ITPD960097U1

ITPD960097U1 - Miglioramento della qualita' delle emissioni nell'atmosfera daimpianti termici e razionalizzazione nell'impiego dei materiali

Info

Publication number: ITPD960097U1
Application number: IT1996PD000097U
Authority: IT
Inventors: Renato Bonora
Original assignee: Renato Bonora
Priority date: 1996-11-22
Filing date: 1996-11-22
Publication date: 1997-02-22
Also published as: EP0849534A3; EP0849534A2

Description

MIGLIORAMENTO DELLA QUALIT? DELLE EMISSIONI NELL?ATMOSFERA DA IMPIANTI TERMICI E RAZIONALIZZAZIONE NELL?IMPIEGO DEI MATERIALI.

Riassunto

I fumi provenienti da un impianto termico, ad esempio un impianto di incenerimento di rifiuti o altri impianti che svolgono acqua, dopo un?eventuale depurazione sono immessi nell?atmosfera e a causa dell'acqua contenuta generano un pennacchio visibile, psicologicamente preoccupante e tale da procurare turbamento in chi lo vede.

II sistema da me trovato consente di variare le caratteristiche di umidit? relativa e di temperatura dell'effluente in modo da rendere invisibile il pennacchio di vapore e contemporaneamente di ridurre l'immissione di inquinanti nell?atmosfera.

Relazione

I fumi uscenti dagli attuali impianti termici di incenerimento di rifiuti, di combustione di solventi e/o loro miscele acquose e non acquose o altri impianti di combustione con temperatura superiore alla temperatura di rugiada, possono subire un recupero di calore, una depurazione a secco in camera di calma, ciclone e/o mediante filtrazione su tessuto oppure in elettrofiltro. Successivamente i filmi vengono generalmente lavati con soluzioni acquose acide al fine di rimuovere polveri o sostanze a carattere basico oppure con soluzioni acquose basiche al fine di rimuovere dalle emissioni polveri o sostanze a carattere acido quali, l?acido cloridrico originantesi da cloruri organici, ossidi e anidridi di azoto, anidride carbonica ecc.; i fumi cos? depurati sono inviati, talvolta preriscaldati, al camino. Vengono preriscaldati quando sia necessario ridurre l?umidit? relativa, oppure per ottenere la vaporizzazione di sostanze altrimenti solide a temperatura inferiore, per evitare fenomeni di corrosione dovuti a condense, ecc.

Il sistema oggetto della presente domanda di brevetto prevede l?inserimento di uno scambiatore di calore fumi/aria prima che i fumi stessi entrino nel depuratore ad umido di cui sopra.

I fumi nello scambiatore di calore senza miscelazione, di tecnologia nota, cedono parte del calore sensibile (senza arrivare alle condizioni di rugiada) ad aria prelevata dall'ambiente mediante mezzo meccanico come ad esempio un ventilatore, riscaldandola. L'aria calda ottenuta sar? miscelata con l'aeriforme depurato in una sezione della conduttura di scarico o camino prima dello scarico nell?atmosfera. Tale conduttura, anche questo accorgimento costituisce oggetto della presente domanda, pu? essere realizzata in materiale polimerico quale ad esempio, polivinilcloruro, polietilene, polipropilene e altri polimeri o copolimeri compatibili con la temperatura, la natura delle emissioni nonch? le caratteristiche meccaniche e termodinamiche dei polimeri stessi. Il sistema oggetto della presente invenzione consiste in uno scambiatore di calore, comunque sia, opportunamente dimensionato, il quale permette la riduzione della temperatura dei fumi senza provocare la condensazione di alcuno dei componenti e contemporaneamente riscaldare l?aria utilizzata, da inviare al camino per miscelarsi con gli effluenti in uscita. Il rapporto volumetrico aria/fumi, espresso in normal metri cubi, ? preferenzialmente del 50%, per? pu? variare entro limiti molto pi? larghi, compresi gli estremi.

L?impianto termico dello schema del sistema oggetto della presente invenzione ? costituito da:

1) impianto termico di incenerimento rifiuti, di combustione di soluzioni o sospensioni acquose di sostanze organiche o di combustione di solventi organici o altro, con emissione di fumi contenenti vapor d?acqua.

Tale combustore pu? essere dotato, come ? noto, di un sistema di recupero di calore come fonte di energia;

2) depuratore a secco dove i fumi i uscita dall?impianto termico vengono depurati di parte delle polveri ad esempio mediante, camera di calma, ciclone, filtro a tessuto, elettrof?ltro o loro combinazioni; talvolta nella corrente fluida pu? essere addizionata calce idrata, bicarbonato di sodio o carbonato sodico al fine di aumentare la resa di depurazione;

3) scambiatore di calore fumi/aria, per il recupero del calore dei fumi con abbassamento della temperatura degli stessi. Tale scambiatore ? in acciaio al carbonio o simili.

Sulla linea dei fumi ? installato un by-pass, con controllo elettronico di regolazione.

In uscita dallo scambiatore sulla linea dei fumi ? inserito un ventilatore, solitamente applicato in uscita alla torre di lavaggio ad umido, che invia il flusso gassoso alla stessa. Un altro ventilatore convoglia Tana in controcorrente al flusso dei fumi senza miscelazione. La conduttura in uscita dallo scambiatore fino al punto di immissione nel camino pu? essere realizzata in materiale ferroso coibentato adeguatamente;

4) torre di lavaggio realizzata in materiale resistente alla corrosione nelle condizioni di esercizio, in cui i fumi passano in controcorrente ad una soluzione basica o ad una soluzione acida e successivamente ad una soluzione basica;

5) i fumi in uscita dalla depurazione ad umido sono inviati al camino. Il camino pu? essere convenientemente realizzato in materiale polimerico privo di coibentazione.

Nella parte superiore del camino i fumi si mescolano all?aria proveniente dallo scambiatore di calore prima dell?emissione nell?atmosfera.

Benefici ottenibili con tale sistema sono:

1) diminuzione della temperatura del fumo in ingresso al depuratore ad umido con conseguente diminuzione della quantit? di acqua evaporata; quindi, minore quantit? di acqua nei fumi uscenti dal depuratore ad umido;

2) miglioramento dell'efficienza del depuratore ad umido dei fumi per la minore quantit? di vapore presente;

3) l'impiego di aria di raffreddamento nello scambiatore di calore, a differenza di altri sistemi che utilizzano i fumi stessi a temperatura pi? bassa, consente di evitare la formazione di condense che risultano aggressive per la gran parte dei materiali con cui sono costruiti gli impianti;

4) impiegando aria ? cosi possibile utilizzare materiali di larga diffusione e a costi contenuti, come acciai da carpenteria o simili, inoltre tali materiali hanno in genere valori di conducibilit? termica pi? favorevoli rispetto a materiali speciali come acciai inossidabili o altri;

5) i fumi in uscita dal depuratore ad umido possono essere trasportati fino allo scarico nell?atmosfera mediante tubazioni realizzate o rivestite internamente con materiale polimerico come PVC, PP come precedentemente specificato senza pericolo di degradazione dovuta alle condense ed al calore, e quindi con minori costi di impianto e manutenzione rispetto all'impiego di materiali diversi; tali materiali possono svolgere funzioni di rivestimento oppure essere utilizzati come tali;

6) la miscelazione fUmi/aria in una sezione sufficientemente prossima allo scarico nell?atmosfera consente la condensazione di parte dell'acqua contenuta nella corrente fluida nel tratto di tubazione compreso tra il depuratore ad umido ed il punto di miscelazione. La condensa viene raccolta ed inviata al depuratore ad umido come parte del reintegro. Per favorire la condensazione si pu? cosi evitare la coibentazione delle tubature e del camino;

7) la minore quantit? di acqua contenuta nei fumi diminuisce il trasporto di sostanze inquinanti migliorando la qualit? dell'emissione.

La corrente fluida tra il punto di miscelazione e la bocca di scarico avr? una temperatura ed una portata superiore o uguale a quella del fumo depurato prima del punto di miscelazione.

L'aeriforme, filmo aria preriscaldata, emesso dalla bocca del camino avr? cos? un'umidit? relativa tale da essere disperso nell?atmosfera senza risultare visibile.

Il disegno allegato rappresenta un impianto termico in cui sulla linea fumi ? inserito lo scambiatore di calore fUmi/aria per realizzare la riduzione di temperatura del fumo riscaldando l'aria da inviare alla tubazione di scarico del fumo depurato dove avviene la miscelazione.

Esempio

In un impianto pilota di incenerimento rifiuti (78 kg/h con PCI di circa 2400 kcal/kg) con un?emissione di 800 Nm<3>/h di filmi realizzato come nello schema sopra illustrato, la temperatura di tali fumi in entrata allo scambiatore di calore era di circa 230?C.

Nello scambiatore a fascio tubiera il flusso d?aria alla temperatura di entrata di 20?C era di circa 400 Nm<3>/h ed in uscita a 140 ?C circa.

La temperatura in uscita, in testa al camino e quindi dopo miscelazione dell?aria con i filmi era di circa 75?C con umidit? relativa di circa il 10%.

La condensa prodotta, in ragione del 12% della quantit? in uscita dalla torre di lavaggio, era riciclata alla torre stessa.

Dalla sommit? del camino, di altezza 16 m, costruito in moplen<?>, non era visibile alcun pennacchio di vapore.

Claims

Rivendicazioni 1) Sistema atto ad abbassare la temperatura dei fumi, avanti la loro depurazione ad umido, provenienti da impianti termici, quali impianti di incenerimento rifiuti, di combustione solventi e loro miscele acquose e non acquose, o altri impianti, in cui si ha una significativa presenza d?acqua negli effluenti gassosi.
2) Sistema, come sopra specificato alla rivendicazione 1), comprendente uno scambiatore di calore fumi/aria atto ad abbassare la temperatura dei fumi prima che questi siano sottoposti alla depurazione ad umido, e una conduttura di emissione dei fumi in materiale polimerico, quale PVC, PP, PET e/o altri polimeri sintetici compatibili con le emissioni gassose e/o loro copolimeri compatibili con le emissioni gassose.
3) Sistema, come sopra rivendicato in 1) e 2), atto a produrre emissioni di effluenti gassosi nell?atmosfera non saturi d?acqua ed a temperature inferiori a quella di rugiada.
4) Sistema come sopra alle rivendicazioni 1) e 2) in cui l?aria calda ottenuta nello scambiatore di cui alla rivendicazione 2) si miscela con i fumi prima che questi siano scaricati nell?atmosfera, in modo tale che la miscela cos? ottenuta risulti non satura d?acqua.
5) Sistema come quello rivendicato in 1) - 4) in cui l?impiego dell?aria di raffreddamento nello scambiatore di calore consente di evitare la formazione di condense generalmente aggressive per la maggior parte dei materiali, nonch? di utilizzare materiali non costosi di larga diffusione, quali ad esempio, acciai da carpenteria o simili.