Efficienza energetica nell’industria degli imballaggi e della stampa: come ridurre il consumo di vapore in un impianto di recupero solventi

Gli impianti di recupero solvente con carbone attivo consentono di intrappolare i solventi contenuti nelle emissioni atmosferiche attraverso l’adsorbimento sui carboni attivi.
Per consentirne il successivo recupero, i solventi vengono poi rimossi dal carbone attivo utilizzando un fluido caldo che, nel caso di solventi insolubili in acqua (toluene, esano, benzene), è vapore.
Il fluido caldo ed il solvente rimosso in fase gassosa dai carboni attivi vengono successivamente condensati, raffreddati e separati per gravità. Il principale consumo energetico di questo processo è relativo all’utilizzo di vapore che deve successivamente essere condensato.
Il solvente viene quindi recuperato nel processo produttivo, mentre l’acqua condensata può essere riutilizzata per produrre nuovamente vapore.

L’obiettivo in questo caso è orientato verso il risparmio energetico e la sostenibilità ambientale. Nello specifico lo scopo è quello di ottimizzare il processo di recupero del solvente non solo dal punto di vista quantitativo, ma anche in termini di efficienza del processo di recupero, riducendo quindi il fabbisogno energetico necessario, ottimizzando le risorse utilizzate e minimizzando i residui prodotti.

È possibile ridurre il consumo di vapore utilizzato in ciascuna rigenerazione dei carboni attivi sfruttando il calore latente ancora presente nella miscela solvente-vapore (desorbato) uscente dall’adsorbitore durante la fase di rigenerazione. Nei primi minuti il vapore condensa totalmente, in quanto tutto il calore viene ceduto per riscaldare l’adsorbitore ed il carbone; successivamente il vapore (agendo solamente come mezzo di trasporto) è ancora disponibile sotto forma di vapore in uscita dall’adsorbitore.

Il leggero grado di vuoto prodotto da un termocompressore (alimentato con vapore fresco a 8-9 bar) ed al calore fornito dal desorbato, consente la produzione di vapore facendo rievaporare la condensa precedentemente accumulata.
Il vapore così prodotto, miscelato col vapore fresco di alimentazione al termocompressore, costituisce la portata di vapore necessaria per la rigenerazione del carbone attivo.

Con questo sistema, fornendo circa 0,7 kg di vapore fresco a 8 bar generato con caldaie convenzionali, si produce circa 1 kg di vapore recuperato sottovuoto (97°C) per un totale di 1,7 kg di vapore adatto per la rigenerazione (la quantità di vapore fresco immesso in questa fase è quindi solo il 41% rispetto a quella richiesta ad un sistema tradizionale).

Poiché il recupero dell’energia non è possibile nella prima fase di rigenerazione, che dura circa un terzo del tempo di rigenerazione totale, la riduzione del consumo di vapore complessivo si attesta intorno al 30% del consumo complessivo.

• Riduzione del consumo di vapore >30%, con corrispondente riduzione della emissione di CO₂
• Possibilità di ottenimento dei titoli di efficienza energetica
• Miglioramento delle condizioni ambientali: minor consumo di acqua di raffreddamento necessaria per la condensazione del solvente e minor quantità di condensa da trattare
• Riduzione del consumo di acqua di alimentazione delle caldaie e dei relativi reagenti richiesti per il pre-trattamento della stessa
• Riduzione dei consumi energetici legati alla riduzione del carico termico alla torre evaporativa: riduzione del consumo elettrico per garantire la circolazione della portata di acqua di raffreddamento e del consumo elettrico dei ventilatori della torre stessa

Il sistema è adattabile a qualsiasi impianto esistente.