KAPLAMA ENDÜSTRİSİ | (Voc Ölçümleri) | Kimyasal Ölçümleri
Kaplama terimi genel anlamda, bir yüzeye uygulanan ince sürekli bir film için kullanılır. Boyalar, sıvı veya toz halinde, boyar maddeden içeren ve bir yüzeye uygulandığında koruyucu, dekoratif veya özel teknik özelliklere sahip opak bir film oluşturan ürünlerdir. Vernikler ise bir yüzeye uygulandığında boyanınkine benzer özelliklere sahip, katı ve saydam bir Film oluştururlar. Kaplamanın amacı tahta, metal, plastik veya mineral yapı malzemelerine koruyucu, dayanıklı ve dekoratif filmlerin ekonomik bir şekilde uygulanması olduğundan, çok sayıda kaplama malzemesi ve uygulama sistemi bulunmaktadır. Ayrıca kaplamalar çok sayıda bileşenden oluşmaktadır.
Çözücüler, film oluşumu sırasında buharlaşan uçucu sıvılardır. Değişik tipte bağlavıcılı kaplama maddeleri için farklı çözücüler kullanılır (mineral spiritler, toluen, ksilen. benzen, ketonlar, alkoller, alkil benzenler, esterler, solvent nafta. glikol eterler vb.) Birkaç çözücüsüz boya ve toz kaplama sistemi dışında su bazlı boyalar dahil tüm boyalarda organik çözücüye gerek vardır. 1980’lere kadar çözücü içeriği %50-70’e (hacmen) kadar çıkabiliyordu , Artan çevre bilinci, boyalardaki çözücü içeriğinin azalmasını ve yüksek tehlike potansiyeli olan glikol eterler gibi çözücülerin yerine daha az zararlı çözücülerin kullanımına yol açmıştır. Boya çözücülerinde bulunan en yaygın tehlikeli hava kirleticileri verilmiştir.
Tipik boya çözücülerinde bulunan tehlikeli hava kirleticiler ve TLV* değerleri
|
TLV |
||
| Kirletici | [ppm] | [mg/m3] |
| etilbenzen | 100 | 435 |
| glikol eter | 100 | 370 |
| metanol | 200 | 260 |
| metil etil keton | 200 | 590 |
| metil izobutil keton | 100 | 410 |
| toluen | 100 | 375 |
| ksilen | 100 | 435 |
*Çalışma ortamında izin verilen maksimum değer
Boyama sistemleri aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:
* çözücü bazlı boyalar (çözücü içeriği > %60),
* çözücüsüz veya az çözücülü boyalar (katı içeriği > %85),
* su bazlı boyalar,
* su bazlı dispersiyon boyalar (emülsiyon boyalar),
* susuz dispersiyon boyalar,
* radyasyonla sertleşebilen boyalar,
* Elektrokaplama boyalar,
* Toz kaplamalar.
Çözücü bazlı boyama sistemlerinde, boyama sırasında uygulanan yönteme göre çözücü emisyonu değişmektedir. Toz kaplamalarda fırınlama sırasında buharlaşan bileşenler verilmektedir.
Su bazlı boyalarda kullanılan bağlayıcıların üretiminden kaynaklanan (polikondensasyon veya polimerizasyon) < %10-15 (ağ.) organik çözücü yanında ayrıca organik ortak çözücüler de bulunur (alkoller, glikol eterler vb. oksijen içeren suyla karışabilen çözücüler). Su bazlı emülsiyon boyalar da %5-10 (ağ.) dolayında organik çözücü içerir. Bunlar yüksek kaynama noktalı çözücülerdir, film oluşumunu iyileştirerek geçici plastifıyan olarak davranırlar. Radyasyonla (UV ve EB) sertleştirmede ve elektro kaplamada uçucu organik madde emisyonu diğer uygulama yöntemlerine göre çok azdır.
Boya uygulamalarında olduğu gibi boya üretiminde de VOC’Ier proses gereği ve/ veya kaçaklar şeklinde ortaya çıkmaktadır. Boya endüstrisinin VOC emisyonlarının önlenmesine yönelik ikili bir çevre koruma stratejisi vardır:
- Emisyonları minimize etmek için ekipmanlar ve proses olabildiğince atmosfere kapalı hale getirilir.
- Önlenemeyen emisyonların kaynaklandığı ekipmanların çevre havası seçici olarak emilir. Toz kirleticiler filtrelerde tutulur, gaz kirleticiler ise arıtım işlemine gönderilir (ısıl veya katalitik yakma, adsorpsiyon, vb.).
Çeşitli yüzeylerdeki mevcut boyaların çıkarılmasında kullanılan, kimyasal ve ısıl yöntemlerde de VOC emisyonları söz konusu olup, bunlar organik çözücüler ve piroliz ürünleridir. Boyamadan önce yüzeyin hazırlanmasında uygulanan kimyasal yağ gidermede ağırlıklı olarak klorlu hidrokarbonlar kullanılmaktadır.
ATIK GAZLARDAN VOC GİDERME YÖNTEMLERİ
VOC içeren atık gazlar bileşenler ve miktar açısından çok çeşitli olduğundan arıtım yöntemleri de çok çeşitlidir. Tesis çıkışında VOC gidermede kullanılan süregelen ve yeni gelişmekte olan teknolojiler şunlardır:
* ısıl oksidasyon (ısıl insinerasvon;
* katalitik oksidasyon (katalitik insinerasvon) baca ucunda yanma (fleyr) yoğuşma
* adsorbsiyon
* absorbsiyon
* kazanlar/proses ısıtıcıları
* biyofıltrasyon
* membranlı ayırma
* UV oksidasyonu
* koronada bozundurma
* plazma teknolojisi.
Bu teknolojilerden yaygın olarak kullanılanlarla ilgili bazı bilgiler ve uygulama alanları gösterilmektedir. Bunlar içinde boya endüstrisinde en yaygın olarak kullanılanlar ısıl oksidasyon. katalitik oksidasyon. baca ucunda yanma, yoğuşma ve adsorbsiyondur. Biyofıltrasyon. membranlı ayırma ve UV oksidasyonu son yıllarda ticarileştirilen arıtım teknolojileridir. Katalitik oksidasyon tek arıtım yöntemi olarak veya diğer arıtım yöntemleriyle birlikte hemen hemen her türlü atıkgaza uygulanabilir.
Adsorpsiyon da gaz içeriğine bağlı olarak tek başına veya diğer arıtım yöntemleriyle birlikte kullanılır. En yaygın olarak kullanılan adsorban aktif karbondur. Gazdaki çözücü miktarı çoksa amaç genelde geri kazanmadır ve rejenerasyon uygulanır. Çok büyük gaz akımlarından az miktardaki kirleticilerin tutulması durumunda, kullanılmış aktif karbonlar uygun bir şekilde yakılır. Yoğuşma, yüksek kaynama noktalı (>38 °C) VOC’lerı oldukça yüksek derişimde içeren atık gaz akımlarda uygundur. Düşük sıcaklıklarda ve/veya yüksek basınçlarda yoğuşturulan Voc ’ler içeriğine bağlı olarak proseste yeniden kullanılabilir, satılabilir veya enerjilerinden yararlanmak için yakılabilir.
VOC GİDERME SİSTEMİNİN SEÇİMİ
VOC giderme sisteminin seçimi, gaz kirleticilerin cinsine, miktarına, atıkgaz sıcaklığı ve debisine, arıtımın geri kazanma ve/veya atıkların zararsız, çevreye atılabilir hale dönüştürülme amacıyla uygulanmasına. mevcut teknolojilere ve maliyete bağlıdır. Arıtım sistemi seçiminde çeşitli yaklaşımlar vardır. Örneğin, kirletici içeriğine göre 0.01-0.1 g/Nm rejenere edilmeyen bir seferlik adsorpsiyon kolonları 0.1-5.0 g/Nm3 katalitik yakma, biyolojik filtreler, embranlı ayırma 5.0->100 g/Nm3 membranlı ayırma, yoğuşma. absorpsiyon, geri kazanmalı adsorpsiyon yöntemleri uygulanabilir. Gaz kirleticinin sıcaklık ve kısmi basıncına bağlı olarak, geri kazanma amaçlı teknolojilerde ise, gaz kirletici içeriği ve atık gaz debisine göre verilen grafik yaklaşımlar kullanılabilir.
Endüstriyel proseslerde açığa çıkan Voc ’ler çok çeşitli yöntemlerle giderilebilir. Maliyeti en düşük, çevre kirliliği riski en az yöntem Voc içeren malzemelerin kullanımını azaltmak ve Voc içeren proseslerde sıfır atık ilkesini benimsemektir. Bu ilkeye uygun olarak tüm prosese yönelik bir maliyet-yarar analizi yapılarak prosesin hangi noktalarında ne oranda Voc emisyon indirimi yapılabileceği ve bunun için ne gibi ekipman, proses koşulu vb. değişiklik gerektiği ortaya konulmalıdır. Proseslerde bu tip bir analiz sonucu yapılabilecek iyileştirmeler mevcut teknolojilerle sınırlandığından, emisyon kaçınılmaz olduğunda en uygun arıtım yönteminin seçimde dikkat edilecek önemli bir nokta da. tüm dünyada artan çevre bilincine paralel olarak emisyon sınırlarının sürekli aşağıya çekilmesidir.