BIOMASSA: Sistemi di filtrazione: filtro a maniche e ciclone separatore. Gabriele Pezzini. Ingegnere Ambientale di Tama S.p.A.

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1 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.

2 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

3 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

4 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

5 Ciclone separatore

6 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

7 Ciclone separatore Le scintille sottoposte alla forza centrifuga, vengono separate dal flusso d aria evitando il loro arrivo al filtro

8 Ciclone separatore Ingresso dell aria polverosa Uscita dell aria depurata Scarico delle polveri separate - Con bidone di raccolta - Valvola stellare per scarico in continuo Temperatura di esercizio fino a 250 C

9 Filtro a maniche Principio di funzionamento: SEPARAZIONE TRAMITE MEDIA FILTRANTE DELLE PARTICELLE SOLIDE Maniche filtranti 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 Emissioni fino ad alcuni mg/m3 in uscita o con opportuni accorgimenti < 1 mg/m3

10 Filtro a maniche Ingresso dell aria polverosa con camera di calma Uscita aria depurata Tramoggia di raccolta polveri Elementi filtranti

11 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

12 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

13 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

14 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

15 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

16 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

17 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

18 Grazie per l attenzione Gabriele Pezzini Ingegnere Ambientale di Tama S.p.A.

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