Il trattamento delle emissioni atmosferiche nei processi di stampa digitale dei materiali ceramici

Case history – Materiali Ceramici

Il settore dell’industria ceramica prevede un metodo di stampa digitale per applicare colori, immagini o disegni sulle superfici di piastrelle o lastre di grandi dimensioni, consentendo di ottenere elevata qualità e resistenza su superfici lavabili e sottoposte a elevate sollecitazioni chimiche e meccaniche.

L’IMPATTO AMBIENTALE DEI PROCESSI DI STAMPA DIGITALE DEI MATERIALI CERAMICI

 

L’applicazione dei colori avviene utilizzando un veicolo organico che, durante i successivi processi di cottura dei materiali, si trasforma in sostanze caratterizzate da soglia di rilevabilità olfattiva molto bassa, le quali vengono successivamente rilasciate in ambiente attraverso le emissioni atmosferiche dei forni, causando spesso molestie odorigene nell’ambiente circostante.

 

LE CARATTERISTICHE DELLE EMISSIONI

Le emissioni atmosferiche derivanti dai processi di stampa digitale dei materiali ceramici possiedono le seguenti caratteristiche:

VARIABILECARATTERISTICHE 

Temperature 

Mediamente elevate, nell’intervallo tra 140 e 200°C

Presenza di composti organici volatili (C.O.V.)

Aldeidi, caratterizzate da una elevata carica odorigena

Presenza di composti inorganici

Acido cloridrico e fluoridrico, anidride solforosa, ammoniaca e monossido di carbonio

Presenza di polveri inorganiche

Derivanti dai processi di neutralizzazione a secco degli acidi inorganici precedentemente descritti

Umidità

Elevata

Metalli

Presenti

Ciclo di funzionamento

In orario diurno e notturno, per tutta la durata di funzionamento dei forni di cottura dei materiali

OBIETTIVI DI DEPURAZIONE

Gli obiettivi di depurazione sono principalmente quello di ridurre al massimo l’impatto odorigeno delle emissioni in atmosfera, nel rispetto dei limiti normativi previsti per i singoli inquinanti presenti, senza causare la formazione di inquinanti secondari e con costi di investimento e di gestione accettabili per il processo produttivo.

LA SOLUZIONE ATTRAVERSO IL PROCESSO DI OSSIDAZIONE TERMICA RIGENERATIVA

Per risolvere la problematica ambientale, che in alcuni casi particolarmente critici è arrivata a generare la preoccupazione delle popolazioni in prossimità degli stabilimenti produttivi, sono state valutate differenti possibili soluzioni, sia a monte dei processi produttivi (intervenendo quindi sulla formulazione degli inchiostri utilizzati nei processi di stampa), sia a valle, inserendo un impianto di depurazione dell’aria.

In quest’ultimo caso, la tecnologia di ossidazione termica rigenerativa si è dimostrata particolarmente efficace.

 

L’ossidazione termica rigenerativa è un processo chimico che consente, in presenza di elevata temperatura e dell’ossigeno normalmente contenuto nelle emissioni, la trasformazione degli inquinanti organici in sottoprodotti a ridotto impatto ambientale: acqua e anidride carbonica.
Poiché per far avvenire la reazione di conversione è necessario innalzare la temperatura dell’emissione fino a 800-900°C, è previsto un recupero energetico particolarmente efficiente che, grazie all’utilizzo di specifici corpi di riempimento ceramici, riesce a contenere al massimo i costi di esercizio legati all’utilizzo di combustibile ausiliario che alimenta un apposito bruciatore.

GLI ACCORGIMENTI INDIVIDUATI PER L’APPLICAZIONE NELL’INDUSTRIA CERAMICA

 

 

 

L’ossidazione termica rigenerativa è un processo frequentemente utilizzato per il trattamento delle
emissioni atmosferiche contenenti C.O.V. rilasciate in svariati processi produttivi industriali.

Ossidatore termico rigenerativo

L’applicazione nell’industria ceramica ha dovuto prevedere la individuazione e l’applicazione di specifici accorgimenti volti a consentire i seguenti obiettivi:

  • L’ottenimento delle più elevate prestazioni di depurazione, nonostante la presenza di numerosi composti inquinanti di differente origine e composizione chimica, attraverso uno specifico dimensionamento dei parametri di processo ed all’applicazione dei sistemi di contenimento delle emissioni più all’avanguardia
  • L’ottimizzazione dei consumi energetici, grazie all’installazione delle tecnologie più avanzate ed efficienti ed orientate al recupero energetico
  • La capacità di resistere ad eventuali fenomeni di sporcamento e di intasamento causati dalla presenza nell’emissione di polveri inorganiche e comunque facilitando le eventuali attività di pulizia
  • L’agevolazione delle operazioni di manutenzione, attraverso la realizzazione di un layout appositamente studiato per consentire semplici interventi manutentivi in sicurezza e limitando al massimo le durate dei fermi impianto
  • La durata nel tempo dell’impianto, attraverso l’utilizzo di materiali e componenti resistenti in presenza di agenti corrosivi
  • La possibilità di sostituzione in tempo limitato di quei componenti dell’impianto eventualmente deterioratisi a causa delle gravose condizioni di esercizio che caratterizzano questa attività

I RISULTATI OTTENUTI

RTO-materiali-ceramici

 

I risultati ottenuti grazie all’adozione di questa tecnologia in numerose applicazioni già installate ed ormai in funzione da parecchio tempo, consentono di confermare la bontà della soluzione che ha consentito di conseguire i seguenti risultati:

 

  • La scomparsa delle molestie olfattive e degli effetti conseguenti sull’ambiente circostante
  • L’ottenimento di valori di concentrazione di inquinanti in emissione in atmosfera notevolmente inferiori ai limiti normativi previsti
  • L’assenza di formazione di microinquinanti organici
  • Il contenimento dei costi di gestione
  • La semplificazione delle operazioni di manutenzione ordinaria e straordinaria
  • Nessuna interferenza con i processi produttivi a monte dell’impianto di depurazione
  • I vantaggi legati all’installazione di un impianto caratterizzato dai requisiti richiesti dall’industria 4.0