, warto najpierw zapoznać się z zależnościami. Większość branż przemysłu ciężkiego, takich jak energetyka, przemysł farmaceutyczny, chemiczny, spożywczy oraz celulozowo-papierniczy, wykorzystuje systemy wymiany jonowej (IX) do produkcji wody o wysokiej czystości lub wody zdemineralizowanej, niezbędnej w ich procesach produkcyjnych. Soda kaustyczna, a raczej wodorotlenek sodu (NaOH), jest substancją chemiczną stosowaną do regeneracji złoża żywicy anionowej w tych systemach, przywracającą jej zdolność do usuwania jonów rozpuszczonych z wody. Złoża żywicy jonowymiennej działają poprzez wychwytywanie jonów rozpuszczonych z wody zasilającej, jednak ich pojemność jest ograniczona. Po jej wyczerpaniu złoża muszą zostać poddane regeneracji chemicznej, która w przypadku żywic anionowych wymaga zastosowania sody kaustycznej, a w przypadku żywic kationowych — odpowiedniego kwasu.

Im twardsza jest woda zasilająca i im większe jest zapotrzebowanie na wodę, tym częstsze są cykle regeneracji. W przypadku dużego zakładu przemysłowego zużycie sody kaustycznej może sięgać kilku ton miesięcznie.

Kiedy ceny sody kaustycznej wzrastają dwu- lub trzykrotnie, tak jak miało to miejsce w poprzednich okresach presji podażowych, koszty eksploatacyjne uzdatniania wody z wykorzystaniem technologii IX gwałtownie rosną. Jednak koszty to tylko część problemu. Wahaniom cen często towarzyszą ograniczenia w dostępności. Może dojść do sytuacji, w której nie będzie można pozyskać potrzebnych surowców za żadną cenę, niezależnie od budżetu.

Jeden dzień nieplanowanego przestoju w zakładzie przemysłu ciężkiego może kosztować od kilkudziesięciu tysięcy do milionów euro w postaci utraconych zysków, kar umownych i kosztów naprawy. W branżach, w których obowiązują regulacje dotyczące jakości wody, takich jak produkcja farmaceutyczna czy wytwarzanie energii, stawka jest jeszcze wyższa.

Jak powinny postąpić zakłady przemysłowe w obliczu wzrostu cen sody kaustycznej?

Dobrą wiadomością jest to, że istnieją sprawdzone i łatwe do wdrożenia technologie, które pozwalają zmniejszyć zależność od wodorotlenku sodu. Mobilne rozwiązania do uzdatniania wody zapewniają dwie kluczowe korzyści:

• Zmniejszenie zużycia sody kaustycznej w istniejącej instalacji wymiany jonowej.
• Prawie całkowite wyeliminowanie regeneracji chemicznej.
  
  

Przyczepa z systemem odwróconej osmozy, którą można szybko rozstawić, dostępna w ramach mobilnej floty wodnej firmy Veolia.

Mobilna instalacja odwróconej osmozy przed IX – zmniejszenie zapotrzebowania na sodę

Zainstalowanie mobilnego urządzenia do odwróconej osmozy (RO) przed istniejącą instalacją do wymiany jonowej to jedno z najskuteczniejszych i dających natychmiastowe efekty rozwiązań, jakie można wprowadzić.

Odwrócona osmoza usuwa zdecydowaną większość jonów rozpuszczonych z wody zasilającej, zanim dotrze ona do złoża żywicy jonowymiennej. Znacznie zmniejsza to obciążenie jonowe, z którym musi sobie poradzić żywica, co przekłada się na mniejszą liczbę cykli regeneracji i znacznie mniejsze zużycie ługów na jednostkę wyprodukowanej wody uzdatnionej.

Takie podejście chroni istniejącą inwestycje w instalację wymiany jonowej. Nie ma potrzeby wycofywania z eksploatacji ani omijania obecnego systemu. Mobilna jednostka RO współpracuje z nim, wydłużając czas pracy między regeneracjami i zmniejszając narażenie na działanie chemikaliów w czasie, gdy ich stosowanie wiąże się z realnym ryzykiem finansowym i operacyjnym.

Mobilne instalacje RO mogą być na miejscu i gotowe do pracy w ciągu kilku dni, a nie tygodni czy miesięcy, i nie wymagają nakładów kapitałowych. Jest to praktyczna interwencja powodująca niewielkie zakłócenia, która szybko przynosi wymierne rezultaty.

Mobilny system EDI – niemal całkowite wyeliminowanie regeneracji chemicznej

Dla zakładów wymagających niezmiennie wysokiej czystości wody alternatywą jest mobilna elektrodejonizacja (EDI).

EDI pozwala na ciągłe wytwarzanie wody o wysokiej czystości bez konieczności regeneracji chemicznej. Dzieje się tak dzięki połączeniu żywic jonowymiennych z membranami jonowymiennymi oraz zastosowaniu niskiego prądu elektrycznego, który na bieżąco regeneruje żywicę na miejscu. Efektem jest proces uzdatniania praktycznie bez użycia sody kaustycznej, zapewniający niezawodną wodę wysokiej jakości przez całą dobę.

Mobilne urządzenia EDI mogą być wdrażane jako rozwiązanie pomostowe w trakcie przeglądu lub modernizacji stałej infrastruktury lub wykorzystywane do uzupełnienia istniejących mocy produkcyjnych w okresach szczytowego zapotrzebowania lub ograniczeń chemicznych. W zakładach, w których czystość wody jest niepodważalnym wymogiem, technologia EDI niemal całkowicie eliminuje łańcuch dostaw środków chemicznych.

Schemat przepływu EDI

Praktyczny przykład: 1,2 mln euro oszczędności w europejskiej rafinerii

Wiodąca europejska rafineria ropy naftowej i gazu stanęła przed pilnym wyzwaniem. W związku z remontem instalacji do demineralizacji wody oraz modernizacją kotłów wysokociśnieniowych potrzebowała ona niezawodnych, ciągłych dostaw wody demineralizowanej o wysokiej czystości — przy braku budżetu na inwestycje kapitałowe, ograniczonej przestrzeni i zaledwie kilku pracownikach na miejscu.

Firma Veolia wdrożyła pionierskie rozwiązanie w zakresie mobilnej odwróconej osmozy (RO) i elektrodializy (EDI) — całkowicie eliminując potrzebę stosowania tradycyjnej regeneracji chemicznej w procesie wymiany jonowej. Efekt? Oszczędność 26,3 ton NaOH i 14 ton HCl rocznie, wyeliminowanie 44 przejazdów transportowych rocznie, uniknięcie emisji 125 ton CO₂ rocznie oraz całkowite oszczędności  przekraczające 1,2 mln euro od momentu wdrożenia — wszystko to w porównaniu z konwencjonalnym rozwiązaniem opartym na mobilnej wymianie jonowej.

To właśnie tego rodzaju rozwiązanie może chronić Państwa zakład, gdy łańcuchy dostaw substancji żrących znajdą się pod presją.

Przewaga urządzeń mobilnych pod względem szybkości

W przeciwieństwie do instalacji stacjonarnych, które wymagają zatwierdzenia nakładów kapitałowych, zamówień, prac budowlanych oraz miesięcy oczekiwania na uruchomienie, mobilne stacje uzdatniania wody mogą zostać dostarczone na miejsce i rozpocząć produkcję wody w ciągu kilku dni.

Flota mobilnych systemów Veolia jest strategicznie rozmieszczona w całej Europie, z zapleczem logistycznym umożliwiającym szybkie dotarcie na teren zakładu. Nie są wymagane nakłady inwestycyjne; rozwiązania mobilne działają w oparciu o model wydatków operacyjnych, z elastycznymi opcjami umowy, od awaryjnego wdrożenia krótkoterminowego po wieloletnie umowy najmu. Wydajność może być skalowalna, aby dopasować się do konkretnego zapotrzebowania na wodę, a zespół Veolia zapewnia pełne wsparcie techniczne, konserwację, materiały eksploatacyjne oraz całodobowy zdalny monitoring przez cały okres wdrożenia.

Skontaktuj się z zespołem mobilnych usług wodnych Veolia już dziś, aby dowiedzieć się więcej.

Konieczność tworzenia planów awaryjnych

Każdy dobrze zarządzany zakład przemysłowy dysponuje już planami awaryjnymi na wypadek przerw w dostawie prądu, awarii urządzeń czy konieczności utrzymania zapasu kluczowych chemikaliów. Mobilny plan awaryjny dotyczący uzdatniania wody zasługuje na dokładnie taki sam status i taki sam poziom wcześniejszych przygotowań.

Czekanie, aż kryzys związany z dostępnością sody kaustycznej już się rozpocznie, jest najdroższą strategią.. Czas potrzebny na mobilizację awaryjną, nawet przy współpracy z elastycznym partnerem, jest zawsze krótszy, gdy prace przygotowawcze zostały już wykonane. Wcześniej uzgodniony plan awaryjny oznacza, że w przypadku pogorszenia się sytuacji czas reakcji mierzy się w godzinach, a nie tygodniach.

Mobilne usługi wodne Veolia mogą współpracować z Państwa zespołem już teraz, zanim dojdzie do jakiegokolwiek kryzysu, aby:

• Ocenić stopień zależności od sody kaustycznej i podatność na ryzyko, określając ekspozycję przy różnych scenariuszach cenowych i dostępności.
• Zaprojektować dostosowane do potrzeb rozwiązanie awaryjne oparte na mobilnych technologiach uzdatniania wody — RO, EDI lub ich kombinacji — dopasowane do wymaganej jakości i ilości wody w Twoim zakładzie.
• Wcześniej uzgodnić warunki mobilizacji, aby w razie potrzeby aktywacja planu mogła nastąpić natychmiast, w oparciu o gotowe ramy komercyjne i logistyczne.

Koszt takiego planowania jest znacznie niższy niż konsekwencje braku przygotowania.

W sytuacji rynkowej, w której łańcuchy dostaw środków chemicznych pokazały, że mogą ulec zakłóceniu w krótkim czasie i na dużą skalę, posiadanie wiarygodnego planu awaryjnego dotyczącego uzdatniania wody jest po prostu przejawem dobrej praktyki inżynierskiej i rozsądnego podejścia biznesowego.

Nie czekaj na kryzys, aby podjąć działania

Wydarzenia na świecie, które już wcześniej powodowały przestoje w zakładach, znów się powtarzają. Istnieje jednak sprawdzone rozwiązanie, które można wdrożyć szybciej, niż zdaje sobie sprawę większość kierowników zakładów.

Veolia dysponuje jedną z największych w Europie flot mobilnych urządzeń do uzdatniania wody i posiada wieloletnie doświadczenie we wspieraniu przemysłu ciężkiego właśnie w tego rodzaju wyzwaniach związanych z łańcuchem dostaw. Od reagowania w sytuacjach awaryjnych w ciągu 24 godzin po planowe, wieloletnie rozwiązania wynajmu – nasze mobilne usługi wsparcia w zakresie RO, EDI i IX mają na celu zapewnienie ciągłości pracy zakładu, niezależnie od tego, jakie zakłócenia pojawią się w łańcuchu dostaw.

Wszystkie obiekty przemysłowe wymagają rutynowych przestojów konserwacyjnych, aby zapewnić ich optymalną wydajność. Nie oznacza to jednak, że w tym czasie musi zostać przerwana dostawa wody o wymaganej jakości. Dzięki naszym planom obsługi przestojów (Planned Outage Plans) zapewniamy niezawodne dostawy wody spełniającej wymagane parametry, utrzymując ciągłość procesów nawet wtedy, gdy główne systemy są chwilowo wyłączone.