Montesilvano (Pescara) 19 Aprile Impianti ad ozono!! ING. FEDERICO DALLERA

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1 Montesilvano (Pescara) 19 Aprile 2012 Impianti ad ozono!! ING. FEDERICO DALLERA

2 Generalità sull ozono Gas di colorazione tendente al bluetto, ma non visibile a concentrazioni < 20 wt % Dal caratteristico odore pungente (molto sensibile al nostro naso) - Soglia di percezione ~0.01ppm Impianto di produzione ozono: Gas di alimentazione, generatore ozono, sistema di miscelazione gas / sezione di contatto, gestione dell offgas, strumentazione di misura Breve vita (non può essere trasportato deve essere generato in sito): da secondi fino a 25 min in acqua da secondi fino a 12 ore in aria Se ne produce in base alla domanda L Ozono viene utilizzato nel trattamento dell acqua da oltre 100 anni!!

3 Generatore SMO Configurazione tecnica Linea di processo su Skid 2 PSU, su Skid 1 separato PLC e PDS su Skid 2 Linea acqua di raffreddamento su Skid 2

4 Costi medi di esercizio per la produzione ozono In linea generale i costi di esercizio per la generazione ozono sono dovuti all energia elettrica ed all ossigeno di alimentazione. Il costo medio dell ossigeno è di 0,14 /Nm 3; il costo medio dell energia elettrica è di Perunimpiantoconalimentazione da ossigeno, per produrre 1 KgO 3 /h in condizioni standard di temperatura (Tcw= 15 C; C O3 = 7%) si consumano circa 10m 3 /h di ossigeno e 7,5 kw. il costo di produzione di 1kg di ozono è di 2,3 /kgo 3 0,12 /kwh Per un impianto con alimentazione da aria, per produrre 1 KgO 3 /h in condizioni standard di temperatura (Tcw= 15 C; C O3 = 2%) si consumano circa 24kW (compreso compressore). il costo di produzione di 1kg di ozono è di 2,88 /kgo 3.

5 Aspetti tecnologici ed impiantistici E una tecnologia costosa? Il costo di produzione ozono è commisurato ai benefici prodotti: Esempio: % Year Relative energy consumption (%) Ozone concentration (wt%) WT % Sola disinfezione? No! Gli UV sono più competitivi Disinfezione, colore, odore, sostanze tossiche, COD? Si!!

6 Schema tipico di un impianto Ozono Gas di alimentazione Acqua di raffreddamento Sezione di distruzione Ozono residuo O / O 2 3 Air / O 2 5,5 KV Produzione ozono Sezione di contatto (diffusione a microbolle) Unità fornitura potenza (PSU) terra

7 Sistema di miscelazione e contatto Injection technology Generatore ozono -- kg/h Distruttore ozono residuo Serbatoio di contatto e degassing 40 V = -- m³ m³ Effluente depurato in uscita Offgas O 2 LOX tank iniettore pompa O 3 Refluo in ingresso

8 Ozone Generator Types GSO Series SMO/SMA Series PDO/PDA Series Containerized Solutions

9 The GSO Series (3 400 g/hr) Applicazioni principali: Food & Beverage (Alimentare - imbottigliamento) Circuiti acque di processo Piccoli impianti di potabilizzazione Aquaculture, Aquariums, Zoo Swimming pools Torri di raffredddamento Impianti pilota o di laboratorio OCS Ozone Complete System GSO Ozone Generators

10 Panoramica range prodotti sistemi di piccola taglia Nome produzione O 3 Gas di [ g/h ] alimentazione Raffreddamento Modular 2 2 Aria ambiente aria Modular 4 4 Aria secca aria Modular 6 6 Ossigeno -PSA aria Modular 4 HC 0,2-4 Ossigeno aria Modular 8 HC 0,4-8 Ossigeno aria GSO air / oxygen acque GSO air / oxygen acque GSO air / oxygen acque GSO air / oxygen acque GSO air / oxygen acque

11 Ozone Generators Modular Modular Range prodotti : - fino a 4 g/h da aria - fino a 8 g/h da g/nm³ Standard: - cabinet mounted V supply

12 Generatori ozono Serie GSO/GSA GSO / GSA Range prodotti: - fino a 200 g/h da g/nm³ - fino a 400 g/h da g/nm³ Standard: GSO/GSA 30 - cabinet mounted - 230/400 V AC supply GSO/GSA 50

13 Sistemi OCS 2 x OCS Modular 8 HC Versione in AISI 316L

14 Sistemi OCS OCS Modular 2 PVC version, inkl. Reaction tank, redox monitoring Installed at BMW Plant Dingolfing, Germany. Application: Car wash water recycling

15 SMA / SMO NEW standard ozone generator SMO/SMA 100S-200S NEW standard ozone generator SMO/SMA 300S-800S Production range : 0,3 22kg/h 15

16 PDA / PDO Large size systems PDA/PDO

17 PDA / PDO Model PDO/PDA Product Range 15 to 200 kg/h da ossigeno 7.5 to 100 kg/h da aria Standard horizontal vessel design separate power supply skid

18 4 x PDO 2000 Start up 06/2005 Drinking water treatment

19 2 x PDO 7500 Start up 2004 Pulp bleaching

20 1 x PDO 4000 Start up 2005 Industrial Waste Water

21 Products overview - Feedgas Supply PLC and SCADA Ozone destructors Ozone Generators Introduction-Reaction systems Cooling Water supply Measurement devices 21

22 Caratteristiche di produzione 1 - Gas di alimentazione Possibili gas di alimentazione: LOX (Liquid OXygen) Air (Sistemi di preparazione aria) Oxygen (V)PSA-systems ((Vacuum)-Pressure Swing Adsorption) Qualità del gas di alimentazione : Punto di rugiada (dew point): < - 60 C filtrato a 0,1µm mesh privo di oli e grassi pressione (ingresso al generatore): > 1,5 bar(g) se da ossigeno > 2,5 bar(g) se da aria Contenuto idrocarburi: < 60 ppm Contenuto Argon: > 1000 ppm Contenuto Nitrogen: > 1000 ppm

23 Gas di alimentazione Supply of complete LOX feed systems LOX storage tank ambient or electric vaporizers pressure regulating

24 Gas di alimentazione Air preparation unit Air Compressors Air Filtration Equipment Air Drying Equipment

25 Gas di alimentazione PSA-oxygen generation units air compressor PSA oxygen generator filtration equipment

26 Main components of an ozone system Feedgas Supply PLC and SCADA Ozone destructors Ozone Generators Cooling Water supply Introduction-Reaction systems Measurement devices 26

27 Sistema di miscelazione e contatto Tecnologia con diffusori Tecnologia con iniezione in Side stream Tecnologia con miscelatore statico

28 Sistema di miscelazione e contatto Diffusori ceramici a disco Tecnologia consolidata per la lunga esperienza maturata WEDECO Standard SANITAIRE AF 30 - Design Nm³/h - max. 3.0 Nm³/h - min. 0.3 Nm³/h

29 Sistema di miscelazione e contatto Diffusori ceramici a disco ozone FI FI ozone destruct unit demister (option) fan water in water out ceramic disk diffusors ozone reaction tank 29 Seminario ozono, marzo 2011

30 Ozone Gas Mixing Head Space in Contactor Diffuser Arrangement

31 Flow meters/ Control valves Fine Bubble Diffusers

32 Sistema di miscelazione e contatto Injection technology L iniettore Venturi è utilizzato per l introduzione di ozono Tecnologia provata WEDECO ha oltre 500 installazioni con la tecnologia side-stream injection E richiesta solo una portata parziale in side-stream

33 Sistema di trasferimento ozono in acqua Linea ingresso Static Mixer Distruttore ozono Uscita refluo Vasca di contatto O 3 Line Sistema di contatto side-stream

34 Sistema di miscelazione e contatto Injection technology Generatore ozono -- kg/h Distruttore ozono residuo Serbatoio di contatto e degassing 40 V = -- m³ m³ Effluente depurato in uscita Offgas O 2 LOX tank iniettore pompa O 3 Refluo in ingresso

35 Main components of an ozone system Feedgas Supply PLC and SCADA Ozone destructors Ozone Generators Cooling Water supply Introduction-Reaction systems Measurement devices 35

36 Distruttore ozono residuo Distruttore termocatalitico (COD) Distruttore termico, con o senza recupero di calore (TOD)

37 Distruttore ozono residuo Distruttore termocatalitico (COD) L unità consiste di: Reattore con materiale catalitico Preriscaldatore con controller Tipologie da fissaggio al muro o su skid CODw 3-15 fissaggio al muro COD su skid upgradings: Soffiante di aspirazione Unità demister 37

38 Distruttore ozono residuo TOD units consisting of: Distruttore termico con esercizio a C Scambiatore per il recupero del 50-70% del calore PLC control system Installazione su skid type TOD upgradings: demistor offgas fan Distruttore termico (TOD) 38

39 Distruttore ozono residuo Tipo COD Basso costo capitale Basso costo di esercizio Rimuovere il materiale catalitico alla fine del suo ciclo Molto utilizzato Tipo termico Alto costo capitale Alto costo di esercizio Utilizzato quando c è presenza nell offgas di sostanze potenzialmente velenose per il materiale catalitico (ad esempio in reflui industriali)

40 Main components of an ozone system Feedgas Supply PLC and SCADA Ozone destructors Ozone Generators Cooling Water supply Introduction-Reaction systems Measurement devices 40

41 Ozone Monitors L impianto è corredato di monitor di controllo: Analizzatore ozono / ossigeno in ambiente Sensore punto di rugiada - Monitor di misura della concentrazione ozono : a) nel gas prodotto b) nell offgas c) in acqua

42 Main components of an ozone system Feedgas Supply PLC and SCADA Ozone destructors Ozone Generators Cooling Water supply Introduction-Reaction systems Measurement devices 42

43 Fornitura acqua di raffreddamento Possibili soluzioni Raffreddamento diretto (se l acqua disponibile è in quantità e di qualità sufficiente) Gruppo frigo (Chiller ) (se non c è disponibilità di acqua di raffreddamento in sito) Scambiatore di calore (se l acqua disponibile è di qualità insufficiente)

44 Fornitura acqua di raffreddamento Possibili soluzioni

45 Fornitura acqua di raffreddamento Possibili soluzioni

46 Ozone Technology Containerized Systems 46

47 Un impianto ozono non è solo un generatore ozono

48 La scelta della migliore condizione di funzionamento Dipende da numerosi fattori: Capacità di produzione richiesta (kg/h) Informazioni / vincoli imposti dal Cliente Privilegiare il costo d investimento o quello di esercizio? E necessario garantire il massimo della continuità di esercizio?

49 La scelta della migliore condizione di funzionamento Informazioni / vincoli imposti dal Cliente Il Cliente dà informazioni circa: E propenso ad accettare l ossigeno? Se si, qual è il costo sostenuto? Quanto paga l energia elettrica? Scelta tra impianto alimentato da aria oppure da ossigeno!! E disponibile acqua di raffreddamento? Scelta del sistema di raffreddamento migliore!!

50 La scelta della migliore condizione di funzionamento Privilegiare il costo d investimento o quello di esercizio? Produrre ozono con bassa concentrazione, significa consumare poca energia elettrica e molto gas; Produrre ozono con alta concentrazione, significa consumare molta energia elettrica e poco gas; Il generatore ozono è dotato di una PSU (Power Supply unit), capace di sviluppare fino ad un certo valore di potenza elettrica (kw) A parità di produzione richiesta: A bassa concentrazione potenza elettrica ridotta PSU di taglia più piccola Generatore ozono di taglia più piccola Ad alta concentrazione potenza elettrica elevata PSU di taglia più grande Generatore ozono di taglia più grande