Impianti depurazione solventi suole. Un abbonato ci ha chiesto indicazioni sull’acquisto di un impianto e il nostro suggerimento è stato il solito: farsi recapitare offerte dettagliate da alcune società del settore, sulla base di una tabella comparativa ricavata dalla Norma UNI 10996 (“Impianti per l’abbattimento dei composti organici volatili: criteri e requisiti per l’ordinazione, la fornitura, il collaudo e la manutenzione – Parte 2: combustione termica, catalitica, rigenerativa”). Sono stati interpellati quattro impiantisti, che hanno fornito la propria offerta tecnico-commerciale sul caso in questione; i dati relativi vengono qui presentati, come contributo informativo per quanti si ritrovano nella stessa situazione del nostro lettore e per quanti sono anche indirettamente interessati a queste problematiche.
I DATI DI PROGETTO
L’azienda del nostro lettore ha un processo produttivo attivo 24 ore su 24 e consuma quotidianamente circa 1.000 kg di vernice, con un residuo secco medio del 40%. L’analisi delle emissioni ha rilevato i seguenti parametri, che sono quelli utilizzati per la richiesta di offerta di un impianto con una portata di effluente aeriforme di 16.000 Nm3/h.
I solventi sono presenti con le seguenti concentrazioni:
- percloroetilene = 9 mg/m3
- dicloropropano < 1 mg/m3
- cicloesanone < 1 mg/m3
- MEK = 134 mg/m3
- n-butilacetato = 3 mg/m3
- isobutilacetato = 1 mg/m3
- toluene = 110 mg/m3
- xilene < 1 mg/m3
- acetone = 400 mg/m3
- cicloesano = 4,5 mg/m3
- etilacetato = 290 mg/m3
La concentrazione totale è di 953 mg/m3 e il flusso di massa in ingresso è di 15,25 kg/h
RISULTATI DELLA COMPARAZIONE
Il primo punto da prendere in considerazione sono i parametri di progetto dichiarati dall’utilizzatore, sulla base dei quali sono state preparate le offerte tecnico-commerciali.
Il consumo giornaliero di prodotto verniciante dichiarato è pari a circa 1.000 kg; con un residuo secco medio del 40%, l’emissione di solventi è pari a circa 600 kg al giorno (25 kg/h). I risultati analitici alle emissioni forniscono invece una emissione pari a 15,25 kg/h (poco più del 60% del consumo stimato). Poichè un’analisi di emissioni, per quanto corrette possano essere la metodologia adottata e la rappresentatività del campione, è pur sempre una misura limitata nel tempo, risulta importante prendere in considerazione (come parametro di progetto) anche il dato dei consumi dichiarati. Tra le quattro offerte pervenute, solo la soluzione C prende in considerazione anche questo valore, fornendo dati di consumo anche su tale base. Da questo punto di vista, quindi, la soluzione C si direbbe la più attenta a quanto fornito dal richiedente.
La tecnologia di abbattimento
Dal punto di vista della tecnologia proposta, tutte e quattro le offerte concordano sul fatto che la combustione sia la tecnica preferibile per questo tipo di abbattimento: solo la soluzione D integra la combustione con una concentrazione preliminare del solvente (tecnologia di più recente diffusione che, così per come è configurata, porta ad una riduzione anche notevole dei costi di gestione, come evidenziato dalla voce “consumo di combustibile a regime”), mentre le altre tre soluzioni si rifanno alla più consolidata tecnica del combustore rigenerativo. Tra queste, solo la soluzione C opta per i 3 corpi di riempimento, mentre la A e la B sono del tutto equivalenti tra loro, preferendo 2 corpi di riempimento più la camera di compensazione dove inviare, per qualche secondo, l’aria contaminata durante il ciclo di inversione.
Rispetto alle prime due, la soluzione C risulta più costosa, in quanto necessita di un maggior quantitativo di materiale ceramico per il riempimento ed un surplus energetico per la presenza di un’aria di lavaggio che va anch’essa riscaldata e trattata.
Relativamente alla parte combustione, invece, la soluzione D è senz’altro la più semplice dal punto di vista di gestione e controllo del processo, in quanto l’unico parametro importante da tenere sotto controllo è la temperatura di combustione; per contro, può risultare più problematica la gestione e la messa a punto del ciclo di adsorbimento a mezzo zeoliti, a causa del maggior numero di parametri da controllare e della diversa natura delle sostanze da abbattere. Tra queste ultime, sono presenti due sostanze clorurate, il cui abbattimento per combustione non è indolore: la loro ossidazione infatti provoca la formazione di sottoprodotti anch’essi inquinanti e tossici (acido cloridrico e cloro libero), nonché corrosivi. Una loro eccessiva formazione comporta la necessità di un ulteriore dispositivo di abbattimento, a valle del combustore; dispositivo peraltro indicato (come opzionale) solo nelle offerte A e B.
Il dimensionamento dell’impianto
Tutte e quattro le offerte, nella loro individuale specificità, risultano corrette, sia per quanto riguarda i valori adottati per i parametri di processo, sia per quanto riguarda il calcolo dei consumi di combustibile. Ciò è senz’altro indicativo della professionalità e competenza delle quattro società interpellate.
Manca, a dire il vero, nelle soluzioni A e B, il valore effettivo della temperatura di combustione, parametro importante per avere una corretta informazione sull’efficienza di abbattimento del sistema, mentre riteniamo che il valore dichiarato per questo parametro nella soluzione C sia troppo basso, dovendosi trattare anche sostanze clorurate, pur a basse concentrazioni.
Le differenze riscontrabili per alcune voci, quali la potenzialità termica installata e la potenza del ventilatore, sono “fisiologiche” e dipendono dall’importanza che i singoli costruttori danno ad alcuni aspetti e funzionalità del proprio impianto: ad esempio, la differenza tra la potenzialità termica del bruciatore nella soluzione B rispetto alla C, può derivare dal fatto che, avendo quest’ultimo impianto una maggiore massa ceramica (circa 8 tonnellate rispetto a 10) da riscaldare negli avvii a freddo, l’impiantista abbia preferito potenziare il bruciatore per ridurre i tempi dell’operazione.
Per quanto concerne le garanzie alle emissioni, è da sottolineare come solo le soluzioni A e B la forniscano anche per i parametri HCl e/o Cl2, mentre solo la soluzione B menziona le polveri e nessuno dichiara la presenza di eventuali microinquinanti o sottoprodotti da combustione (diversi da CO e NOx).
La completezza delle informazioni
Dal punto di vista del complesso delle informazioni fornite al richiedente (e quindi della trasparenza della società impiantista), mediamente tutte e quattro le società interpellate hanno fornito un numero sufficiente di dati che possono permettere all’utilizzatore di effettuare una scelta abbastanza oculata; in particolare, la soluzione A è quella più ricca di informazioni relative ai dispositivi di controllo e sicurezza presenti sull’impianto. A questo proposito, è da rilevare che solo la soluzione C prevede un analizzatore di concentrazione a monte del combustore (importante per monitorare l’eventuale superamento del valore di LEL prefissato e, quindi, strumento importante dal punto di vista della sicurezza), mentre nessuna soluzione dichiara la presenza di un analizzatore di SOV al camino a monitoraggio del processo.
Per correttezza di informazione, si fa notare che le voci in bianco nella tabella comparativa stanno a significare che sull’offerta pervenuta, il dato relativo non è presente come informazione e non, necessariamente, che il parametro non sia stato considerato o che il componente non sia fisicamente presente sull’impianto proposto.
Suggeriamo pertanto all’utilizzatore interessato di chiedere ulteriori informazioni agli impiantisti sulle voci mancanti, al fine di avere un quadro completo delle proposte.
Il costo di investimento
Come ultima considerazione, qualche parola sui prezzi. Premesso che non necessariamente i prezzi di una offerta corrispondono esattamente alla qualità dell’impianto ed alla quantità di materiale e/o di soluzioni tecniche in esso presenti, ma sono ampiamente influenzate dalle politiche commerciali e dalla struttura organizzativa delle singole aziende e non solo, ci sembra di poter dire che le offerte sono pressochè allineate come valori, con l’unica parziale eccezione della soluzione D, di un 15% circa più cara delle altre. Per contro però, la soluzione D prevede consumi di combustibile dal 50% al 75% in meno rispetto alle altre tre.
Il prezzo della soluzione C, rispetto alla A e B, sembra giustificato dalla presenza di materiale ceramico in più (3 corpi di riempimento al posto di 2), dalla maggior potenzialità del bruciatore e dalla presenza di un dispositivo di filtrazione polveri, assente nelle altre due proposte. Infine, da rilevare il fatto che solo le soluzioni B e C prevedono anche un controllo analitico delle emissioni come parte integrante della fornitura.
CONCLUSIONI
Ovviamente, come è nostra consuetudine per questo tipo di comparazioni, non siamo interessati a dare un giudizio finale su quanto visionato, nè a scegliere l’impianto migliore rispetto alla richiesta di partenza: questo compito lo lasciamo volentieri a chi l’impianto lo dovrà acquistare e gestire.
Ci premeva invece presentare ai lettori un ulteriore esempio di come pensiamo che debbano svolgersi questo tipo di transazioni tecnico-commerciali, cioè nella maggior trasparenza possibile.
Quello qui presentato, pur non essendo l’optimum teorizzabile, è comunque un buon esempio di trasparenza, senz’altro perfettibile ma, riteniamo, di grande utilità per l’utilizzatore.
TABELLA COMPARATIVA
Il consumo qui riportato è dato con una concentrazione in ingresso pari a 8,5 g/Nm3, derivante dalla concentrazione delle SOV nel rotoconcentratore.
Le celle vuote della tabella indicano che la relativa voce non è stata specificata sull’offerta.
| Soluzione A | Soluzione B | Soluzione C | Soluzione D | ||
| DESCRIZIONE IMPIANTO | |||||
| Tipo | termico rigenerativo | termico rigenerativo | termico rigenerativo | rotoconcentratore + combustore termico | |
| Descrizione funzionamento | (presente/assente) | presente | presente | presente | presente |
| N. camere recupero calore | 2 | 2 | 3 | 1 | |
| Riempimento | (materiale; configurazione) | selle ceramiche | corpi ceramici | materiale ceramico | non applicabile |
| (volume; massa; spessore; sezione) | 16.000 kg tot | 14,72 m3; 9.568 kg; 1,8 m; 8,177 m2 cad. | non applicabile | ||
| Isolamento termico interno | (materiale; densità; spessore) | materassino ceramico | fibra ceramica; 128 kg/m3; 225 mm | fibra ceramica | |
| Isolamento termico esterno | (materiale; spessore) | presente | lana di roccia; 250-300 mm | ||
| Ventilatore principale | (tipo, materiale) | centrifugo radiale | centrifugo | centrifugo | |
| (potenza installata) | 45 kW | 37 kW | 30 kW | 30 kW (per rotoconc.) 4 kW (per combustore) | |
| (prevalenza) | 500 mm c.a. | 4.000 Pa (410 mm c.a.) | |||
| Camera di compensazione | (presente/assente) | presente | presente | non applicabile | non applicabile |
| Sistema di lavaggio torri | (presente/assente) | non applicabile | non applicabile | presente | non applicabile |
| Dispositivo filtrazione polveri | (presente/assente; tipo; materiale filtro) | assente | assente | presente | presente sul concentratore |
| Dispositivo lavaggio fumi | (presente/assente; tipo) | eventuale, per presenza solventi clorurati (escluso dal prezzo) | eventuale (escluso dal prezzo) | ||
| Dispositivo raffreddamento fumi | (presente/assente; tipo) | assente | assente | presente per riscaldo aria desorbimento zeoliti | |
| Sistema di controllo | (tipo) | PLC | relè o PLC | PLC | PLC |
| Camino di espulsione fumi | (presente/assente; altezza; diametro) | presente; 10 m | presente | presente | presente; 10 m |
| Potenza installata totale | 35 kW | 34 kW | |||
| PARAMETRI DI PROGETTO | |||||
| Portata aria effluente | 16.000 Nm3/h (5.000 Nm3/h min) | 16.000 Nm3/h | 16.000 Nm3/h | 16.000 Nm3/h (rotoconcentr.) 1.600 Nm3/h (combustore) | |
| Temperatura effluente | 60-80°C | 20°C | 22°C | 20°C (al rotoconc.) 30°C (al combustore) | |
| Portata oraria SOV | 16 kg/h | 16 kg/h | 25 kg/h | 14,4 kg/h (al rotoconc.) 13,6 kg/h (al combustore) | |
| Portata aria comburente | 1.100 Nm3/h | non applicabile | |||
| Portata aria lavaggio | non applicabile | non applicabile | 1.300 Nm3/h | non applicabile | |
| PCI solventi (stima) | 7.000 Kcal/kg | 7.000 Kcal/kg | |||
| PCI combustibile | 8.200 Kcal/Nm3 | 8.250 Kcal/Nm3 | 8.400 kcal/Nm3 | 8.300 Kcal/Nm3 | |
| Temperatura di combustione | 768 °C | 850°C | |||
| Temperatura massima di progetto | 1.050°C | ||||
| Temperatura minima di progetto | 720°C | 730°C | 750°C | 760°C | |
| Temperatura effluente al camino | 120-140°C | 80-120°C | 30-40°C | ||
| Tempo di permanenza | 0,6 s | > 0,6 s | 1 s | > 0,6 s | |
| Concentrazione max VOC ammessa | 6 g/Nm3 | ||||
| Volume camera di combustione | 33,2 m3 | 1,02 m3 | |||
| Efficienza di abbattimento SOV | > 98% | 95% | |||
| Rendimento recupero termico | > 95% | > 95% | > 90% | ca. 65% | |
| Durata e frequenza ciclo di inversione | 120 s | 90 s | 90-120 s | ||
| Temperatura massima esterna | 30°C ± 10°C superiore alla temperatura esterna | 60°C | |||
| Consumo combustibile (a regime) | 27 m3/h a 1 g/m3 0 m3/h (a 3 g/Nm3) | 15 Nm3/h a 1 g/Nm3 0 Nm3/h (a 2,2 g/Nm3) | 15-28 Nm3/h a 1 g/m3 0 m3/h (a 2 g/Nm3) | 6 Nm3/h (*) | |
| Consumo combustibile (in assenza di SOV) | 40 Nm3/h | 18 Nm3/h | |||
| Consumo combustibile 1° avviamento a freddo | 65 Nm3/h | ||||
| Consumo combustibile successivi avviamenti a a freddo (previsti: 1/sett) | 97 Nm3 | ||||
| Consumo combustibile in stand-by | 13 Nm3/h | ||||
| Potenza elettrica assorbita (a regime) | 35 kW | 33 kW | 22 kW | 24,72 kW | |
| Consumo aria compressa | 15 l/min | 5 Nm3/h max | |||
| Altri consumi | |||||
| Emissione SOV | limiti regionali | limiti DM 12/7/90 | 75 mg/Nm3 COT | 50 mg/Nm3 COT | |
| Emissione NOx | < 100 mg/m3 | limiti DM 12/7/90 | 350 mg/Nm3 | 100 mg/Nm3 | |
| Emissione CO | limiti regionali | limiti DM 12/7/90 | 100 mg/Nm3 | ||
| Emissione polveri | limiti DM 12/7/90 | ||||
| Tenore di Ossigeno al camino | 18,50% | ||||
| Emissione HCl e/o Cl2 | limiti regionali | limiti DM 12/7/90 | |||
| Presenza microinquinanti | |||||
| Rifiuti prodotti | (qualità; quantità) | ||||
| CARATTERISTICHE BRUCIATORE | |||||
| Tipo e numero | (modulante/non modulante) | modulante | 1 modulante | 1 modulante | 1 modulante |
| Potenzialità termica | 380 kW | 450.000 kcal/h (520 kW) | 555.000 kcal/h (645 kW) | 182.000 kcal/h (212 kW) | |
| Modulazione | 10/100 % | ||||
| Aria comburente | (esterna /di processo /altro) | esterna | esterna | di processo | |
| Ventilatore aria comburente | (presente/assente) | presente | presente | non applicabile | |
| (potenza) | non applicabile | ||||
| Combustibile | metano | metano | metano | metano | |
| Portata massima combustibile | 22 Nm3/h | ||||
| CONTROLLI E SICUREZZE | |||||
| Dispositivi controllo bruciatore | presenti | presenti | presenti | ||
| Dispositivi controllo tenuta valvole bruciatore | presente | ||||
| Pressostati sicurezza bruciatore | presenti | presenti | presenti | ||
| Fine corsa valvole aria | presente | ||||
| Dispositivo bassa portata effluente | presente | ||||
| Analizzatore LEL a monte | assente | assente | presente | ||
| Analizzatore SOV al camino | assente | assente | |||
| Termostati controllo combustione e fumi | presenti | presenti | presenti | presenti | |
| Regolazione portata effluente | presente | presente | presente | ||
| Controllo intasamento filtro polvere | non applicabile | non applicabile | |||
| Dispositivo rompifiamma | |||||
| ALTRI DATI | |||||
| Livello rumorosità impianto | 82 dB(A) | < 85 dB(A) | < 80 dB(A) | 85 dB(A) | |
| Dimensioni di ingombro | 7.000mm x 4.000mm x 4.000mm | d=1,6 m; l=4,3 m (combustore) 2.450mm x 2.390mm x 2.550mm | |||
| Garanzia apparecchiature e componenti | 12 mesi | 12 mesi | 6-12 mesi | 12 mesi | |
| Collaudi previsti | funzionale | funzionale + analitico emissioni | funzionale + analitico emissioni | funzionale | |
| Prezzo della fornitura (€) | 410.000.000 | 427.600.000 | 433.000.000 | 489.000.000 | |
