Depolverazione e abbattimento polveri – come funziona? quali tecnologie scegliere?

Scopriamo in dettaglio quali tecnologie sono disponibili per l’abbattimento delle polveri ultrafini, fini, grossolane ed esplosive

In questo articolo affronteremo e capiremo meglio insieme cosa sono gli impianti di aspirazione e filtrazione delle polveri, quali tipologie esistono, come funzionano e quali vantaggi e limiti mostrano al fine di semplificare la scelta e la comprensione di questa categoria di strumenti da parte dell’utente.

In altri articoli abbiamo approfondito, sotto un profilo fisico-chimico e degli effetti sulla salute, cosa sono le polveri, le nebbie oleose ed i COV.

Andando per ordine, oggi vogliamo iniziare con il comprendere meglio quali tecnologie ed attrezzature siano necessarie affinché si raggiunga l’effetto desiderato e, per fare ciò, vorremmo provare a rispondere a questi quesiti:

  • cosa significa abbattere le polveri?
  • tramite quali tecnologie si può realizzare l’abbattimento delle polveri?
  • come funzionano i diversi sistemi e quali differenze tenciche presentano ?

Cosa significa abbattere (o filtrare) le polveri?

Per rispondere alla nostra domanda possiamo dire semplicemente che abbattere le polveri non vuol dire null’altro che togliere, con il più elevato rendimento possibile,  le polveri da un flusso di aria ovvero ridurne la concentrazione

Braccio articolato per aspirazione localizzata

Nei cicli di produzione standard, indipendentemente dal prodotto finale realizzato, è abbastanza normale “produrre”, come effetto indesiderato, polvere, basti pensare agli impianti di miscelazione polvere, alle lavorazioni di pietre e marmi per l’edilizia, alle lavorazioni di falegnameria e/o meccaniche, tutte attività note per il fatto di rilasciare nell’ambiente particelle (piccole o grandi) solitamente molto fastidiose per gli operatori e per chi lavora all’interno di queste aree o semplicemente è di passaggio.

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Esistono diversi strumenti per evitare di saturare di polvere le aree produttive, un primo aspetto è legato alla predisposizione di adeguate cappe di aspirazione, siano esse fisse o mobili, o di bracci articolati di aspirazione posizionati nei punti sensibili al fine di captare e convogliare verso un adeguato impianto depolveratore il flusso d’aria polverosa, preservando così la salubrità dei posti di lavoro.

Ma una volta che le polveri sono state aspirate e convogliate, cosa si fa? Naturalmente non è possibile rischiare di “buttarle fuori” imbrattando magari il vicino e, in ogni casa, l’aria e l’ambiente con la polvere “raccolta” all’interno dei nostri cicli produttivi? Quindi proviamo a rispondere alla nostra seconda domanda:

Con quali tipi di impianti e tecnologie si abbattono le polveri?

Onde evitare di danneggiare l’ambiente e di infastidire il vicino con le nostre polveri, evitando di litigarci e, magari,  di finire per vie legali, è possibile installare diversi sistemi che permettono di abbatterle, ovvero separarle dal flusso d’aria, e poi, nel caso, di recuperarle per magari riutilizzarle all’interno della produzione o rivenderle come prodotto di scarto a qualcuno per il quale possono essere materia prima.

Elenco tecnologie di depolverazione e filtrazione polveri

Tabella di confronto delle tecnologie per il trattamento delle polveri

Tipoligia prodottoTipologia polveriEfficienza di abbattimentoCosto impiantoCosti di manutenzioneTemperaturaPunti di forza
Filtro a manichePolvere ultrafine e fine99.99%AltoBassiFino a 200°C
  • idoneo per atmosfera potenzialmente esplosiva (ATEX);
  • affidabilità ed economicità;
  • autopulente
Filtro a cartuccePolveri fini e grossolane99.9%Medio – AltoBassiFino a 70°C
  • idoneo per atmosfera potenzialmente esplosiva (ATEX);
  • affidabilità ed economicità;
  • ingombro ridotto;
  • autopulente
CicloniPolvere grossolana90%BassoNulliDa pochi gradi a più di 800°C
  • economicità;
  • robustezza;
  • flessibilità;
  • facilità di utilizzo
MulticicloniPolvere fine e grossolana70% con polveri di dimensioni dai 7-10 micronMedioNulliDa pochi gradi a più di 800°C
  • costi di esercizio bassi;
  • manutenzione minima;
  • possibilità di coibentazione esterna
Filtro a taschePolvere fine e grossolana70-90%BassoBassiFino a 80°C
  • ampia varietà di elementi filtranti;
  • possibilità di utilizzo come pre-filtro;
  • compatto e robusto;
  • da sostituire
ElettrofiltroPolvere ultrafine e fine99%AltoMediFino a 200°C
  • possibilità di trattare diversi inquinanti;
  • perdite di carico ridotte;
  • resistenza nel tempo;
  • possibilità di utilizzo per ampi intervalli di temperature
ScrubberPolvere ultrafine e fine99.99%AltoMediFino a 60°C
  • possibilità di trattare diversi inquinanti;
  • perdite di carico ridotte;
  • resistenza nel tempo

La tabella sopra riportata schematizza caratteristiche e punti di forza/debolezza delle tecnologie citate. Essa 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 loro funzionamento, quindi rispondiamo alla nostra terza domanda

Come funzionano i diversi sistemi di filtrazione delle polveri?

I differenti sistemi utilizzati per la depolverazione sono intrinsecamente diversi tra di loro e la scelta che ci troviamo chiamati ad effettuare dipende principalmente da alcuni fattori, tra di essi:

Con questi semplici dati, opportunamente comunicati, Tecnosida® è in grado di studiare e proporre il sistema migliore per le esigenze di abbattimento polveri. Esistono infatti diversi sistemi di filtrazione ognuno dei quali ha pregi e difetti tipici della loro conformazione fisica soprattutto legata al principio di funzionamento.

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I cicloni separatori

Ciclone per separazione polveri

Il principio di funzionamento dei cicloni si basa sul principio fisico della forza centrifuga. Il ciclone infatti è costruito semplicemente da due cilindri concentrici. Quello più esterno solitamente termina a cono. Quello interno convoglia l’effluente trattato verso l’uscita. Questa conformazione, unita all’ingresso tangenziale, permette all’effluente da purificare di creare un moto spiroidale nella parte lasciata libera tra i due cilindri. Il gas è obbligato poi dalla geometria del sistema ad uscire dal cilindro interno una volta che ha compiuto una serie di vortici intorno a questo. Questo movimento centrifugo, unitamente alla forza di gravità, permette alle particelle più pesanti di cadere verso il fondo del sistema dove vengono recuperate.

L’immagine riporta un’applicazione con il nostro CYCLONE®

I multicicloni

I sistemi di filtrazione a multicicloni sono macchine per la filtrazione delle polveri composti da più cicloni in modo da incrementare l’efficienza di abbattimento anche per particelle più piccole rispetto a quelle trattabili con un semplice ciclone.

Il principio di funzionamento è identico a quello del ciclone, di cui il multiciclone è composto con N sistemi.

L’immagine a fianco riporta uno dei nostri sistemi.

Tecnosida® ha sviluppato una tecnologia proprietaria per questi sistemi infondendola nel suo sistema multiciclonico chiamato Turbovortex® . Per capire meglio la funzionalità del nostro multiciclone, 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.

Turbovortex | Multi-ciclone ad alta efficienza

Filtro a manica e filtri a cartucce

Dustdown | filtri a maniche

I filtri a maniche o a cartucce sono sistemi che, anziché sfruttare leggi fisiche come la forza centrifuga, sfruttano un mezzo filtrante per depurare l’aria e trattenere le particelle inquinanti.

Chiariamo subito che il mezzo filtrante è l’elemento che effettua attivamente la filtrazione. Esso viene scelto in funzione del tipo e della qualità di filtrazione richiesta. Esistono numerose varianti tra carte, tessuti non tessuti, reti e tele metalliche piuttosto che ceramica.

Le particelle quindi si depositano sulla superfice del mezzo e, grazie ad un opportuno sistema di pulizia dello stesso, la polvere viene 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.

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I rendimenti di queste macchine sono più elevati rispetto ai cicloni in quanto il mezzo filtrante può arrivare a trattare particelle nell’ordine del micron ed è proprio grazie alla scelta del mezzo ed alla sua tipologia e caratteristiche (dimensione, materiale, particolari trattamenti superficiali che si possono apportare) che permettono di conferire specificità tali da dimensionare e realizzare il filtro strettamente correlato alle esigenze ecologiche ed economiche del cliente. Tecnosida® ha infuso tutta la sua esperienza nei filtri DUSTDOWN® siano essi a maniche o a cartucce.

La scelta tra filtro a maniche o a cartucce è un aspetto tecnico che solo un professionista specializzato, in grado di valutare la natura degli inquinanti, del processo, delle polveri e delle altre grandezze fische in gioco, può dipanare.  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:

Filtri a celle e tasche

I sistemi di filtrazione a tasche o a celle sono dotati anch’essi di mezzi filtranti che vengono interposti tra la zona sporca e quella pulita.

Solitamente la zona sporca è quella in cui l’effluente entra nel filtro mentre quella pulita è quella a valle delle celle.

Come si vede dalla foto qui a fianco, questi filtri sono modulari. Infatti possono essere interposte più celle filtranti con caratteristiche fisiche peculiari e realizzate con materiali diversi così da poter realizzare il trattamento di reflui complessi.

Dusttask - filtri depolveratori a tasche o pannelli

In questo tipo di macchine si possono inserire, grazie a celle particolari, anche carboni attivi in modo da filtrare anche piccole concentrazioni di COV o speciali celle a coalescenza per filtrare basse presenze di nebbie oleose.

Questa elevata variabilità di sostanze che possono filtrare e depurare non deve trarre in inganno. Questi filtri infatti possono trattare un ampio spettro di sostanze ma le stesse devono essere presenti con un grado di concentrazione piuttosto basso.

Elettrofiltri

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 così catturate le particelle possono essere rimosse dall’elettrodo con un sistema di pulizia a secco o ad umido.

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Scrubber venturi

I sistemi di abbattimento chiamati scrubber venturi sono sistemi di depurazione degli effluenti ad umido in quanto sfruttano un liquido fatto passare intimamente in contatto con l’effluente da depurare. Il tutto avviene all’interno di un abbattitore ad umido chiamato appunto Venturi.

Lo scrubber venturi sfrutta una geometria particolare, il tubo Venturi appunto, all’interno della cui gola il liquido e l’aria vengono strettamente in contatto. Questo contatto permette di far fluire le particelle inquinanti verso il liquido.

Una volta superata la gola, nella successiva zona di allargamento gli inquinanti non riescono più a passare all’effluente e rimangono intrappolati nel liquido.

Per approfondire le modalità di funzionamento della nostra 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

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