Tecnologie di depurazione COV e SOV: soluzioni industriali per l’abbattimento delle sostanze organiche volatili

In un precedente articolo (COV – Cosa sono?) abbiamo esaminato la natura e le caratteristiche fisiche dei COV, senza però approfondire la tematica dell’abbattimento.
Restano quindi ancora due quesiti da affrontare:

• com’è possibile intervenire nei processi industriali per abbattere i COV (anche noti come SOV – Sostanze Organiche Volatili)?
• quali tecnologie abbiamo a disposizione?

Per affrontare l’abbattimento delle Sostanze Organiche Volatili (SOV) e dei Composti Organici Volatili (COV) nei processi industriali, è necessario conoscere le principali tecnologie di depurazione basate su: adsorbimento, assorbimento e ossidazione termica SOV.

L’adsorbimento è un processo di estrema importanza che consente l’accumulo di sostanze su una superficie solida grazie ai legami che si instaurano con le molecole presenti in fase gassosa.

Grazie a questo fenomeno si realizza dunque una separazione delle molecole di interesse, che si trasferiscono dalla fase gassosa a quella solida fino alla saturazione del materiale. Per ripristinare l’adsorbimento è poi necessario sostituire il materiale saturo.
Per ottimizzare questo processo, è preferibile utilizzare materiali altamente porosi e con un’elevata superficie specifica in quanto una maggiore area di contatto favorisce l’adsorbimento delle specie chimiche.

Il carbone attivo, ottenuto da materie prime ricche di carbonio, è un materiale eccellente per l’adsorbimento. Inserito all’interno del filtro a carboni attivi Chemsorb^®, realizzato da Tecnosida^®, permette di rimuovere le Sostanze Organiche Volatili (SOV) dal flusso aeriforme che lo attraversa.
Questa tecnologia è stata utilizzata con successo in varie applicazioni industriali, quali:

• depurazione SOV e polveri su linea di produzione pannelli fotovoltaici;
• filtro a carboni attivi ATEX installato in un impianto di produzione intermedi chimici;
• filtrazione SOV, vapori alifatici e stirene nel settore packaging e stampa

Dopo aver analizzato il fenomeno dell’adsorbimento, è giunto il momento di parlare del principio fisico dell’assorbimento che coinvolge una fase gassosa e una liquida. Esaminiamolo più nel dettaglio, ponendo particolare attenzione alla tecnologia che ne sfrutta il principio: il wet scrubber!

L’assorbimento consiste nel passaggio di specie chimiche da una fase gassosa ad una fase liquida. Nell’analisi di questo fenomeno è importante considerare due diversi aspetti:

• termodinamica: analizza la quantità di specie chimica che può essere assorbita dal liquido. Tale dato varia in funzione delle caratteristiche chimico-fisiche degli inquinanti, della temperatura e di altri fattori. Per incrementare l’efficacia di assorbimento è possibile aggiungere specifiche sostanze chimiche al liquido;
• cinetica: analizza quanto tempo è necessario per l’assorbimento. Questo aspetto è influenzato dalle condizioni fluidodinamiche, dai gradienti di concentrazione e dalla superficie di contatto gas/liquido.

La tecnologia che promuove un efficace contatto tra la fase gassosa e la fase liquida si chiama scrubber ad umido. Tecnosida® ha sviluppato un considerevole know-how che le ha consentito di sviluppare WETCLEAN: una torre di lavaggio adattabile alle specifiche esigenze dei diversi processi produttivi.
Nella nostra pagina dedicata sono disponibili quattro realizzazioni concrete in cui abbiamo utilizzato lo scrubber ad umido per l’abbattimento dei vapori inorganici e dei COV nel settore chimico, metallurgico e produzione detergenti.

Arrivati fino a qui ci resta solo da analizzare l’ultima opzione disponibile: la degradazione termica dei COV tramite post combustore!

L’ossidazione termica permette di bruciare i COV presenti in un flusso aeriforme trasformandoli in sostanze innocue (principalmente anidride carbonica e acqua).

Questo processo viene realizzato tramite i post combustori termici che possono essere:

• diretti;
• recuperativi;
• rigenerativi;
• catalitici.

Generalmente queste tecnologie sono composte da:

• un bruciatore che permette di mantenere la miscela dei gas inquinanti ad una temperatura idonea per la loro combustione o distruzione;
• solo per i catalitici, da un catalizzatore che consente di incrementare la velocità del processo ossidativo, abbassando la temperatura di reazione;
• uno scambiatore di calore che permette di riutilizzare proficuamente il calore sviluppato in questo processo sia sui fumi entranti che su un fluido terzo, se vi è sufficiente potenza termica disponibile

È importante evidenziare che la post combustione termica rappresenta un’adeguata soluzione se:

• la concentrazione di SOV è sufficientemente elevata: in questa circostanza il calore sviluppato dalla combustione permette al processo di autosostenersi dal punto di vista energetico, con conseguente abbassamento dei costi di esercizio;
• le molecole di SOV sono prevalentemente idrocarburiche: se nelle molecole volatili sono presenti percentuali significative di atomi diversi da carbonio, idrogeno e ossigeno, nel processo di combustione si producono specie acide correlate. Per esempio, in una corrente contenente un quantitativo significativo di acido solfidrico (H2S), il processo di combustione porterebbe alla formazione di ossidi di zolfo (SOx) e produzione di acido solforico.

Per approfondire gli ambiti di applicazione e il funzionamento degli ossidatori termici, puoi leggere i nostri contenuti dedicati:

• “Post combustore termico“: Ossidatore progettato da Tecnosida per l’ossidazione dei COV;
• “Ossidatore termico rigenerativo per l’abbattimento di fumi e SOV“: tre casi reali in cui abbiamo applicato questa tecnologia nel settore automotive, chimico e imballaggi;
• “Le 3T della combustione“: blog di approfondimento sugli elementi fondamentali per permettere la corretta ossidazione dei COV

Dopo aver analizzato le tre diverse tecnologie adatte alla depurazione dei Composti Organici Volatili, sorge spontanea un’altra domanda: sono disponibili altre tecnologie di depurazione delle Sostanze Organiche Volatili (SOV)?

Per rispondere dobbiamo considerare che esiste una particolare classe di COV: le molecole odorigene. Questo inquinante viene rimosso tramite apposite tecnologie tradizionali o tramite sistemi innovativi, ne abbiamo parlato nel nostro articolo dedicato: “Eliminazione odori industriali: tecnologie disponibili”.
Le tecnologie utilizzate per ridurre i Composti Organici Volatili sono quindi molteplici e la scelta deve essere effettuata tenendo in considerazione la tipologia di composti da trattare e le loro caratteristiche chimico-fisiche. Per questa importante scelta non affidarti al caso, ma affidati a Tecnosida: dal 1979 progettiamo e realizziamo impianti tailor-made per un efficace trattamento degli inquinanti dell’aria!