Sistemi di filtrazione: filtro a maniche e ciclone separatore

BIOMASSA:
OPPORTUNITA’ PER LO SVILUPPO SOSTENIBILE?
VENERDI’ 5 GIUGNO 2015 – TAIO (TN), SALA CONVEGNI C.O.CE.A.
Sistemi di filtrazione: filtro a maniche e
ciclone separatore
Gabriele Pezzini
Ingegnere Ambientale di Tama S.p.A.
Processo di combustione di
biomassa genera CENERI
Sistemi di filtrazione
Perché è necessario filtrare queste polveri?
Le particelle derivanti dalla combustione sono dannose per la salute dell’uomo;
la normativa (D.Lgs.n. 152/2006 e/o normative locali) impone a riguardo limiti
ben precisi da rispettare (limiti in previsione futura sempre più restrittivi)
Esistono vari sistemi per abbattere le polveri:
•Cicloni/Multicicloni
•Filtri autopulenti a maniche o a cartucce
•Filtri a candele ceramiche
•Filtri elettrostatici
•Filtri ad acqua
In impianti con temperature dell’aria aspirata fino 250°C,
vengono spesso utilizzati in serie il ciclone separatore e il
filtro a maniche
Ciclone separatore
Filtro a maniche
Ciclone separatore
Principio di funzionamento:
FORZA CENTRIFUGA
Le particelle vengono sottoposte ad
una forza centrifuga, che permette la
separazione delle polveri dall’aria
Di fondamentale importanza lo
STUDIO DELLA GEOMETRIA
DEL CICLONE e l’utilizzo di
software di SIMULAZIONE
FLUIDODINAMICA CFD
Ciclone separatore
Ciclone separatore
PERCHE’ SI USA?
Generalmente il ciclone viene impiegato come sistema di pre-abbattimento, soprattutto con
importanti quantitativi di materiale da filtrare:
• salvaguarda lo stadio di filtrazione successivo (filtro a maniche o cartucce) da carichi elevati
di polveri, con rendimenti che possono variare dal 50% al 97%
• pre-abbattimento e non abbattimento totale perché applicato al processo di combustione da
caldaie a biomassa il solo ciclone trova difficoltà a garantire il rispetto delle emissioni:
•
•
variazione della portata d’aria a seconda della richiesta della caldaia
variazione delle caratteristiche della polvere a seconda della tipologia di materiale combustibile e del processo di combustione (ciò che
entra in caldaia subisce un processo chimico)
Variazione delle velocità all’interno del ciclone
Variazione di concentrazione, granulometria
e caratteristiche della polvere in ingresso al ciclone
Rendimenti differenti
• in particolari applicazioni dove il volume d’aria aspirato è costante e il prodotto che entra nel
ciclone non ha subito processi che ne mutano le caratteristiche, il ciclone permette alti
rendimenti fino a superare il 97%
• abbatte eventuali scintille presenti nell’aeriforme
Ciclone separatore
Le scintille sottoposte alla forza centrifuga, vengono separate dal flusso
d’aria evitando il loro arrivo al filtro
Ciclone separatore
Ingresso
dell’aria
polverosa
Scarico delle
polveri
separate
- Con bidone di
raccolta
- Valvola stellare
per scarico in
continuo
Uscita
dell’aria
depurata
Temperatura di
esercizio fino a
250°C
Filtro a
maniche
Principio di funzionamento:
SEPARAZIONE TRAMITE MEDIA
FILTRANTE DELLE PARTICELLE
SOLIDE
Polvere depositata sul tessuto aiuta la
filtrazione
PERCHE’ SI USA?
Per garantire emissioni nel rispetto delle
normative vigenti, con opportuni margini di
sicurezza
• Grazie alla sua versatilità può essere
adattato per i più svariati processi di
combustione
Maniche filtranti
• Emissioni fino ad alcuni mg/m3 in uscita o
con opportuni accorgimenti < 1 mg/m3
Filtro a
maniche
Ingresso
dell’aria
polverosa
con camera di
calma
Tramoggia di
raccolta polveri
Uscita aria
depurata
Elementi filtranti
Filtro a
maniche
Sistema di pulizia
Centralina di pulizia controlla la
differenza di pressione tra zona
aria sporca e zona aria pulita,
attivando la pulizia solo quando
necessario
CONSUMI CONTENUTI
Filtro a
maniche
Caratteristiche principali
dei
filtri per caldaie a biomassa
•
Temperature di esercizio fino a 250°C
•
Coibentazione con lana di roccia per evitare lo scambio
termico tra l’interno del filtro e l’esterno: evita la
formazione di condensa (acquosa e acida)
•
•
Sistema antincendio, con tubi e sonda pt100
Scarico delle polveri in bidoni o coclee e valvole
stellari
In particolari condizioni, DOSATORE IN CONTINUO
prima del filtro:
•
presenza di inquinanti con pericolo di condense
acide e aggressività chimica, per proteggere il filtro
•
Necessità di abbattere composti come Nox,..
•
In presenza di materiale combustibile con elevato
contenuto di umidità
Dopo il filtro a maniche?
Ventilatore
Crea la
depressione
necessaria [Pa]
per vincere le
perdite di carico
dell’impianto e
garantire la
portata d’aria di
progetto [m3/h]
..e Camino
di
espulsione
Installazioni
Potenza caldaia: 0,75 MW
Impianto composto da:
Ciclone separatore e filtro a
maniche
Superficie filtrante
Installata: 44 m2
Materiale filtrante:
Polifenilsolfuro 550 g/m2 con
trattamento al PTFE
Temperature dell’aria aspirata:
150°C
Risultato emissioni con analisi:
<1,5 mg/Nm3
Installazioni
Potenza caldaia: 2x 0,85 MW
Impianto composto da:
Cicloni separatori e filtri a
maniche
Superficie filtrante
Installata: 170 m2
Materiale filtrante:
Polifenilsolfuro 550 g/m2 con
trattamento al PTFE
Temperature dell’aria aspirata:
160°C
Risultato emissioni con analisi: <4 mg/Nm3
Installazioni
Potenza caldaia: 1 MW
Impianto composto da:
Ciclone separatore e filtro a
maniche
Superficie filtrante
Installata: 101 m2
Materiale filtrante:
PTFE 700g/m2 con trattamento al
PTFE
Temperature dell’aria aspirata:
200°C
Installazioni
Potenza caldaia: 5,5 MW
Impianto composto da:
Multiciclone e filtro a maniche
Superficie filtrante
Installata: 470 m2
Materiale filtrante:
PTFE 700g/m2 con
trattamento al PTFE
Temperature dell’aria aspirata:
200°C
Grazie per l‘attenzione
Gabriele Pezzini
Ingegnere Ambientale di Tama S.p.A.