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Studio sperimentale su un processo di depurazione di aria inquinata da componenti organici volatili

Estratto della Tesi di Giovanni Iasonna

Estratto dalla tesi: Studio sperimentale su un processo di depurazione di aria inquinata da componenti organici volatili
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4.3 Alternanza delle fasi 
 
Per sistemi a più componenti, con l’alternarsi dei cicli di adsorbimento e rigenerazione, la situazione 
del letto si evolve lentamente, ciclo dopo ciclo, con i componenti pesanti che progressivamente si 
accumulano nel letto prima di essere desorbiti  dal letto con portate elevate. In pratica sono necessari 
circa 6 ÷ 7 cicli di alternanza di fasi prima che si instauri nel letto una situazione stazionaria, in cui 
tutti i componenti vengono adsorbiti e desorbiti nelle stesse quantità. 
      
4.4 Unità di combustione catalitica 
 
La corrente di aria proveniente dalla rigenerazione dei letti e contenente i solventi desorbiti a 
concentrazioni relativamente elevate, tra 4,0÷8,0 g/Nm
3
, va convogliata in un’unità di combustione. 
L’unità di combustione deve essere progettata con le seguenti finalità: 
a) deve provvedere all’ossidazione dei solventi con resa di conversione non inferiore al 98%; 
b) per quanto possibile deve operare in condizioni prossime alla autotermia, in modo da minimizzare 
il consumo di combustibile ausiliario; 
c) deve utilizzare l’eventuale calore in eccesso, sia per generare la corrente di aria calda per la fase di 
rigenerazione, sia per l’eventuale preriscaldamento della corrente di aria inquinata in ingresso per la 
correzione dell’umidità relativa. 
Il campo di concentrazioni di solventi in cui l’unità deve operare e l’insieme delle esigenze elencate 
induce alla scelta di una unità di combustione catalitica di tipo recuperativo, concepita ed installata 
secondo lo schema di processo mostrato all’inizio di questo capitolo. Il campo di concentrazioni dei 
solventi previsto è nettamente esuberante per l’impiego di un’unità di combustione con recupero 
termico di tipo rigenerativo, che per altro male si presta a generare la corrente di aria calda per la 
rigenerazione dei moduli. 
Lo schema prescelto per l’unità di combustione catalitica si basa sui seguenti concetti. 
1) La corrente di aria di desorbimento viene aspirata dal modulo in fase di rigenerazione e viene 
convogliata in un recuperatore termico caldo, prima di confluire in camera di combustione. Lo 
scambiatore è del tipo a fascio tubiero, a tubi lisci, ed opera in controcorrente con resa di recupero 
termico compresa tra 0,50÷0,55. Nel caso sia previsto un eccessivo flusso di solvente, il recuperatore 
termico viene installato con una valvola di by-pass che limita l’efficienza del recupero termico, per 
evitare il surriscaldamento nel pacco catalitico. 
2) La camera di combustione opera con un bruciatore in vena di aria, sia per evitare l’immissione  
di aria comburente esterna fredda che penalizza il recupero termico, sia per consentire la 
combustione di una frazione non trascurabile di solventi vaporizzati che attraversano la fiamma. 
3) Nella camera di combustione opera un controllo di temperatura secondario che regola la 
temperatura della camera agendo sulla valvola di ingresso del combustibile ausiliario, generalmente 
metano. Il controllo di temperatura secondario ha la funzione principale di assicurare all’aria in 
ingresso al pacco catalitico una temperatura minima di innesco di 250 C. 
4) Dalla camera di combustione la corrente di aria, portata a temperatura minima di 250 C, 
confluisce nel pacco catalitico realizzato in monoliti. Il catalizzatore è un metallo prezioso disperso 
in allumina mesoporosa impregnata su monoliti di cordierite a forma rettangolare con canali 
rettilinei. Il catalizzatore opera in un ampia finestra di temperatura, compresa tra 250÷550 C e, in 
funzione della tipologia dei solventi, realizza conversioni superiori a 0,98, raggiungendo temperature 
alla fine del pacco catalitico comprese tra 380-420 C con velocità spaziali tra 20.000-35000 ore
-1
, 
riferite alla corrente gassosa a 273 K. 
5) A valle del pacco catalitico, sempre all’interno del combustore, opera il controllo di temperatura 
primario, con set point fissato generalmente tra 380÷450 C, che ha una prima azione diretta sul set 
point del controllo di temperatura secondario operante in camera di combustione. Se il flusso di 
solvente che si ossida nel pacco catalitico è esiguo il controllo di temperatura primario, per 
mantenere la temperatura fissata del set, incrementa il set point del controllo secondario di 
temperatura ed indirettamente fa aumentare l’ingresso di combustibile ausiliario; al contrario se il 
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Estratto dalla tesi:

Studio sperimentale su un processo di depurazione di aria inquinata da componenti organici volatili

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Informazioni tesi

  Autore: Giovanni Iasonna
  Tipo: Laurea I ciclo (triennale)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria chimica
  Relatore: Angelo Chianese
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 98

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