Abbattimento a umido e scrubber. Ad ogni inquinante la sua torre di abbattimento!
Le torri di abbattimento sono sistemi di abbattimento a umido da sempre esistiti e percepiti in maniera efficace per togliere qualcosa dall’aria. Diciamo per pulirla.
Probabilmente sono il sistema con il quale abbiamo più feeling.
Basti pensare a quando un bell’acquazzone toglie lo smog delle giornate invernali permettendoci subito di respirare dell’aria percepita più fresca e pulita.
Nel mondo produttivo e industriale questa macchina viene utilizzata per abbattere:
- polveri
- sostanze inorganiche volatili (ammoniaca, acido solfidrico, acido cloridrico, SOx…)
- sostanze organiche volatile
Da come dico e scrivo ormai da molto,avrai anche capito che per ogni nemico c’è una strategia da adottare per toglierlo di mezzo.
Detto questo capirai che una torre di abbattimento a umido per la riduzione di polveri potrebbe non andare bene per abbattere le sostanze inorganiche volatili e di conseguenza una torre progettata per questo potrebbe non andare bene per abbattere le sostanze organiche volatili.
Nella mia attività di progettazione e di verifiche in cantiere mi è capitato molto spesso di vedere torri di abbattimento a umido che vengono installate per abbattere una cosa o l’altra così come se non cambiasse nulla.
Purtroppo niente di più sbagliato!
Cerchiamo di capire il perché…
Depolverazione a umido
Una torre di abbattimento per elevati quantitativi di polvere solitamente è uno scrubber venturi oppure una spray tower.
Il venturi provoca un intimo contatto tra la polvere e l’acqua così che la prima si incorpori nella seconda separandola dal flusso. Questo intimo contatto avviene nella parte stretta del venturi chiamata gola. Le elevate velocità e la quantità di acqua spruzzata creano un turbinio di interazioni che favoriscono questo processo. La separazione poi avviene nella parte divergente del venturi dove, a causa della riduzione di velocità e quindi di energia cinetica le particelle e l’acqua si separano dall’effluente.
Nella spray tower, l’acqua viene spruzzata a volte anche molto finemente così da appesantire particelle di polvere molecolari, che per effetto della forza di gravità cadono verso il basso.
Entrambi questi sistemi possono trattare effluenti complessi, quindi con all’interno principalmente polvere e in tracce altre sostanze inorganiche.
Chimicamente parlando, le sostanze inorganiche volatili sono spesso anche molto solubili in acqua e questo effetto permette di depurare l’effluente anche da queste tracce di inquinanti.
E’ anche possibile iniettare del reagente specifico (soda caustica o acido cloridrico, per esempio) al fine di far avvenire più facilmente reazioni di neutralizzazione con gli inquinanti inorganici volatili presenti.
La questione focale è il rendimento. Queste macchine sono nate per assolvere ad un compito specifico ovvero quello di depolverare l’aria inquinata dalla polvere.
Per la loro natura poi possono anche depurare l’aria da altre sostanze inquinanti ma con rendimenti ed efficienze molto più basse rispetto a sistemi opportuni e studiati proprio per assolvere a quel compito.
Abbattimento a umido di sostanze inorganiche volatili
L’abbattimento a umido di inquinanti inorganici volatili come ad esempio vapori di cloro, di acido cloridrico, SOx, acido solfidrico ecc… viene effettuato con tipologie di abbattitori ad umido a riempimento.
Cosa vuol dire a riempimento?
Significa che all’interno delle colonne vi sono dei corpi tipicamente in materiale plastico e meno spesso in inox o in ceramica, che hanno il compito di aumentare la superficie di scambio tra l’effluente ed il liquido di ricircolo così da favorire il passaggio degli inquinanti dall’aria all’acqua.
Questi riempimento possono essere sfusi o strutturati.
Per quelli sfusi si vedono installati i raschig o anche palline mentre per quelli strutturati si parla di pacchi di riempimento.
Scrubber a riempimento
All’interno della categoria degli scrubber a riempimento esistono quelli a letto fisso e a letto flottante.
Il sistema a letto statico non tollera molto la presenza di polveri soprattutto se il riempimento è strutturato.
Una concentrazione bassa o bassissima di polveri è tollerabile ma di certo questa soluzione non può sostituire un venturi o una spray tower.
D’altro canto il venturi e la spray tower non potranno mai raggiungere l’efficacia e l’efficienza di abbattimento di una torre a riempimento soprattutto statico.
Un riempimento sfuso avrà maggiore possibilità di essere facilmente manutenuto in caso di intasamento per polveri mentre un riempimento statico molto probabilmente dovrà essere sostituito.
Uno dei principali problemi dei sistemi di abbattimento a umido con letto statico è infatti l’intasamento causato da sovrassaturazione dei sali che durante l’abbattimento possono, in particolari condizioni, accadere.
Lo scrubber a letto flottante è caratterizzato dal fatto che le palline all’interno flottano per effetto della velocità dell’effluente nella torre.
Questa caratteristica permette a questa macchine di essere robusta nei confronti della polvere. Il fatto di avere un letto mobile, il cui riempimento ha la possibilità di urtarsi, permette una sorta di autopulizia del letto stesso mentre al contempo una maggiore superficie di scambio permette di avere un discreto abbattimento degli inquinanti inorganici facilitato se nel liquido di ricircolo vi è presente un reagente specifico.
Abbattimento a umido di composti organici volatili (COV)
Per abbattere i composti organici volatili con un sistema ad umido, bisogna prima studiare la natura fisica del COV.
In pratica bisogna capire se gli inquinanti presenti sono solubili in acqua e quanto questi sono solubili soprattutto in funzione della temperatura.
Essendo i COV composti volatili, per i gas la volatilità aumenta con l’aumentare della temperatura.
Questo comportamento implica che l’abbattimento a umido si complica se la temperatura si innalza. Esistono COV solubili che a poco più di 60°C hanno una tensione di vapore tale che l’abbattimento non può avvenire a meno di contenere drasticamente le temperatura di lavoro.
Come stai vedendo, il grado di complessità dell’impianto ad umido per l’abbattimento dei COV aumenta con il diminuire della solubilità. La complessità e quindi il costo dell’impianto diventa sempre più alto fino praticamente a diventare molto poco sostenibile economicamente quando la solubilità è prossima allo zero.
Solubilità che come detto prima deve essere messa a confronto con la temperatura.
Nei casi di COV solubili alle temperature di lavoro ambientali è possibile utilizzare una torre di abbattimento a letto sfuso.
Di certo non avrebbe molto senso per tutto quanto visto fino ad ora l’installazione di un venturi o una spray tower visti i scarsi rendimenti di abbattimento di composti volatili. Magari possono funzionare nel processo come pre abbattitori ma non esattamente come abbattitori veri e propri. Quindi attenzione.
Man mano che la solubilità dei COV diminuisce ma sempre a temperatura ambiente, la torre dovrà essere più grande e si dovranno prevedere tempi di permanenza elevati, molto più elevati di quanto riportato nelle BAT della regione Lombardia.
Il tipo di riempimento deve farsi sempre più raffinato.
Non basta più un riempimento alla rinfusa ma magari bisogna passare ad un riempimento strutturato, prima a pacchi lamellari per arrivare ai multi filamento oppure ai famosissimi trays ovvero piatti speciali e specificamente progettati per far avvenire il passaggio di massa dall’aria al liquido di ricircolo.
Se poi ci aggiungiamo il problema della diminuzione della solubilità con l’aumentare della temperatura, bisognerà prevedere uno scambiatore all’interno della vasca oppure sul ricircolo dell’impianto al fine di mantenere il liquido di abbattimento a temperature basse e di conseguenza raffreddare anche il flusso entrante a valori consoni per l’abbattimento.
In casi estremi anche la luce solare può essere un problema.
Il suo irraggiamento, con torri realizzate in inox, può fare aumentare le temperature nella stessa maniera in cui sotto il sole estivo le nostre auto diventano roventi al loro interno.
In questi casi bisogna pensare anche ad un sistema di isolamento termico adeguato per non parlare di una copertura in colore chiaro che permetta così di ridurre ulteriormente l’effetto termico della luce.
Infine attenzione a lavorare troppo in depressione perchè anche questo effetto comporta lo “strippaggio” dell’inquinante dall’acqua di ricircolo.
Tutto questo serve per farti riflettere sul fatto che non basta avere una torre di abbattimento a umido a disposizione per raggiungere l’obiettivo di abbattere un particolare inquinante.
La contestualizzazione dell’applicazione fa la vera differenza tra una buona opportunità ed un investimento fallimentare.
Affidati ad esperti per scegliere l’abbattitore a umido più corretto in base all’applicazione. Contattami ed insieme valuteremo la tua situazione.