ITRM940693A1 - Metodo di depurazione di aria o altri gas inquinati da polveri, fumi gas, vapori e solventi anche aromatici, mediante istantanea saturazione in vapore della corrente gassosa e sua successiva istantanea codensazione per compressione - Google Patents
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Description
METODO DI DEPURAZIONE DI ARIA O ALTRI GAS, INQUINATI DA POLVERI, FUMI, GAS, VAPORI SOLVENTI ANCHE AROMATICI, MEDIANTE ISTANTANEA SATURAZIONE IN VAPORE DELLA CORRENTE GASSOSA SUA SUCCESSIVA ISTANTANEA CONDENSAZIONE PER COMPRESSIONE.
invenzione concerne un nuovo metodo di depurazione di aria inquinata da polveri, fumi, gas, vapori e solventi, anche aromatici, comunque prodotti .
,Per quanto concerne il sistema utilizzato per abbattere gli inquinanti, l' invenzione prevede che si realizzi il loro assorbimento su una fase liquida all' interno di una macchina, nella quale si possa realizzare un intimo mescolamento tra l' aria da depurare ed il liquido circolante.
Il liquido circolante nella macchina potrebbe essere costituito sia da un miscuglio di idrocarburi ed acqua trattata, tra loro separabili mediante semplice decantazione, grazie al differente peso specifico di ciascun liquido, sia da una miscela omogenea di acqua trattata e solventi, o altri liquidi, separabili tra loro mediante una torre di distillazione. -Senza prescindere dalla possibilità di utilizzare sia l' uno che l' altro tipo di miscuglio dispersione liquida costituita, nell' esposizione dell' invenzione si menziona soltanto il "liquido*’, per semplicità di esposizione .
Lo stesso liquido, che viene utilizzato assorbire gli inquinanti, si utilizza sia per raffreddare la corrente gassosa, se è troppo calda sia per evaporare e saturare in vapore la corrente' d' aria, sia per lavare ed asportare le condense, che si depositano sulle pareti delle camere di calma, di cui si fa cenno più avanti.
Lo stesso liquido si fa andare in circolo nei trattamenti, allo scopo di ripristinarne le caratteristiche funzionali mano a mano che si carica di inquinanti.
Tali caratteristiche consistono, ad esempio, nella capacità di aderire a particelle inquinanti, di disciogliere gas e solventi e di far condensare i vapori, assorbendo anche le componenti
delle sostanze inquinanti.
Per quanto concerne il processo termodinami utilizzato ai fini dell' abbattimento degli inquinanti presenti nella corrente d' aria, si fa presente che, se la temperatura della corrente d aria da depurare non supera i cento gradi centigradi non effettuano apporti sottrazioni di calore sensibile alla corrente d' aria medesima ma soltanto apporti e sottrazioni di vapore , temperatura prossima alla temperatura ambiente.
Se la temperatura dell aria da depurare è dell ordine qualche centinaio gradi centigradi deve essere adeguatamente aumentata la quantità di liquido circolante nella macchina ed eventualmente solo in questo deve essere utilizzato uno scambiatore dissipatore calore .
elevato contenuto di acqua nel liquido viene sfruttato sia per raffreddare efficacemente la corrente d' aria come già detto nel caso di utilizzo in miscuglio anche di altri liquidi come idrocarburi, ad evitare la formazione di scintille concomitante pericolo esplosioni deriverebbe fossero utilizzati senza la presenza di acqua
Passando alla descrizione metodo depurazione si specificano i seguenti trattamenti essenziali da apportare alla corrente d aria da depurare
aria da depurare viene irrorata mediante ugelli spruzzatori di adeguata portata, aventi un elevata percentuale di produzione di istantaneo "a freddo" (cioè senza apporto di calore sensibile), mentre viene convogliata nel convergente di un Venturi .
- Il Tubo Venturi in questione dovrà avere sezione di gola fissa o preferibilmente variabile continuità.
Già nel divergente del tubo Venturi si determinare la presenza in continuo di vapore in condizioni di saturazione .-Si fa attraversare alla corrente d' aria un separatore di gocce, che raccoglie e separa dall corrente d' aria stessa il liquido in eccesso, nonché la prima condensa, che si forma nell' ultima parte del divergente del tubo Venturi.
La corrente d' aria da depurare, avendo subito una prima grossolana depurazione, si invia nel ventilatore ad alta pressione, in grado cioè di vi’ncere sia le perdite di carico della ventilazione dell' aria, sia di mantenere dinamicamente nel Tubo Venturi una pressione relativamente bassa ri a quella del punto di captazione dell' aria e sia di mantenere dinamicamente negli organi di condensazione del vapore appresso descritti una pressione relativamente alta, rispetto a quella di espulsione nell' atmosfera della corrente d' aria.
A valle del ventilatore-compressore l' aria si trova già in compressione e viene inviata alla prima camera di calma, fungente da prima camera di condensazione .
Nella camera di calma l' aria viene rallenta nella sua velocità iniziale e viene deviata in modo da separarla dalle gocce di nebbia, che vanno ci cadere sulle pareti della camera stessa.
- A causa dell' aumento della pressione, dovuto sia all'· azione del ventilatore, sia alla riduzione della velocità nella prima camera di calma si forma cosi una nebbia, che rapidamente precipita sia sul fondo della camera per gravità , sia per inerzia contro le pareti della camera stessa, andando a convogliare nel liquido circolante.
E' noto infatti che, se per l' aria satura in vapore, che si trova mescolata con un liquido ad una temperatura inferiore alla temperatura critica del .liquido stesso, si verifica repentinamente diminuzione di volume per effetto della compressione, si passa istantaneamente da una condizione di vapore saturo ad una condizione di vapore soprasaturo, che rimane tale per un certo tempo più o meno lungo, se l' aria è pura.
Nel caso di aria inquinata, caso del quale appunto ci occupiamo, la riduzione del volume dell' aria satura in vapore, determina invece l' istantanea condensazione del liquido sulle particelle inquinanti costituenti altrettanti "germi di condensazione". -- La prima camera di calma, nel percorso dell' aria da depurare, è seguita da un organo di riduzione della sezione di uscita, che comporta un innalzamento localizzato della velocità dell' aria.
.Tale organo di riduzione della sezione di uscita dalla camera di calma può essere costituito anche, ad esempio, dalla palettatura di deviazion dell aria, propria di un ciclone a simmetri assiale, nella quale la sezione libera di passaggi! si riduce della metà, o di due terzi, o più.
- In prossimità di detta sezione di uscita dalla camera di calma, l' aria attraversa il campo di azione di spruzzatori-evaporatori a freddo, di adeguata portata, per cui si realizza una istantanea evaporazione "a freddo" del liquido favorita dall' innalzamento locale della velocità e dal concomitante abbassamento della pressione.
Sùbito dopo aver attraversato la zona di evaporazione istantanea, la corrente d' aria entrai in una seconda camera di calma, dove si realizza una seconda istantanea condensazione, con adesione delle particelle di nebbia sulle pareti della camera, dove giungono per deviazione del flusso e sulla base della camera stessa.
Nel caso di utilizzo di un ciclone, si parlerà di ciclone ad umido. Va precisato che nei cicloni ad umido le due zone di evaporazione e di condensazione sono tanto vicine, che si toccano.--Successivamente alla seconda camera di calma e con la medesima configurazione, sul percorso dell aria da depurare, se ne può incontrare una terza, una quarta. .. e così via, secondo le necessità che si hanno di spingere il grado di depurazione. -In ogni camera di calma, si ha infatti la cattura di un gruppo di "germi di condensazione". — All' uscita dall" ultima camera di calma, si ometterà di disporre di ugelli spruzzatori, onde evitare il fastidioso trascinamento di gocce nella portata d' aria da inviare nell' atmosfera, ma si disporrà ugualmente di una sezione di passaggio ristretta, ottenuta mediante il posizionamento sulla sezione di passaggio normale di una maglia a rete metallica antigocce, avente lo scopo di far condensare il vapore soprasaturo presente che non potrebbe condensare altrimenti per 1 assenza dei cosiddetti germi di condensazione
Nel caso di utilizzo del ciclone a simmetria assiale parlerà semplicemente ciclone con maglia antigocce nella sezione di uscita dell" aria.
L' aria depurata viene inviata alla canna fumaria e da questa viene scaricata nell' atmosfera
Il metodo di depurazione suindicato funziona perfettamente
degli inquinanti contenuti nella corrente d da depurare verifica lo "strippaggio' esempio di solventi particolarmente volatili altri inquinanti dal liquido circolante nella corrente d' aria diretta al camino.
In questi il metodo di depurazione suindicato deve modificato facendo circolare nell' ultima o nelle ultime camere di calma del liquido costituito unicamente da acqua distillata almeno relativamente sostituzione del miscuglio o miscela di liquidi circolante nel resto della macchina
acqua pura infatti potrà catturare germi di condensazione" presenti nella corrente gassosa senza rilasciare nella corrente d
esempio, di solventi da asportare, ma rilasciando nella più sfavorevole delle ipotesi soltanto particelle di acqua pura senza conseguenza alcuna per l ' ambiente .
Per altro anche tali particelle di acqua pura potranno essere catturate prima dello scarico in atmosfera mediante la maglia a rete metallica
In ultima analisi, nel caso in cui sussista il pericolo di "strippaggio" di inquinanti nell atmosfera deve realizzare suddetto trattamento della corrente gassosa (processi consecutivi istantanei evaporazione condensazione ) liquido differenziato costituito da una mescolanza acquosa limitatamente primi trattamenti evaporazione condensazione ed invece da acqua pura per quanto riguarda gli ultimi trattamenti immediatamente precedenti l' espulsione in atmosfera. -così operando aria inquinata viene dapprima lavata' con liquido relativamente sporco inviare trattamento rigenerazione appena manifesti la necessità per eccesso di inquinanti contenuti, e successivamente viene “lavata" in acqua pura.
STATO DELLA TECNICA
Allo stato attuale della tecnica sono noti sia i processi di evaporazione istantanea “a freddo" di liquido nell' aria, funzionanti per spruzzamento del liquido mediante ugelli vaporizzatori, sia i processi di condensazione istantanea del liquido, ottenuta mediante compressione dell' aria.
E' anche noto da anni il fenomeno della condensazione del vapore sui germi di condensazione" , cioè sulle impurità
contenute nell' aria, che respiriamo.
E' altrettanto noto il fenomeno di condensazione del vapore soprasaturo sulle maglie metalliche cosiddette antigocce o anticondensa. -Attualmente vengono anche utilizzati ventilatori di ogni genere negli impianti di depurazione dell' aria, aventi unicamente però lai funzione di ''estrattori" dell' aria stessa, e perciò disposti in genere a valle dell' impianto depurazione dell' aria e subito a monte della canna fumaria, di scarico nell'atmosfera dell' aria trattata.
CONSISTENZA DELL' INNOVAZIONE APPORTATA DALLA PRESENTE INVENZIONE
Nella presente invenzione il processo di evaporazione istantanea a freddo del liquido ed il processo successivo di condensazione del vapore per ffetto della compressione dell' aria, vengono accoppiati in rapida successione allo scopo di determinare la condensazione del vapore sui "germi di condensazione", costituenti il carico inquinante, con il risultato definitivo di trasformarlo in gocce di dimensioni e di massa rilevanti e di rimuoverlo così dalla corrente d aria mediante semplici deviazioni del flusso dell aria stessa, non seguibili dalle gocce di liquido, soggette alla forza d' inerzia, con il risultato finale di catturare il carico inquinante stesso e farlo cadere nel liquido.
Allo scopo di conseguire questo risultato, il ventilatore di cui ci si deve servire non dovrà più essere sistemato valle dell" impianto di depurazione e quindi immediatamente a monte della canna fumaria, ma dovrà invece essere inglobato nel corpo stesso dell' impianto di depurazione, a valle del separatore di gocce finale del Tubo Venturi ed immediatamente a monte delle camere di calma.-Tale ventilatore, infatti non funziona più soltanto da estrattore dell' aria da depurare anche da compressore dell' aria medesima, divenendo anche organo, che consente il processo di condensazione istantanea.
Allo scopo inoltre di ottenere il massimo abbassamento della pressione dell' aria nel Tubo Venturi posto a monte del ventilatore-compressore, senza alterare la funzionalità dell intero sistema, si dispone una gola a sezione variabile nel .Venturi, in modo tale da poter anche
la velocità dell' aria nella gola e le pressioni nell' impianto di depurazione.
La bassa pressione dell' aria nel Venturi, ottenuta sia grazie alla "strozzatura" presentata dalla sua gola, sia grazie all' elevatissima velocità dell' aria nella gola medesima, insieme con l' utilizzo di ugelli spruzzatori-evaporatori freddo, determina la immediata trasformazione della corrente d' aria da depurare in una corrente d' aria carica di vapore saturo.
La successiva compressione della corrente d' aria, che si determina a valle del ventilatorecompressore, provoca la condensazione istantanea del vapore saturo intorno ai germi di condensazione'
Il processo, se occorre, si perfeziona nelle susseguenti camere di calma, appresso descritte.-SCOPI DELL' INVENZIONE
Un primo scopo dell" invenzione consiste nel poter disporre di un metodo di depurazione umido dell' aria, utilizzante effetti susseguenti di evaporazione e condensazione, che avvengono istantaneamente per cui ci consentono di ridurre le dimensioni lineari degli impianti.
- Un secondo scopo dell' invenzione consiste nel poter disporre di macchine di depurazione prive di "corpi di riempimento" e per le quali quindi è possibile , a parità di portata dell' aria depurare, ridurre le dimensioni ed i costi di produzione, semplicemente aumentando la velocità media del flusso dell' aria e la portata del flusso di liquido.-Un terzo scopo dell' invenzione consiste nella possibilità di realizzare macchinari di depurazione dotati di un ventilatore ad alta pressione, al quale si potranno affidare anche le funzioni di estrattore dell' aria dall' ambiente di captazione all' atmosfera, senza essere obbligati ad avere due ventilatori separati, disposti in serie.-Un quarto scopo dell' invenzione consiste nel poter depurare anche correnti di aria ad elevata temperatura grazie al notevole abbattimento del valore della temperatura, realizzabile mediante gli spruzzatori-evaporatori, per la presenza dell' acqua nel liquido in circolazione. -- Un quinto scopo dell' invenzione consiste nel poter sottrarre all' aria ogni tipo di inquinante, anche aromatico, semplicemente adottando un liquido circolante idoneo a "catturarlo", cioè a portarlo in soluzione o in dispersione nel corpo liquido.-.— - Un sesto scopo dell' invenzione consiste nel poter agevolmente asportare dalla macchina di depurazione i liquidi da rigenerare perchè saturi di inquinanti, per stoccarli in un semplice serbatoio non necessariamente posizionato vicino alla macchina stessa.-- Un settimo scopo dell' invenzione consiste nella caratteristica intrinseca del metodo, di operare la depurazione anche submicronica dell' aria.-- Un ottavo scopo dell' invenzione consiste nel poter utilizzare macchine comunque inintasabili , perchè prive di corpi di riempimento. -- Un nono scopo dell' invenzione consiste nella possibilità di aumentare a piacere il grado di depurazione del processo, semplicemente aumentando la prevalenza del ventilatore-compressore restringendo al contempo la luce libera nella gola del Venturi, e/o le sezioni di uscita dell' aria dalle camere di calma, disposte a valle del ventilatore-compressore nonché variando il grado di purezza del liquido circolante.-ORGANI NECESSARI AD ATTUARE IL METODO DI DEPURAZIONE INVENTATO, SENZA UTILIZZO DEL SISTEMA ANTISTRIPPAGGIO, DA REALIZZARSI NELL' ULTIMA PARTE
DEL TRATTAMENTO
Il metodo di depurazione di cui si chiede il brevetto, per essere attuato richiede 1' utilizzo dei seguenti organi:
Tubo Venturi gola variabile o fissa, ma preferibilmente variabile.
- Ugelli spruzzatori-evaporatori a freddo inseriti su un circuito di circolazione di liquido ad alta pressione, dotato quindi di pompa di circolazione di idonea prevalenza.
Ventilatore-compressore ad alta prevalenza, preferibilmente del tipo centrifugo autopulente. -- Camere di calma aventi la caratteristica di poter separare le gocce di condensa mediante deviazione della corrente di aria e caratterizzate ciascuna da una rilevante "strozzatura" nella sezione di uscita dell nonché dal sistema di raccolta delle condense, con il consecutivo convogliamento delle stesse al circuito del liquido circolante
prima calma dotata di spruzza tori-evaporato ri nella uscita come pure le eventuali successive
ultima camera di calma sarà priva degli ugelli spruzzatori-evaporatori nella sezione uscita in quanto in tale sezione non ristretta sarà ,sistemata la maglia a rete metallica antigocce o anticondensa facente cioè la funzione di far condensare vapore soprasaturo eventualmente
al circuito del liquido circolante.
Sistema di filtraggio e trattamento del liquido circolante allo scopo di controllarne il grado di saturazione di sostanze inquinanti
Sistema di controllo del grado di vapor saturo della corrente di aria nel Tubo Venturi
Quadro elettrico di alimentazione e di controllo.
ORGANI NECESSARI AD ATTUARE IL METODO DI DEPURAZIONE INVENTATO, CON UTILIZZO DEL SISTEMA ANTISTRIPPAGGIO, DA REALIZZARSI NELL' ULTIMA PARTE DEL TRATTAMENTO
Oltre a tutti gli organi già indicati per il trattamento privo del sistema antistrippaggio, per realizzare questo sistema occorrono anche seguenti organi:
- Macchina di separazione dell' acqua dal liquido circolante .- :-Macchina di depurazione dell' acqua, oppure macchina di distillazione dell' acqua medesima.-Ugelli spruzzatori-evaporatori a freddo di acqua pura. installati su un apposito circuito di circolazione dell' acqua pura dotato di pompa ad alta prevalenza.
- Sistema di controllo del grado di purezza dell acqua circolante con "scarico" della medesima nel liquido circolante nella rimanente parte della macchina, quando il grado di purezza scende al di sotto dei valori prefissati.
Quadro di alimentazione e di controllo del funzionamento degli organi, di cui al presente elenco .
ELENCO DEGLI ORGANI DEL SISTEMA, NELL' ORDINE IN CUI VENGONO ATTRAVERSATI DALL' ARIA DA DEPURARE 1) Ugelli spruzzatori-evaporatori di liquido, disposti a monte oppure nel convergente del Tubo Venturi .
2) Tubo Venturi a gola fissa oppure variabile.
3) Separatore di gocce.
4) Ventilatore-compressore ad alta prevalenza. (L'aria si trova in depressione in tutti gli organi immediatamente a monte del ventilatoreed in sovrappressione istantanea immediatamente a valle ).--5) Prima camera di calma, seguita dalla sezione di uscita ristretta, bagnata da ugelli spruzzatorievaporatori di liquido circolante. (L' aria trov$ in sovrappressione).
6) Successive eventuali camere di calma con sezioni di .uscita ristrette, bagnate dagli ugelli spruzzatori-evaporatori di liquido circolante. (L'aria si trova in sovrappressione).
7) Una o più eventuali camere di calma dotate di sezioni di uscita ristrette, bagnate dagli ugelli spruzzatori di acqua pura. Si rammenta che tale sezione è presente solo se occorre il antistrippaggio . (L'aria si trova m sovrappressione ).
8) Camera di calma dotata nella sezione di uscita di rete a maglia antigocce, facente le funzioni di sostituto dei "germi di condensazione" mancanti, avente cioè lo scopo di provocare la condensazione istantanea del vapore soprasaturo. (L'aria si trova in lieve sovrappressione).
9) Canna fumaria.
Claims (1)
- R I V E N D I C A Z I O N I - Si rivendica la costruzione e/o lo sfruttamento di qualsiasi macchina o impianto, di dimensioni sia grandi che piccole e di qualsiasi forma, il cui funzionamento sia basato tutto o anche solo parte sul presente metodo di depurazione. Si rivendica l' utilizzo dell' effetto depurante ottenuto mediante istantanea evaporazione di liquido prodotta da ugelli spruzzatori-evaporatori . freddo" la susseguente istantanea condensazione di vapore, reso soprasaturo mediante il funzionamento del ventilatore-compressore, grazie cioè all' innalzamento istantaneo della pressione, determinata dal ventilatore-compressore, che spinge sulla camera di calma o sulle camere di calma, se ve n' è più di una. - Si rivendica la possibilità di utilizzare una o più camere di calma, secondo le necessità più o meno spinte di depurazione. Si rivendica il particolare sistema di depurazione atto ad evitare lo "strippaggio" degli inquinanti dal liquido alla corrente d' aria scaricata nell' atmosfera, costituito dal ricorso ad istantanee evaporazioni e altrettanto istantanee condensazioni realizzate con acqua pura addirittura distillata nelle camere di calma più vicine allo scarico in atmosfera Si rivendica la posizione centrale e strategica ventilatore-compressore posto separatore di gocce del Tubo Venturi e la serie di camere di calma. rivendica la possibilità di variare 1 entità dell effetto di depurazione ottenuto dal sistema variando la prevalenza del ventilatore compressore , sia variando la sezione di gola del Tubo Venturi, sia variando le sezioni ristrette di uscita dell aria dalle camere di calma sia infine variando la natura ed il grado di saturazione in inquinanti del liquido circolante.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| ITRM940693A IT1275058B (it) | 1994-10-26 | 1994-10-26 | Metodo di depurazione di aria o altri gas inquinati da polveri, fumi, gas, vapori e solventi anche aromatici, mediante istantanea saturazione in vapore della corrente gassosa e sua successiva istantanea codensazione per compressione |
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