Produzione suole per scarpe. Comparazione Combustori

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1 Produzione suole per scarpe Comparazione Combustori INTRODUZIONE Un industriale marchigiano ci ha segnalato che la Regione Marche, dopo una recente serie di controlli sul territorio, sta imponendo limiti restrittivi alle emissioni delle aziende che producono suole per scarpe; tale provvedimento, in mancanza di soluzioni alternative "a monte", sta generando la necessità di dotarsi di impianti per la depurazione dell aria. In particolare, l imprenditore in questione ci ha chiesto alcuni suggerimenti su come poter effettuare una scelta oculata adeguata alle sue esigenze. Il suggerimento da noi fornito è stato il solito: farsi recapitare offerte dettagliate da alcune società del settore, sulla base di una tabella comparativa ricavata dalla Norma UNI ("Impianti per l abbattimento dei composti organici volatili: criteri e requisiti per l ordinazione, la fornitura, il collaudo e la manutenzione - Parte 2: combustione termica, catalitica, rigenerativa"). Sono stati interpellati quattro impiantisti, che hanno fornito la propria offerta tecnico-commerciale sul caso in questione; i dati relativi vengono qui presentati, come contributo informativo per quanti si ritrovano nella stessa situazione del nostro lettore e per quanti sono anche indirettamente interessati a queste problematiche. I DATI DI PROGETTO L azienda del nostro lettore ha un processo produttivo attivo 24 ore su 24 e consuma quotidianamente circa kg di vernice con un residuo secco medio del 40%. L analisi delle emissioni ha rilevato i seguenti parametri, che sono quelli utilizzati per la richiesta di offerta. Portata effluente aeriforme: Nm3/h Solventi presenti e loro concentrazioni singole: percloroetilene 9 mg/m3 dicloropropano < 1 mg/m3 cicloesanone < 1 mg/m3 MEK 134 mg/m3 n-butilacetato 3 mg/m3 isobutilacetato 1 mg/m3 toluene 110 mg/m3 xilene < 1 mg/m3 acetone 400 mg/m3 cicloesano 4,5 mg/m3 etilacetato 290 mg/m3 Concentrazione totale: 953 mg/m3 Flusso di massa in ingresso: 15,25 kg/h

2 RISULTATI DELLA COMPARAZIONE Il primo punto da prendere in considerazione sono i parametri di progetto dichiarati dall utilizzatore, sulla base dei quali sono state preparate le offerte tecnico-commerciali. Il consumo giornaliero di prodotto verniciante dichiarato è pari a circa kg; con un residuo secco medio del 40%, l emissione di solventi è pari a circa 600 kg al giorno (25 kg/h). I risultati analitici alle emissioni forniscono invece una emissione pari a 15,25 kg/h (poco più del 60% del consumo stimato). Poichè un analisi di emissioni, per quanto corrette possano essere la metodologia adottata e la rappresentatività del campione, è pur sempre una misura limitata nel tempo, risulta importante prendere in considerazione (come parametro di progetto) anche il dato dei consumi dichiarati. Tra le quattro offerte pervenute, solo la soluzione C prende in considerazione anche questo valore, fornendo dati di consumo anche su tale base. Da questo punto di vista, quindi, la soluzione C si direbbe la più attenta a quanto fornito dal richiedente. Dal punto di vista della tecnologia proposta, tutte e quattro le offerte concordano sul fatto che la combustione sia la tecnica preferibile per questo tipo di abbattimento: solo la soluzione D integra la combustione con una concentrazione preliminare del solvente (tecnologia di più recente diffusione che, così per come è configurata, porta ad una riduzione anche notevole dei costi di gestione - come evidenziato dalla voce "consumo di combustibile a regime"), mentre le altre tre soluzioni si rifanno alla più consolidata tecnica del combustore rigenerativo. Tra queste, solo la soluzione C opta per i 3 corpi di riempimento, mentre la A e la B sono del tutto equivalenti tra loro, preferendo 2 corpi di riempimento più la camera di compensazione dove inviare, per qualche secondo, l aria contaminata durante il ciclo di inversione. Rispetto alle prime due, la soluzione C risulta più costosa, in quanto necessita di un maggior quantitativo di materiale ceramico per il riempimento ed un surplus energetico per la presenza di un aria di lavaggio che va anch essa riscaldata e trattata. Relativamente alla parte combustione, invece, la soluzione D è senz altro la più semplice dal punto di vista di gestione e controllo del processo, in quanto l unico parametro importante da tenere sotto controllo è la temperatura di combustione; per contro, può risultare più problematica la gestione e la messa a punto del ciclo di adsorbimento a mezzo zeoliti, a causa del maggior numero di parametri da controllare e della diversa natura delle sostanze da abbattere. Tra queste ultime, sono presenti due sostanze clorurate, il cui abbattimento per combustione non è indolore: la loro ossidazione infatti provoca la formazione di sottoprodotti anch essi inquinanti e tossici (acido cloridrico e cloro libero), nonché corrosivi. Una loro eccessiva formazione comporta la necessità di un ulteriore dispositivo di abbattimento, a valle del combustore; dispositivo peraltro indicato (come opzionale) solo nelle offerte A e B. Dal punto di vista del dimensionamento dell impianto, ci sembra di poter dire che tutte e quattro le offerte, nella loro individuale specificità, risultano corrette, sia per quanto riguarda i valori adottati per i parametri di processo, che per quanto riguarda il calcolo dei consumi di combustibile. Ciò è senz altro indicativo della professionalità e competenza delle quattro società interpellate. Manca, a dire il vero, nelle soluzioni A e B, il valore effettivo della temperatura di combustione - parametro importante per avere una corretta informazione sull efficienza di abbattimento del sistema -, mentre riteniamo che il valore dichiarato per questo parametro nella soluzione C sia troppo basso, dovendosi trattare anche sostanze clorurate, pur a basse concentrazioni. Le differenze riscontrabili per alcune voci quali la potenzialità termica installata e la potenza del ventilatore, sono "fisiologiche" e dipendono dall importanza che i singoli costruttori danno ad alcuni aspetti e funzionalità del proprio impianto: ad esempio, la differenza tra la potenzialità termica del bruciatore nella soluzione B rispetto alla C, può derivare dal fatto che, avendo quest ultimo impianto una maggiore massa ceramica (circa 8 tonnellate rispetto a 10) da riscaldare negli avvii a freddo, l impiantista abbia preferito potenziare il bruciatore per ridurre i tempi dell operazione. Per quanto concerne le garanzie alle emissioni, è da sottolineare come solo le soluzioni A e B la forniscano anche per i parametri HCl e/o Cl 2, mentre solo la soluzione B menziona le polveri e nessuno dichiara la presenza di eventuali microinquinanti o sottoprodotti da combustione (diversi da CO e NOx). Dal punto di vista del complesso delle informazioni fornite al richiedente (e quindi della trasparenza della società impiantista), si può dire che mediamente tutte e quattro le società interpellate hanno fornito un numero sufficiente di dati che possono permettere all utilizzatore di effettuare una scelta abbastanza oculata; in particolare, la soluzione A è quella più ricca di informazioni relative ai dispositivi di controllo e sicurezza presenti sull impianto; a questo proposito, è da rilevare che solo la soluzione C prevede un analizzatore di concentrazione a monte del combustore (importante per monitorare l eventuale superamento del valore di LEL prefissato e, quindi, strumento importante dal punto di vista della sicurezza), mentre nessuna soluzione dichiara la presenza di un analizzatore di SOV al camino a monitoraggio del processo. Per correttezza di informazione, si fa notare che le voci in bianco nella tabella comparativa stanno a significare che sull offerta pervenuta, il dato relativo non è presente come informazione e non, necessariamente, che il parametro non sia stato considerato o che il componente non sia fisicamente presente sull impianto proposto. Suggeriamo pertanto all utilizzatore interessato, di chiedere ulteriori informazioni agli impiantisti sulle voci mancanti, al fine di avere un quadro completo delle proposte.

3 Come ultima considerazione, qualche parola sui prezzi. Premesso che non necessariamente i prezzi di una offerta corrispondono esattamente alla qualità dell impianto ed alla quantità di materiale e/o di soluzioni tecniche in esso presenti, ma sono ampiamente influenzate dalle politiche commerciali e dalla struttura organizzativa delle singole aziende e non solo, ci sembra di poter dire che le offerte sono pressochè allineate come valori, con l unica parziale eccezione della soluzione D, di un 15% circa più cara delle altre. Per contro però, la soluzione D prevede consumi di combustibile dal 50% al 75% in meno rispetto alle altre tre. Il prezzo della soluzione C, rispetto alla A e B, sembra giustificato dalla presenza di materiale ceramico in più (3 corpi di riempimento al posto di 2), dalla maggior potenzialità del bruciatore e dalla presenza di un dispositivo di filtrazione polveri, assente nelle altre due proposte. Infine, da rilevare il fatto che solo le soluzioni B e C prevedono anche un controllo analitico delle emissioni come parte integrante della fornitura. CONCLUSIONI Ovviamente, come è nostra consuetudine per questo tipo di comparazioni, non siamo interessati a dare un giudizio finale su quanto visionato, nè scegliere l impianto migliore rispetto alla richiesta di partenza: questo compito lo lasciamo volentieri a chi l impianto lo dovrà acquistare e gestire. Ci premeva invece presentare ai lettori un ulteriore esempio di come pensiamo che debbano svolgersi questo tipo di transazioni tecnicocommerciali, cioè nella maggior trasparenza possibile. Quello qui presentato, pur non essendo l optimum teorizzabile, è comunque un buon esempio di trasparenza, senz altro perfettibile ma, riteniamo, di grande utilità per l utilizzatore. IMPIANTI DI COMBUSTIONE TABELLA COMPARATIVA soluzione A soluzione B soluzione C soluzione D DESCRIZIONE IMPIANTO Tipo (termico, catalitico, recuperativo, rigenerativo) termico rigenerativo termico rigenerativo termico rigenerativo rotoconcentratore + combustore termico Descrizione funzionamento (presente/assente) presente presente presente presente N. camere recupero calore Riempimento (materiale; configurazione) selle ceramiche corpi ceramici materiale ceramico non applicabile Isolamento termico interno (volume; massa; spessore; sezione) kg tot (materiale; densità; spessore) materassino ceramico fibra ceramica; 128 kg/m 3 ; 225 mm fibra ceramica 14,72 m 3 ; kg; 1,8 m; 8,177 m 2 cad. non applicabile Isolamento termico esterno (materiale; spessore) presente lana di roccia; mm Ventilatore principale (tipo, materiale) centrifugo radiale centrifugo centrifugo

4 (potenza installata) 45 kw 37 kw 30 kw 30 kw (per rotoconc.) 4 kw (per combustore) (prevalenza) 500 mm c.a Pa (410 mm c.a.) Camera di compensazione (presente/assente) presente presente non applicabile non applicabile Sistema di lavaggio torri (presente/assente) non applicabile non applicabile presente non applicabile Dispositivo filtrazione polveri (presente/assente; tipo; materiale filtro) assente assente presente presente sul concentratore Dispositivo lavaggio fumi (presente/assente; tipo) eventuale, per presenza solventi clorurati (escluso dal prezzo) eventuale (escluso dal prezzo) Dispositivo raffreddamento fumi (presente/assente; tipo) assente assente presente per riscaldo aria desorbimento zeoliti Sistema di controllo (tipo) PLC relè o PLC PLC PLC Camino di espulsione fumi (presente/assente; altezza; diametro) presente; 10 m presente presente presente; 10 m Potenza installata totale 35 kw 34 kw PARAMETRI DI PROGETTO Nm 3 /h (rotoconcentr.) Portata aria effluente Nm 3 /h (5.000 Nm 3 /h min) Nm 3 /h Nm 3 /h Nm 3 /h (combustore) 20 C (al rotoconc.) Temperatura effluente C 20 C 22 C Portata oraria SOV 16 kg/h 16 kg/h 25 kg/h 30 C (al combustore) 14,4 kg/h (al rotoconc.) 13,6 kg/h (al combustore) Portata aria comburente Nm 3 /h non applicabile Portata aria lavaggio non applicabile non applicabile Nm 3 /h non applicabile PCI solventi (stima) Kcal/kg Kcal/kg PCI combustibile Kcal/Nm Kcal/Nm kcal/nm Kcal/Nm 3

5 Temperatura di combustione 768 C 850 C Temperatura massima di progetto C Temperatura minima di progetto 720 C 730 C 750 C 760 C Temperatura effluente al camino C C C Tempo di permanenza 0,6 s > 0,6 s 1 s > 0,6 s Concentrazione max VOC ammessa 6 g/nm 3 Volume camera di combustione 33,2 m 3 1,02 m 3 Efficienza di abbattimento SOV > 98% 95% Rendimento recupero termico > 95% > 95% > 90% ca. 65% Durata e frequenza ciclo di inversione 120 s 90 s s Temperatura massima esterna 30 C ± 10 C superiore alla temperatura esterna 60 C 27 m 3 /h a 1 g/m 3 15 Nm 3 /h a 1 g/nm Nm 3 /h a 1 g/m 3 (a regime) 0 m 3 /h (a 3 g/nm 3 ) 0 Nm 3 /h (a 2,2 g/nm 3 ) 0 m 3 /h (a 2 g/nm 3 ) 6 Nm 3 /h (*) (in assenza di SOV) 40 Nm 3 /h 18 Nm 3 /h 1 avviamento a freddo 65 Nm 3 /h successivi avviamenti a a freddo (previsti: 1/sett) 97 Nm 3

6 in stand-by 13 Nm 3 /h Potenza elettrica assorbita (a regime) 35 kw 33 kw 22 kw 24,72 kw Consumo aria compressa 15 l/min 5 Nm 3 /h max Altri consumi Emissione SOV limiti regionali limiti DM 12/7/90 75 mg/nm 3 COT 50 mg/nm 3 COT Emissione NOx < 100 mg/m 3 limiti DM 12/7/ mg/nm mg/nm 3 Emissione CO limiti regionali limiti DM 12/7/ mg/nm 3 Emissione polveri limiti DM 12/7/90 Tenore di Ossigeno al camino 18,5% Emissione HCl e/o Cl2 limiti regionali limiti DM 12/7/90 Presenza microinquinanti Rifiuti prodotti (qualità; quantità) CARATTERISTICHE BRUCIATORE Tipo e numero (modulante/non modulante) modulante 1 modulante 1 modulante 1 modulante Potenzialità termica 380 kw kcal/h (520 kw) kcal/h (645 kw) kcal/h (212 kw) Modulazione 10/100 % Aria comburente (esterna /di processo /altro) esterna esterna di processo

7 Ventilatore aria comburente (presente/assente) presente presente non applicabile (potenza) non applicabile Combustibile metano metano metano metano Portata massima combustibile 22 Nm 3 /h CONTROLLI E SICUREZZE Dispositivi controllo bruciatore presenti presenti presenti Dispositivi controllo tenuta valvole bruciatore presente Pressostati sicurezza bruciatore presenti presenti presenti Fine corsa valvole aria presente Dispositivo bassa portata effluente presente Analizzatore LEL a monte assente assente presente Analizzatore SOV al camino assente assente Termostati controllo combustione e fumi presenti presenti presenti presenti Regolazione portata effluente presente presente presente Controllo intasamento filtro polvere non applicabile non applicabile Dispositivo rompifiamma

8 ALTRI DATI Livello rumorosità impianto 82 db(a) < 85 db(a) < 80 db(a) 85 db(a) d=1,6 m; l=4,3 m (combustore) Dimensioni di ingombro 7.000mm x 4.000mm x 4.000mm 2.450mm x 2.390mm x 2.550mm Garanzia apparecchiature e componenti 12 mesi 12 mesi 6-12 mesi 12 mesi Collaudi previsti funzionale funzionale + analitico emissioni funzionale + analitico emissioni funzionale Prezzo della fornitura (*) il consumo qui riportato è dato con una concentrazione in ingresso pari a 8,5 g/nm3, derivante dalla concentrazione delle SOV nel rotoconcentratore N.B. Le celle vuote della tabella indicano che la relativa voce non è stata specificata sull offerta.