Impianti recupero solvente a carbone attivo con rigenerazione a vapore

Impianto di recupero con rigenerazione a vapore

L’impianto di recupero solvente con rigenerazione a vapore è adatto per quei solventi insolubili in acqua in quanto il recupero avviene per separazione della fase acquosa con il solvente.

Il ciclo di funzionamento sul quale si basa questa tecnologia è il seguente:  Pre-trattamento e aspirazione L’aria carica di solvente, proveniente dal ciclo produttivo e aspirata tramite i ventilatori principali, deve essere innanzitutto filtrata, in modo da eliminare gli eventuali solidi presenti, tramite l’installazione di un sistema filtrante adeguato. La regolazione della portata d’aria aspirata dall’impianto viene normalmente gestita tramite inverter posti sui ventilatori principali, a loro volta comandati da un controllore di pressione situato a monte dell’impianto: questo sistema consente un significativo risparmio di energia elettrica in caso di portata d’aria al di sotto di quella di progetto. Un’unità di raffreddamento provvede quindi a portare l’aria alla temperatura idonea all’adsorbimento, inferiore ai 60°C, in quanto il fenomeno è favorito alle basse temperature. La temperatura è uno solo dei parametri da valutare, infatti occorre prestare particolare attenzione anche all’umidità dell’emissione: al di sopra del 60÷70%, la quantità d’acqua adsorbita dal carbone cresce esponenzialmente, riducendone quindi l’efficienza e creando conseguenti malfunzionamenti. Adsorbimento L’aria inquinata viene fatta fluire in appositi adsorbitori, in cui un letto fisso di carbone attivo trattiene il solvente; l’aria purificata può essere quindi scaricata in atmosfera attraverso il camino. Ogni impianto presenta più adsorbitori operanti in parallelo. Ciascuno di essi viene mantenuto in fase di adsorbimento fintanto che la concentrazione di COT (Carbonio Organico Totale) in uscita rispetta il valore limite prefissato; raggiunto questo valore, l’adsorbitore saturo viene posto in fase di rigenerazione (vedi sotto). L’utilizzo di un analizzatore dedicato al monitoraggio della concentrazione di COT consente di ottimizzare automaticamente il funzionamento dell’impianto, attivando la rigenerazione solo al raggiungimento del limite al camino; è così possibile minimizzare i consumi in funzione dell’effettivo carico di solvente in ingresso. Rigenerazione Una volta raggiunta la saturazione, l’adsorbitore viene intercettato e sottoposto a rigenerazione immettendovi un flusso di vapore a bassa pressione. Per circa un terzo della fase di rigenerazione il vapore svolge la funzione di riscaldare il carbone attivo (e l’adsorbitore stesso), fuoriuscendo sotto forma di condensa. Per i restanti due terzi di questa fase, il vapore è invece in grado di rimuovere il solvente dal carbone attivo, rendendolo quindi nuovamente disponibile per la prossima fase di adsorbimento. Il desorbato (miscela di vapor d’acqua + solvente) viene quindi inviato al gruppo di condensazione e raffreddamento, costituito da scambiatori di calore (generalmente operanti con acqua di torre), qui la miscela viene condensata e portata ad una temperatura tale da limitare l’evaporazione del solvente stesso e favorire la separazione tra la fase organica e quella acquosa. Questa separazione avviene per semplice decantazione in un separatore di fasi quindi per gravità. Il solvente recuperato può così essere trasferito allo stoccaggio, pronto per il riutilizzo in produzione. Asciugatura e raffreddamento carbone In caso di solventi particolarmente volatili o con limiti al camino molto stringenti, è consigliabile prevedere una fase di asciugatura del carbone dopo la rigenerazione, utilizzando aria riscaldata, seguita da un raffreddamento con aria ambiente. Trattamento acqua condensata L’acqua condensata nel separatore è caratterizzata da un contenuto di solvente pari alla solubilità dello stesso in acqua. Per ridurne la concentrazione e consentire il riutilizzo dell’acqua in stabilimento o il suo meno oneroso smaltimento, la condensa può essere inviata a un’unità di trattamento costituita da una colonna di stripping con aria ambiente (aria che viene riciclata in aspirazione all’impianto di recupero stesso). Per ottenere concentrazioni di solvente residuo nelle condense particolarmente ridotte, è possibile aggiungere un’ulteriore sezione di trattamento tramite filtrazione su carbone attivo; quando saturo, questo potrà essere sostituito o rigenerato con vapore. Recupero calore Nel caso di impianti di significativa potenzialità, Brofind può proporre varie soluzioni per il risparmio energetico:

• Pre-condensatore: installato a monte del condensatore del desorbato, consente la produzione di acqua a 90 °C (riutilizzabile ad esempio in produzione, per il riscaldamento civile, per il pre-riscaldamento dell’acqua di alimentazione in caldaia, etc.).
•  Unità di recupero vapore STEAM BACK: un evaporatore a film cadente mantenuto sotto-vuoto tramite un eiettore (alimentato con vapore a media pressione) consente di recuperare il calore del desorbato, sfruttando inoltre la medesima acqua condensata durante la rigenerazione; quest’unità permette la produzione di vapore riutilizzabile direttamente sull’impianto, garantendo una riduzione del suo consumo superiore al 30%, e riducendo il carico di lavoro delle torri evaporative.

Distillazione
Qualora l’impianto recuperi una miscela di solventi, può essere necessario prevedere una sezione di distillazione dei solventi stessi, per separarli l’uno dall’altro.