Impianti recupero solvente a carbone attivo con rigenerazione a gas inerte

Impianto di recupero con rigenerazione a gas inerte

L’impianto di recupero solvente con rigenerazione a gas inerte è adatto per quei solventi solubili in acqua in quanto il recupero avviene per condensazione del 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 quindi posto in fase di rigenerazione . 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. Inertizzazione Al raggiungimento della saturazione del carbone, l’adsorbitore viene intercettato e inertizzato con azoto (in modo da evitare il rischio di formazione di atmosfere esplosive). Questa fase prosegue finché il contenuto di ossigeno raggiunge un valore sufficientemente inferiore al LEL della miscela. Rigenerazione Una volta raggiunto un contenuto di ossigeno sufficientemente basso, l’adsorbitore viene sottoposto a rigenerazione, durante la quale l’azoto viene mantenuto in circolazione in un apposito circuito. Una batteria dedicata situata a monte dell’adsorbitore, alimentata con olio diatermico, ne consente il riscaldamento a circa 200 °C. Il gas ad alta temperatura è così in grado di rimuovere il solvente dal carbone attivo, rendendolo quindi nuovamente disponibile per la prossima fase di adsorbimento. L’azoto contenente il solvente viene quindi raffreddato in una batteria di raffreddamento, alimentata con acqua di torre. Nel momento in cui la concentrazione di solvente nel circuito, monitorata con apposito analizzatore, raggiunge un valore prefissato, ha inizio la condensazione dello stesso in una seconda batteria alimentata con acqua refrigerata. Due batterie situate a monte e a valle della batteria di condensazione, alimentate con acqua glicolata in circuito chiuso, consentono un significativo recupero termico sull’unità. Il solvente recuperato può così essere trasferito allo stoccaggio intermedio, per essere inviato alle successive sezioni di disidratazione e distillazione, secondo necessità. Disidratazione – Condensazione Il primo step atto a ridurre il contenuto di acqua nel solvente sfrutta il fatto che, durante la fase di riscaldamento del carbone, l’acqua viene rilasciata prima del solvente stesso, in periodi solo parzialmente sovrapposti. È quindi possibile condensare buona parte dell’acqua in una batteria dedicata, per poi ri-evaporarla e re-immetterla nel flusso entrante nell’impianto di recupero. Questo sistema consente di ottenere, nella batteria di condensazione principale, solvente con un contenuto di umidità del 1÷1,5%, garantendo quindi condizioni di funzionamento ottimali del successivo sistema di disidratazione su setaccio molecolare. Disidratazione – Setaccio molecolare Il secondo step di disidratazione del solvente viene normalmente effettuato mediante adsorbimento dell’acqua su setaccio molecolare, in fase liquida. Il solvente condensato (umido) viene alimentato su un adsorbitore in grado di trattenere selettivamente l’acqua, garantendo quindi la produzione di solvente (secco) con un contenuto di acqua inferiore allo 0,5%. Questa unità viene periodicamente rigenerata con un flusso di gas caldo, sfruttando il medesimo circuito di rigenerazione del carbone oppure con un circuito dedicato. Grazie all’implementazione della batteria di condensazione dell’acqua descritta al punto precedente, è possibile garantire un significativo risparmio energetico associato alla meno frequente rigenerazione di quest’unità. Distillazione Nel caso (frequente) in cui l’impianto recuperi una miscela di solventi, può essere necessario prevedere una sezione di distillazione dei solventi stessi, per separarli l’uno dall’altro e rimuovere eventuali impurezze. Questa unità viene sempre progettata in funzione del singolo caso in esame, in modo da ottimizzarne le performance e garantire il miglior rapporto costi-benefici. La tecnologia proposta da Brofind prevede le seguenti possibilità:

• Funzionamento in batch o in continuo;
• Configurazione a colonna singola o su più colonne in serie, operanti a differenti pressioni;
• Implementazione di recuperi termici.