Abbattimento COV e CIV: lo scrubber!

Approfondiamo il tema dell'abbattimento dei COV e dei CIV analizzando la modalità di funzionamento dello scrubber

Per affrontare il tema dell’abbattimento dei COV e dei CIV è necessario comprendere cosa significano questi acronimi.

COV è l’acronimo di Composti Organici Volatili; il nome riguarda tutte quelle sostanze appartenenti di fatto alla chimica organica, conosciuta anche come la chimica del carbonio, quindi quella relativa generalmente agli idrocarburi che hanno, a temperatura ambiente, una tensione di vapore superiore a 0,01 KPa. Per maggiori informazioni ti consigliamo di leggere il nostro articolo ad essi relativo.

CIV è invece l’acronimo di Composti Inorganici Volatili. In pratica parliamo di composti chimici che non appartengono alla chimica organica e che hanno le stesse caratteristiche fisiche dei COV.

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I composti inorganici quindi sono tutti quei composti chimici che appartengono alla tavola periodica degli elementi comprensivo anche del carbonio unicamente nelle sue forme di monossido e di diossido di carbonio.

Alcuni esempi di CIV tipici sono l’ammoniaca (NH3), l’acido solfidrico (H2S) piuttosto che l’anidride carbonica (CO2). Da questi esempi si deduce come i composti inorganici volatili possano essere suddivisi in tre macro categorie utili alla comprensione del trattamento da applicare per il loro abbattimento.

I CIV possono essere quindi basici (come l’ammoniaca), acidi (come i vapori di acidi cloridrico o nitrico) oppure CIV ridotti (come l’acido solfidrico) che hanno la necessità di essere ossidati per un loro miglior abbattimento. 

Cartina tornasole

Ora che è più chiaro cosa siano i COV ed i CIV, cerchiamo di comprendere come è possibile abbattere questi composti.

Il questo articolo ci focalizzeremo sui CIV in quanto i composti organici volatili (COV) e le relative tecniche di abbattimento sono già state ampiamente affrontate nel relativo articolo.

ABBATTIMENTO DEI CIV: LO SCRUBBER E IL SUO FUNZIONAMENTO

I Composti Inorganici Volatili vengono specificatamente trattati con macchine di abbattimento ad umido, chiamate scrubber o colonne di lavaggio, dove le sostanze vengono assorbite dal liquido di ricircolo addizionato a reagenti adatti alla rimozione degli inquinanti.

Gli abbattitori ad umido o scrubber non sono altro che “docce” dove l’effluente inquinato viene fatto passare o meglio viene lavato dal liquido di ricircolo al fine di assorbire gli inquinanti. 

Tipi reagenti

La soluzione acquosa utilizzata per questo processo è caratterizzata da un determinato pH che ne determina l’acidità o la basicità. Convenzionalmente, il pH assume valori compresi fra 0 (massima acidità) e 14 (massima basicità). Al valore intermedio di 7 corrisponde invece la condizione di neutralità, tipica dell'acqua pura a 25 °C.

La soluzione acquosa utilizzata all’interno degli scrubber dovrà quindi avere un pH adatto ad abbattere gli inquinanti. Nel dettaglio, i CIV basici vengono abbattuti grazie alla soluzione acida mentre quelli di tipo acido vengono abbattuti tramite soluzione basica.

Per garantire l’efficienza di abbattimento, le vasche contenenti la soluzione acquosa sono collegate ai serbatoi dei reagenti che a mezzo pompe hanno il compito di compensare il pH. Utilizziamo l’immagine successiva per capire meglio il funzionamento degli scrubber:

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Scrubber a doppio stadio

Come si può vedere, l’aria inquinata emessa durante il processo produttivo viene aspirata da un’apposita tubazione, passa attraverso l’aspiratore centrifugo e poi viene trattata all’interno dei due scrubber.

Quello rappresentato in figura è infatti un sistema di abbattimento a doppio stadio in cui l’aria entra nel primo scrubber che si occupa della rimozione dei composti basici (come Ammoniaca, Azoto organico, ecc), per poi passare nella seconda torre progettata per la rimozione degli inquinanti acidi (come Idrogeno solforato (H2S), Mercaptani, ecc). Come già spiegato prima, entrambi gli scrubber sono dotati di vasca contenente la relativa soluzione acquosa utilizzata per rimuovere gli inquinanti. Precedentemente abbiamo visto che i composti basici vengono rimossi tramite soluzioni acide quindi l’acqua presente all’interno del primo scrubber dovrà avere un pH <7. Al contrario, all’interno del secondo scrubber il pH dovrà essere maggiore di 7 in quanto gli inquinanti acidi vengono rimossi tramite soluzioni basiche.

Serabatoi

Per mantenere queste condizioni, le vasche contenenti la soluzione acquosa sono collegate ai serbatoi contenenti le soluzioni (acide o basiche) utilizzati per stabilizzare il pH.

Inoltre per ridurre la flora batterica e la potenziale carica patogena dell’emissione può essere aggiunto un serbatoio contenente soluzioni ossidanti quali ipoclorito di sodio, acqua ossigenata, acido peracetico ecc.

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QUALE SCRUBBER UTILIZZARE?

Dal punto di vista impiantistico, le differenti soluzioni adottate sono tutte principalmente tese a fornire al gas da trattare un’ampia superficie di contatto. Esse prevedono: 

  1. scrubber a torre (o «colonne di lavaggio»), costituite da un corpo cilindrico verticale in cui l’effluente aeriforme viene introdotto in controcorrente (dal basso) rispetto al liquido assorbente. A volte, in applicazioni particolari l’effluente ed il liquido possono essere fatti passare in equicorrente o a flusso incrociato. Questa condizione è tipica negli scrubber orizzontali. Le torri di lavaggio possono a loro volta essere suddivise in tre sottocategorie:
  • colonne a corpi di riempimento, nelle quali l’elevata area di contatto viene garantita dalla presenza di corpi di riempimento dalla forma, dimensione e materiali speciali.
  • colonne a piatti, in cui l’area di contatto gas-liquido viene garantita da uno o più stadi di piatti forati sulla superficie dei quali viene mantenuto uno strato di liquido attraverso il quale gorgoglia l’effluente aeriforme.
  • colonne a letti flottanti, in cui l’area di contatto gas-liquido è fornita da un letto di sfere molto leggere, poste in continuo movimento dalla spinta fluidodinamica dell’aria che le lambisce. 

2. scrubber Venturi, in cui il liquido di lavaggio viene costretto a passare attraverso un cono Venturi («gola») dove liquido ed effluente vengono posti in intimo contatto per favorire l’assorbimento degli inquinanti nel liquido.

I venturi concretamente vengono utilizzati per la rimozione di materiale particellare mentre le torri di lavaggio assolvono pienamente la riduzione degli inquinanti.

Gli scrubber orizzontali invece sono macchine più compatte (anche se hanno un ingombro in pianta più ampio di quelli verticali) e hanno il grosso vantaggio di contenere anche tre letti di assorbimento. Questa particolarità permette di poter trattare all’interno di una singola macchina anche categorie differenti di CIV con una concentrazione però non molto elevata in quanto i rendimenti di abbattimento sono tipicamente inferiori rispetto agli impianti a sviluppo verticale.  Questi ultimi hanno la forma di torri e sono più adatti ad un lavaggio specifico per la rimozione di categorie di composti omogenei permettendo elevati rendimenti di abbattimento. Come abbiamo visto, l’efficienza di abbattimento viene inoltre migliorata grazie all’aggiunta al liquido di ricircolo di reagenti specifici per l’abbattimento di categorie di CIV.

LA NOSTRA ESPERIENZA

Tecnosida® ha sviluppato un sistema specifico per l’abbattimento di CIV chiamato WETCLEAN.

In alcune applicazioni è possibile utilizzare anche una tecnologia a secco con iniezione di reagente. Tecnosida® ha sviluppato un sistema di filtrazione e abbattimento specifico per la combustione di biomasse.

A presto con nuovi interessanti articoli!

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