Elettrofiltrazione ad umido

Progettazione e produzione di scambiatori di calore non solo impiegati come dissipatori prima della filtrazione ma anche quale strumento base per il recupero energetico.

La gamma di produzione comprende scambiatori a fascio tubiero e a piastre realizzati in differenti materiali a seconda della tipologia del fluido da trattare e delle sue temperature.

ELETTROFILTRI AD UMIDO

INTRODUZIONE

Nel campo del trattamento delle emissioni gassose abbiamo acquisito una notevole esperienza e competenza nell'installazione di elettrofiltri ad umido, tecnologia ritenuta all'avanguardia nella rimozione di polveri e nebbie organiche ed inorganiche.

I filtri elettrostatici separano le particelle solide e liquide dal flusso gassoso sfruttando forze di natura elettrica. La struttura elementare del filtro è costituita da due elettrodi: un elettrodo di scarica, rigido e sagomato in maniera particolare con delle punte aguzze che intensificano il campo elettrico, ed un elettrodo di raccolta collegato a terra, generalmente di forma tubolare.

Quando a questi elettrodi viene applicata una differenza di potenziale molto elevata (in media dai 20 ai 70 kV), l’intenso campo elettrico che si viene ad instaurare dà luogo ad un processo di ionizzazione delle molecole gassose, il cosiddetto “effetto corona”.

Gli ioni prodotti dall’effetto corona migrano verso gli elettrodi di segno opposto e scontrandosi con le particelle di polvere che fluiscono parallelamente agli elettrodi, trasferiscono su di esse le cariche.
Sulle particelle cariche ed immerse nel campo elettrico viene così ad agire una forza elettrica che indirizza la totalità delle stesse verso l’elettrodo di raccolta.

ELETTROFILTRAZIONE AD UMIDO

La tecnologia dell’elettrofiltrazione ad umido rappresenta un miglioramento del sistema sopradescritto ed ha il vantaggio di unire l’abbattimento della frazione grossolana delle polveri (Ø>20 μm), mediante un trattamento preliminare di lavaggio, con la rimozione della rimanente frazione micronica e submicronica nella forma di nebbia, responsabile dell’effetto visivo di opacità che si presenta di solito con un trascinamento di un fumo azzurro (blue smoke) e comunque denso che rimane visibile per ampie lunghezze.
Introducendo una sezione di pre-lavaggio si evita di sporcare con particolato grossolano la successiva sezione di elettrofiltrazione, con evidenti vantaggi in termini di pulizia ed efficienza di abbattimento dell’impianto.
Inoltre un elevato quantitativo di micro gocce (gas umidificato) viene trascinato nella fase successiva di elettrofiltrazione favorendo l’intercettazione del particolato più fine, anche quello con caratteristiche di resistività non adeguate.

Le acque di ricircolo, utilizzate nella sezione di pre-lavaggio dei fumi e per il lavaggio periodico dei tubi collettori, vengono accumulate nella vasca di fondo per poi essere nuovamente pompate nel circuito; dato che il loro carico inquinante aumenta progressivamente al passare del tempo è necessario provvedere ad un loro spurgo periodico oppure all’installazione di una sezione di impianto dedicata al loro trattamento in continuo.

Questa seconda opzione prevede, a seconda della specifica applicazione dell’impianto di elettrofiltrazione e della natura del particolato abbattuto, trattamenti chimico-fisici vari volti a far precipitare/sedimentare il carico inquinante delle acque.

ESEMPIO APPLICATIVO ELETTROFILTRAZIONE A UMIDO

Nel video è possibile visionare l'efficacia della depurazione dei fumi con la tecnologia dell'elettrofiltrazione ad umido.

Nei video sul lato destro i fumi attraversano l'elettrofiltro con il trasformatore ad alta tensione spento, quindi senza effettuare la depurazione. E' chiarmaente visibile la persistenza del pennacchio, percepibile a lunga distanza, a causa della presenza nei fumi di particolato e nebbie oleose con concentrazioni superiori a 150 mg/Nmc.

Nei video sul lato sinistro i fumi attraversano l'elettrofiltro con il trasformatore ad alta tensione acceso, effettundo la depurazione. Al camino è visibile solo una piccola quantità di vapore acqueo (dovuta al prelavaggio effettuato nella parte bassa dell'impianto), con una concentrazione di particolato e nebbie oleose pari a solo 5 mg/Nmc.

Esempio Elettrofiltrazione a Umido

CARATTERISTICHE DELL'ELETTROFILTRAZIONE AD UMIDO

Elevata efficienza di abbattimento di nebbie oleose, COV e particolato solido fino a dimensioni di 0,1 μm: possono essere raggiunti valori di rendimento prossimi al 99%;
Perdite di carico estremamente basse;
Operazioni di manutenzione limitate (non sono presenti parti meccaniche in movimento, sono necessarie soltanto operazioni di pulizia periodica);
Limitati problemi di sporcamento, sia perché è presente un prelavaggio sia perché i tubi collettori sono di grosso diametro e continuamente puliti dal film liquido di condensazione; il sistema è quindi autopulente;
Basso consumo energetico rispetto ad altre tecnologie di abbattimento.

CAMPI DI APPLICAZIONE

La tecnologia di elettrofiltrazione viene applicata con successo in diversi settori industriali fra cui:

Settore tessile: abbattimento del particolato e delle nebbie oleose presenti nei fumi provenienti da rameuse di termofissaggio e da trattamenti termici vari;
Settore energetico: trattamento dei fumi provenienti da impianti di incenerimento e termovalorizzazione dei rifiuti (abbattimento di nebbie acide, metalli pesanti, silicati), da caldaie industriali a combustibile povero (essiccamento e combustione di vinacce e sanse di olive, essiccamento e combustione di residui legnosi nella produzione di pellets, produzione di energia e vapore da biomasse rinnovabili), da impianti di gassificazione di rifiuti e biomasse, da impianti di produzione e lavorazione del carbone;
Industria del cemento e della calce: abbattimento del particolato contenuto nelle emissioni provenienti da forni rotativi e da mulini di macinazione;
Industria del legno e dei pannelli: abbattimento del polverino di legno e dei prodotti di combustione organici contenuti nei fumi provenienti da forni a biomasse legnose;
Settore siderurgico e metallurgico: separazione di polveri metalliche e nebbie acide contenute nei fumi provenienti da forni di fusione e di arrostimento di rame, zinco, piriti, ecc.;
Settore petrolchimico (raffinerie): abbattimento di polveri, nebbie solforiche, idrocarburi;
Settore della frantumazione dei metalli: abbattimento di polveri e idrocarburi;
Settore di produzione dei materiali plastici espansi e/o spalmature di PVC o resine.

DEPURAZIONE A SECCO DI FUMI INQUINATI DA NEBBIE OLEOSE CON SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO INDIRETTO + ELETTROFILTRAZIONE
settore tessile - finissaggio

Il sistema di trattamento con raffreddamento indiretto + elettrofiltrazione a bassa temperatura (35°C) proposto, abbatte le nebbie oleose, causate da evaporazione di olii di enzimaggio e plastificanti (ftalati), entro i limiti di legge più restrittivi (<10mg/Nm³) e recupera il calore dei fumi realizzando un consistente risparmio energetico.

Gli impianti possono essere realizzati in acciaio al carbonio o acciaio inox AISI304, installati all'esterno (su tetti o piattaforme) o all'interno ed eventualmente suddivisi in sezioni da assemblare sul posto.

La depurazione per raffreddamento indiretto + elettrofiltrazione si realizza in quattro fasi:

Filtrazione meccanica: cattura le particelle grossolane presenti nei fumi
Raffreddamento e condensazione degli inquinanti (olii) con scambiatori aria-acqua
Abbattimento degli inquinanti grazie all'utilizzo di elettrofiltri a piastre
Raccolta e separazione dei condensati:
- olii (in fusti da conferire allo smaltimento olii esausti)
- acqua di condensa (al depuratore delle acque)

Il calore contenuto nei fumi trattati non viene disperso, ma recuperato e reso disponibile come acqua calda per eventuali utilizzi all'interno dello stabilimento. E' possibile, ad esempio, utilizzarlo per immettere aria calda nella rameuse migliorandone il rendimento e diminuendo il consumo di combustibili primari.

MODELLO	W 32	W 33	W 34	W 35
PORTATA FUMI m³/h In 150°C – Out 35°C	10000	20000	30000	40000
PORTATA ACQUA m³/h In 20°C – Out 85°C	5.3	10.6	15.9	21.2
LUNGHEZZA mm	9300	9300	9500	9500
LARGHEZZA mm	1500	2000	2500	3000
ALTEZZA mm	2100	2100	2100	2100
PESO kg	3500	4500	6000	8000

I vantaggi dell’elettrofiltrazione ad umido:

Elevata efficienza di abbattimento di nebbie oleose, COV e particolato solido fino a dimensioni di 0,1 μm: possono essere raggiunti valori di rendimento prossimi al 99%;
Perdite di carico estremamente basse;
Limitati problemi di sporcamento, sia perché è presente un prelavaggio sia perché i tubi collettori sono di grosso diametro e continuamente puliti dal film liquido di condensazione; il sistema è quindi autopulente;
Manutenzione limitata (non sono presenti parti meccaniche in movimento, sono richieste operazioni di pulizia periodica).