Trattamento delle emissioni gassose provenienti da stampa imballaggio flessibile

In occasione dell’installazione di una nuova macchina rotocalco, il cliente ha preso in considerazione la possibilità di utilizzare, per esigenze di produzione, inchiostri diluiti con una miscela di solventi a differenza degli inchiostri a base monosolvente comunemente utilizzati.

Di conseguenza, le emissioni gassose provenienti dalla macchina rotocalco e contenenti la miscela di solventi impiegati non possono essere inviate all’impianto di recupero solvente attualmente installato, in quanto progettato per recupero di acetato di etile con modesta percentuale di alcool etilico.

L’impossibilità quindi di inviare la miscela di solventi vari all’impianto di recupero solvente implica la necessità di dover analizzare i dati relativi all’emissione da trattare:

DESCRIZIONEDATI
Portata emissione50.000 Nm³/h
Concentrazione SOV5-8 g/Nm³
Tipo SOVSolventi vari

Le tecnologie applicabili rientrano nell’orbita dell’ossidazione termica. In particolare per questa applicazione possono risultare validi:

  • impianto di ossidazione catalitica
  • impianto di ossidazione termica a recupero
  • impianto di ossidazione termica rigenerativa

Descrizione del progetto

La scelta di proporre ed installare un ossidatore termico rigenerativo ha comportato lo sviluppo di un progetto per una macchina a 5 torri.

Il flusso d’aria proveniente dalla macchina rotocalcografica, aspirato mediante un opportuno ventilatore di captazione, attraversa dal basso verso l’alto le prime due torri contenenti i corpi di riempimento ceramico a nido d’ape riscaldati durante il ciclo precedente. In questo modo l’aeriforme viene riscaldato arrivando ad una temperatura più vicina possibile a quella di reazione (750-800°C, in base alle sostanze da abbattere), grazie allo scambio termico con la massa ceramica ed alla combustione degli SOV.

stampaimballaggioflessibile

Successivamente si ha il passaggio nella camera di combustione per il tempo di permanenza richiesto ad una temperatura fissata e controllata mediante un bruciatore ausiliario.

Tali condizioni garantiscono la completa ossidazione delle sostanze organiche contenute nell’emissione da trattare.

In uscita dalla camera di combustione i gas caldi e purificati attraversano la terza e la quarta torre dall’alto verso il basso, cedendo il calore contenuto e riscaldando di conseguenza il materiale ceramico in esse contenuto.

L’inversione dei flussi ad intervalli di tempo programmati e automaticamente regolati consente di recuperare il calore delle seconde torri e ritornare alle condizioni di partenza.

La presenza di una  quinta torre è resa necessaria in quanto ciclicamente consente, prima di ogni inversione del flusso, di procedere allo spurgo del volume di gas contenuto e non ancora trattato.

Aspetti innovativi del progetto

Materiale ceramico

Come materiale ceramico per il sistema di recupero calore è stato previsto un componente a nido d’ape, a differenza di quello a sella di più comune impiego.

La maggior superficie specifica e la maggiore efficienza di recupero termico consentono di ridurre le perdite di carico e quindi i consumi di energia elettrica da parte del ventilatore di captazione, come pure di ridurre i volumi necessari e di conseguenza pesi e ingombri dell’impianto.

Valvole di distribuzione

Si tratta di valvole a tampone progettate e sviluppate per garantire nel tempo una grande affidabilità nella tenuta e una ridotta necessità di manutenzione.

Torri

Considerata la portata da trattare, si è deciso di adottare una soluzione a 5 torri sia per rendere più compatto l’impianto sia per ridurre la dimensione dei vari componenti.

Una soluzione a 3 torri avrebbe portato a 3 torri uguali (una in riscaldamento, una in raffreddamento e la terza in spurgo) mentre la soluzione a 5 permette di avere in spurgo una sola torre ovvero il 50% delle unità in riscaldamento o in raffreddamento.

Recupero calore

Grazie all’installazione di un hot by-pass che collega la camera di combustione ed il camino, non solo è possibile controllare il calore in esubero ma anche, con un opportuno scambiatore, di recuperare il calore in eccesso.

In questo caso si è previsto di installare uno scambiatore per il riscaldamento di olio diatermico con una capacità di oltre 1200 kWh, ovvero dimensionato in funzione del calore disponibile con concentrazione in ingresso di 5 g/Nm³.

Regolazione portata aspirata

Un controllo elettronico di depressione installato sul condotto in ingresso impianto permetterà di regolare, mediante inverter, la velocità del ventilatore e quindi la portata d’aria aspirata in base alle necessità della produzione.

Supervisione impianto

Un sofisticato sistema di supervisione, gestito da PC industriale, permetterà di gestire e visualizzare mediante pagine grafiche le condizioni operative dell’impianto. Inoltre attraverso la lettura di opportuni parametri è possibile valutare elementi quali resa impianto, consumi servizi, calore recuperato, etc…

Analizzatore

L’analizzatore di tipo FID è in grado di controllare e registrare in continuo il valore delle emissioni trattate  come pure la concentrazione in ingresso impianto, funzione utile per la verifica del calore recuperato.

Obiettivi specifici della commessa, problematiche specifiche affrontate

L’obiettivo della società fu quello di adempiere alle normative di legge senza creare nuovi problemi al sistema di recupero solvente esistente e funzionante. Il cliente quindi voleva mantenere le emissioni inquinanti al di sotto dei limiti di legge unitamente ad un ridotto costo di gestione dell’impianto o persino poter recuperare ancora energia utile alla sua azienda.

Efficienza di abbattimento

Seguendo le più restrittive linee guida europee, tale impianto può garantire un abbattimento degli inquinanti ad un valore massimo in uscita  < 20 mg/Nm³ (che con un ingresso a 5 g/Nm³ corrisponde a un’efficienza superiore al 99,5 %). In realtà il valore ottenuto è ancora migliore e si aggira attorno ai 5 mg/Nm³.