Filtri industriali per la rimozione delle polveri

In questo articolo affronteremo e capiremo meglio insieme cosa sono gli impianti industriali di aspirazione e filtrazione delle polveri, quali tipologie esistono, come funzionano e quali vantaggi e limiti mostrano. L’obiettivo è quello di semplificare la scelta e la comprensione di queste tecnologie da parte dell’utente e, per fare ciò, risponderemo alle seguenti domande:

• cosa significa filtrare le polveri?
• tramite quali tecnologie si può realizzare l’abbattimento di questo inquinante?
• come funzionano i diversi sistemi e quali differenze tecniche presentano?

La filtrazione delle polveri è un processo utilizzato per rimuovere, con il più elevato rendimento possibile, le polveri presenti in un flusso d’aria. Nei cicli di produzione standard, indipendentemente dal prodotto finale realizzato, è infatti normale emettere polvere indesiderata; basti pensare alla lavorazione di materiale edile, alla miscelazione di composti, alle lavorazioni meccaniche e, in generale, a tutte le attività note per rilasciare particelle nell’ambiente.
Queste polveri rappresentano un rischio per la salute degli operatori e per l’ambiente ed è quindi fondamentale intervenire per ridurne la concentrazione e rispettare i limiti emissivi previsti dalle normative.

Il primo aspetto essenziale consiste nella predisposizione di adeguate cappe di aspirazione, siano esse fisse o mobili, e/o di bracci articolati di aspirazione posizionati nei punti sensibili al fine di captare le polveri direttamente alla fonte.
Ma una volta che le polveri sono state aspirate, cosa si fa? Naturalmente non possono essere rilasciate nell’ambiente esterno senza un processo di filtrazione, quindi è necessario convogliarle verso un adeguato impianto depolveratore. Vediamo insieme quali tecnologie sono disponibili a questo scopo.

Per evitare di danneggiare l’ambiente e infastidire il vicinato con le nostre polveri, è possibile installare diversi sistemi che permettono di filtrarle rimuovendole dal flusso aeriforme. In alcuni casi è anche possibile recuperarle per riutilizzarle all’interno della produzione o rivenderle come prodotto di scarto.
Tra i principali filtri industriali di depolverazione e filtrazione delle polveri troviamo:

• filtri a maniche;
• filtri a cartucce;
• cicloni separatori;
• multicicloni;
• filtri a celle o tasche;
• elettrofiltri;
• scrubber venturi

La tabella sopra riportata schematizza caratteristiche e punti di forza/debolezza delle tecnologie citate. Deve essere considerata come indicazione di tipo generico, da verificare in base alle specifiche situazioni tecniche del caso.
Ora vediamo un po’ più nel dettaglio il funzionamento di queste tecnologie, rispondendo quindi alla nostra terza domanda.

I filtri industriali utilizzati per la depolverazione sono diversi tra loro e la scelta del più idoneo dipende principalmente dai seguenti fattori:

• portata d’aria da trattare;
• temperatura;
• umidità;
• concentrazione polveri;
• granulometria polveri;
• natura delle polveri e tipo di produzione

Con questi semplici dati, opportunamente comunicati, Tecnosida^® è in grado di studiare e proporre il sistema migliore per le esigenze di abbattimento polveri. Ogni sistema di filtrazione ha infatti pregi e difetti legati principalmente al sistema di funzionamento. Approfondiamo insieme questo aspetto analizzando le caratteristiche delle principali tecnologie di filtrazione delle polveri!

Il funzionamento dei cicloni si basa sulla forza centrifuga. Il ciclone è infatti costituito da due cilindri concentrici: quello più esterno solitamente termina a cono, mentre quello interno convoglia l’effluente trattato verso l’uscita. Questa conformazione, unita all’ingresso tangenziale, permette all’effluente di compiere un moto spiroidale nella parte lasciata libera tra i due cilindri. L’aeriforme è poi obbligato dalla geometria del sistema ad uscire dal cilindro interno dopo aver compiuto una serie di vortici intorno ad esso. Questo movimento centrifugo, unitamente alla forza di gravità, permette alle particelle più pesanti di cadere verso la parte bassa del sistema, dove vengono recuperate.

I multicicloni sono tecnologie di filtrazione delle polveri composte da più cicloni: questa struttura permette di abbattere anche particelle più piccole che non possono essere trattate con un semplice ciclone, anche se il principio di funzionamento è identico.
Per capire meglio la funzionalità del nostro multiciclone Turbovortex^®, puoi leggere il nostro Case History “Certificazione classe V per generatori di calore a biomassa” che spiega come questa tecnologia possa essere applicata alle caldaie a biomassa.

I filtri a maniche o a cartucce sono sistemi che, anziché sfruttare leggi fisiche, utilizzano mezzi filtranti per depurare l’aria e trattenere le particelle inquinanti.
Chiariamo subito che il mezzo filtrante è l’elemento che effettua passivamente la filtrazione. Esso viene scelto in funzione del tipo e dell’applicazione richiesta e ne esistono numerose varianti (carte, tessuti non tessuti, reti, tele metalliche, ceramica etc.) In queste tecnologie, le particelle si depositano sulla superficie del mezzo creando un “pannello di polvere” (chiamato “cake”) che durante il funzionamento effettua attivamente la filtrazione delle polveri mentre le maniche funzionano da supporto a questo pannello. Al raggiungimento di un certo valore di pressione differenziale tra lato sporco e pulito del filtro, grazie ad un opportuno sistema di pulizia, la polvere viene scrollata dal media filtrante e raccolta all’interno delle tramogge di raccolta poste nella parte bassa del filtro.

Il sistema di pulizia permette in questa maniera di mantenere il filtro sempre efficiente e, al contempo, agevola il recupero della polvere nella parte bassa del filtro.
I rendimenti di queste macchine sono più elevati rispetto ai cicloni in quanto il principio di funzionamento risulta essere più efficiente e la scelta del media filtrante può permettere di filtrare particelle nell’ordine del micron.
La scelta tra filtro a maniche o a cartucce viene effettuata valutando la natura degli inquinanti, del processo, delle polveri e delle altre grandezze fisiche in gioco. Per approfondire la questione consigliamo di leggere l’articolo dove descriviamo pregi e difetti dei due mezzi filtranti e criteri per la scelta. Inoltre, per capire meglio i campi di applicazione delle due tecnologie, ti consigliamo di leggere i seguenti Case History:

• Impianti ATEX di captazione, aspirazione e filtrazione polveri infiammabili nel settore metallurgico  relativo all’utilizzo di filtri a maniche e cartucce per il trattamento di polveri in atmosfera potenzialmente esplosiva (ATEX);
• Impianti di captazione, aspirazione e filtrazione polveri nel settore gomma plastica relativo a tre realizzazioni nella produzione di elastomeri e mescole in gomma

I sistemi di filtrazione a tasche o a celle sono dotati anch’essi di mezzi filtranti che rimuovono le polveri dal flusso aeriforme. Le celle utilizzate, al contrario dei sistemi autopulenti, hanno un comportamento attivo, ovvero la loro struttura permette di intrappolare la polvere asportandola dal flusso aeriforme. Questo è il motivo per cui si hanno diverse celle in serie con una efficienza di filtrazione incrementale. Ogni cella infatti viene verificata seguendo una normativa specifica, ovvero la ISO 16890 o la EN 1822 (per i filtri HEPA), che ne definisce l’efficienza.
Grazie alla loro modularità, questi filtri possono raggiungere efficienze elevatissime (fino al 99,9999% e penetrazione < 0,0001%) per le polveri oltre che trattare reflui complessi. In questo tipo di macchine si possono infatti inserire anche carboni attivi o celle a coalescenza per rimuovere eventuali COV o nebbie oleose presenti. Data la partecipazione attiva degli elementi filtranti ai processi depurativi e l’impossibilità nell’essere puliti o rigenerati, le sostanze da abbattere devono essere presenti in ridotta quantità altrimenti gli elementi si saturano velocemente e devono essere sostituiti.

Gli elettrofiltri sono conosciuti anche come filtri elettrostatici.
Essi sfruttano una differenza di potenziale indotta tra due elettrodi (emissione e raccolta) così da catturare le particelle inquinanti prima di far fluire il refluo depurato al camino. In pratica, la differenza di potenziale indotta tra i due elettrodi genera un campo elettrico che ionizza la zona intorno agli elettrodi. Questi ioni caricano positivamente o negativamente le particelle inquinanti in modo che, così caricate, esse vengano attratte dagli elettrodi rimuovendole dal flusso.
Una volta catturate le particelle possono essere rimosse dagli elettrodi con un sistema di pulizia a secco o ad umido.

I sistemi di abbattimento chiamati scrubber venturi sono sistemi ad umido che sfruttano la geometria del tubo Venturi per rimuovere le polveri. Il liquido e l’aria entrano strettamente in contatto all’interno della gola del venturi, facendo così fluire le particelle inquinanti verso il liquido, dove restano intrappolate.
Per approfondire le modalità di funzionamento della torre di lavaggio Wetclean ti consigliamo la lettura del nostro Case History, che presenta quattro diverse applicazioni di questa tecnologia: Scrubber a umido per trattamento odori, COV e vapori inorganici

Come abbiamo visto in questo articolo, esistono diverse tecnologie per la filtrazione delle polveri e la scelta della soluzione più appropriata richiede un’attenta valutazioni di vari fattori. Data l’importanza di questa decisione per la salute degli operatori e per la tutela dell’ambiente, è fondamentale affidarsi a professionisti qualificati in grado di individuare la tecnologia più adatta alle specifiche esigenze.  Contattaci per qualsiasi necessità: progetteremo la soluzione ottimale per il tuo business!