Descrizione dell'impianto
L’impianto di combustione di tipo rigenerativo è basato sul concetto della realizzazione di un elevato recupero di energia termica con l’ausilio di grandi masse ceramiche, che in fase di recupero termico assorbono il calore dai gas di combustione ed in fase di rigenerazione rilasciano il calore accumulato, per il preriscaldamento dell’aria inquinata in ingresso. La frazione residua di energia termica non recuperata è in parte, o totalmente, fornita dal calore di combustione dei solventi presenti nell’aria inquinata.
Il sistema è generalmente composto da tre torri con riempimento ceramico, che alternativamente operano da camera di preriscaldamento dell’aria, camera di lavaggio del riempimento e camera di recupero termico. Esse sono collegate fisicamente nella parte superiore da una camera di combustione provvista di uno o più bruciatori modulanti. La camera, interamente rivestita all’interno di pannelli isolanti in fibra ceramica, assicura la temperatura ottimale di combustione, generalmente compresa tra 750÷850°C, ed è dimensionata per realizzare un tempo di permanenza per l’aria trattata di circa 1 secondo.
Al di sotto di ciascuna torre sono posizionate le valvole di:
- Immissione dell’aria inquinata
- Immissione dell’aria di lavaggio e uscita dell’aria depurata
Queste valvole vengono azionate in automatico dal sistema di regolazione e controllo dell’impianto.
Le torri di preriscaldamento, di lavaggio e di recupero termico contengono dei corpi di riempimento di materiale ceramico inerte; raggiunta la temperatura ottimale di inversione, ad intervalli di circa 90-120 secondi, le torri si scambiano le funzioni di preriscaldamento, lavaggio e recuperatore termico dal gas di processo depurato. All’atto di tale inversione, il letto di preriscaldamento contiene gas inquinato non depurato; con la disponibilità di tre torri è possibile effettuare ciclicamente lo spostamento ed il lavaggio del riempimento ceramico che ha appena terminato di cedere calore, prima di riutilizzarlo nuovamente per recuperare calore dal gas depurato in uscita. Nel caso di fermate brevi, l’impianto può essere mantenuto in temperatura lasciandolo funzionare con portata ridotta.
La resa
Il processo di combustione termica di tipo rigenerativo a tre torri opera agevolmente con una resa di depurazione dell’aria a livello del 99%, ove il limite è costituito dalle tenuta delle grosse valvole che comandano l’ingresso e l’uscita dell’aria.
La resa termica teorica del recupero termico rigenerativo, con dimensionamento esuberante delle masse ceramiche, può essere spinta fin quasi il 97%.
Preferibilmente il bilancio termico del combustore deve essere completato con l’apporto del calore di combustione dei solventi presenti nell’aria inquinata; se tale apporto viene a mancare la resa termica effettiva del combustore si discosta sensibilmente dalla resa termica teorica fino ad abbassarsi a livello intorno al 92%.
Le concentrazioni di solventi
Si realizzano nel combustore termico di tipo rigenerativo condizioni di autotermia per una concentrazione di solventi nell’aria inquinata tra 1,1÷2,2 g/Nm3, espressi come TOC.
Per concentrazioni di solventi comprese tra 0,8÷1,0 g/ Nm3, espressi come TOC, il processo di combustione termico rigenerativo non è più competitivo con il processo di combustione termico catalitico o la tecnologia di concentrazione solventi, anche se spesso è preferito per la sua semplicità concettuale.
Per concentrazioni di solventi al disotto di 0,60 g/Nm3, espressi come TOC, il processo di combustione termico rigenerativo non è proponibile per il consumo esorbitante di combustibile ausiliario.
