Impianti depurazione polveri: requisiti e prestazioni

31 Maggio 2018

Impianti depurazione polveri: una norma UNI utile per scegliere l’impianto giusto

IMPIANTI DEPURAZIONE POLVERI

Dopo la norma 10996 “Impianti di abbattimento dei composti organici volatili – Criteri e requisiti per l’ordinazione, la fornitura, il collaudo e la manutenzione”, il Gruppo di lavoro 7 della Commissione Ambiente (composto da enti pubblici, associazioni private, industrie ed utilizzatori) ha elaborato la norma “Impianti di abbattimento polveri, nebbie oleose, aerosol e VOC – Requisiti minimi prestazionali e di progettazione”, suddivisa in due parti:
– depolveratori;
– impianti di trattamento VOC.
A differenza della precedente, il cui scopo era la regolamentazione dei rapporti tra committente e fornitore in un’ottica di trasparenza, questa norma tecnica ha l’obiettivo di fornire un riferimento, per gli utilizzatori e i costruttori di impianti di abbattimento, che consenta loro di progettare ed utilizzare impianti che corrispondano a requisiti prestazionali e tecnici di elevata compatibilità ambientale.

DEPOLVERATORI A SECCO

La prima parte, sui depolveratori a secco a matrice filtrante, si applica ai processi industriali che emettono particolato in atmosfera, ad esclusione delle applicazioni relative al condizionamento ed alla ventilazione degli ambienti. La norma tratta specificamente di quelle tipologie di filtri che hanno una matrice filtrante; non sono quindi trattati (ma potranno essere oggetto di una o più altre parti della norma) i cicloni, le camere di calma, i filtri elettrostatici, eccetera. Questa prima parte si applica invece a differenti tipologie impiantistiche così suddivise: filtri a maniche e a cassetto, filtri a tasche, a cartuccia, a pannelli e filtri sinterizzati, rifacendosi in parte e ampliando quanto già presente nella UNI 10861 “Depolveratori a tessuto”. La norma prevede, oltre ad una sezione introduttiva e una dedicata agli scopi della norma stessa, una serie di capitoli così suddivisi.
Il capitolo 2, “Riferimenti normativi”, contiene la specificazione della legislazione citata nel testo.
Nel capitolo 3, “Termini e definizioni”, vengono specificati alcuni dei termini tecnici contenuti nel testo.
Nel capitolo 4, “Principi di funzionamento e classificazione”, vengono presentati a grandi linee i meccanismi fisici della filtrazione e alcune caratteristiche relative all’impiantistica industriale.

Sonda triboelettrica

Requisiti minimi progettuali

Vengono indicati i parametri principali che devono necessariamente essere presi in considerazione nella progettazione di un depolveratore a secco e, ove possibile, vengono indicati gli intervalli numerici ottimali per ottenere i requisiti minimi prestazionali indicati al capitolo successivo. In particolare, i parametri principali da prendere in considerazione sono: le caratteristiche qualitative e quantitative, nonché la distribuzione dimensionale, del particolato solido da filtrare; le caratteristiche qualitative e quantitative dell’effluente aeriforme (portata oraria, temperatura e umidità, altre sostanze presenti); la velocità di attraversamento ed il carico superficiale per la matrice filtrante; il tipo e le caratteristiche della matrice filtrante. In questo capitolo vengono anche indicate le applicazioni più idonee per ogni tipo di matrice filtrante.

Requisiti minimi prestazionali

Vengono indicati, ove applicabile, i valori minimi al di sotto dei quali le prestazioni dell’impianto non soddisfano i requisiti di elevata compatibilità ambientale. Tali valori sono desunti dalla letteratura tecnica e scientifica e dalla esperienza della pratica impiantistica.In particolare, i parametri presi in considerazione sono: efficienza, grado e capacità di filtrazione (o capacità di accumulo); concentrazione di particolato solido al camino; sistemi di controllo.

Costi di gestione

Vengono individuati tutti i parametri significativi che servono per la determinazione di un costo di gestione unitario (inteso come costo per kg di polvere trattata), utile per la eventuale comparazione tra differenti sistemi filtranti.

Garanzie

Vengono individuate le voci che l’impiantista deve garantire nel contratto di fornitura. Queste voci sono: durata minima degli elementi filtranti; limite alle emissioni stabilito dall’autorità competente; classe di comportamento alla fiamma.

SISTEMI DI MONITORAGGIO DELLE POLVERI

In corso di elaborazione della norma, si è sviluppato un interessante dibattito in merito ai sistemi di controllo delle prestazioni degli impianti, previsti al capitolo 6. In particolare, è scaturita in maniera decisa la necessità di differenziare le funzioni di due categorie di strumenti: il pressostato differenziale e i rilevatori di polveri. Finora, nella normativa ambientale (soprattutto regionale) e/o nelle norme tecniche di alcuni settori, nei casi in cui viene prescritto e/o consigliato un dispositivo di controllo di processo, lo strumento preso in considerazione è sempre stato il pressostato differenziale, il cui scopo è quello di rilevare e segnalare il raggiunto grado di intasamento del filtro, al fine di procedere alla sua sostituzione o pulizia; esso però è stato erroneamente considerato come funzionale anche al rilevamento di eventuali perdite, guasti o rotture degli elementi filtranti, assegnandogli quindi un compito di controllo delle emissioni non suo. Questo perché, basandosi sul rilevamento della differenza di pressione a monte e a valle del filtro, si è inteso che lo strumento indicasse l’intasamento di quest’ultimo quando il valore del deltaP supera un valore prestabilito, mentre indicasse un’avaria quando il delta P diminuisce. Dal punto di vista teorico, il ragionamento sarebbe valido se la diminuzione della perdita di carico che il pressostato registra a seguito di una pulizia fosse distinguibile da quella dovuta a una lacerazione. E’ comunque impossibile stabilire un set-point Delta-P per allarme guasto, sia perché le perdite di carico variano con la quantità di polveri nell’impianto, sia per il loro aumento graduale dovuto all’invecchiamento degli elementi filtranti. Pertanto se è vero che l’indicazione dell’intasamento viene espletata dal pressostato senza difficoltà, altrettanto non può dirsi per il rilevamento delle perdite; infatti, poiché quello che più conta, in caso di anomalia di funzionamento, è che non vengano comunque superati i limiti ammessi per le emissioni di polveri in atmosfera, succede spesso che anche un foro di piccole dimensioni (che non provoca significative variazioni nelle perdite di carico del sistema) possa portare al superamento dei suddetti limiti.

Pressostato differenziale

Poiché i pressostati differenziali comunemente utilizzati non sono sufficientemente sensibili a variazioni di così lieve entità, questa funzione non può essere espletata con sufficiente garanzia di successo; strumenti con la necessaria sensibilità hanno costi molto elevati e non risultano quindi economicamente proponibili. E’ per questa serie di motivi che taluni impiantisti hanno adottato apparecchiature differenti, in grado di rilevare direttamente la presenza di polveri a valle del filtro, a costi accettabili. Tali strumenti, denominati genericamente “rilevatori di polveri”, possono essere di vario tipo (sostanzialmente suddivisibili in due “famiglie”: triboelettrici e ottici) e, nella loro configurazione “base”, sono di fatto dei sensori a soglia di intervento fissa, in grado di fornire una segnalazione o di espletare una funzione attiva (sospensione del ciclo o esclusione del filtro in avaria) al superamento del valore di valore di taratura. Tali apparecchiature quindi non sono in alternativa al pressostato differenziale, ma sono ad esso complementari, poiché svolgono una funzione diversa, ma ugualmente importante, per il controllo del corretto funzionamento e delle prestazioni del dispositivo filtrante. E’ per questa ragione che sono entrambi inseriti tra le prescrizioni della norma UNI, relativamente ai requisiti minimi impiantistici. Va altresì precisato che il rilevatore di polveri appena descritto, non deve essere automaticamente inteso anche come strumentazione per il controllo in continuo delle emissioni ed il rispetto dei limiti. In tale accezione, infatti, l’eventuale strumento di misura (analizzatore di concentrazione) deve essere conforme alla metodologia prevista dalla vigente normativa (UNI EN 13284) oppure, in caso di strumentazione alternativa, deve comunque sottostare ad una serie di procedure di validazione che non sono applicabili ai rilevatori di polveri di cui stiamo parlando. Il controllo in continuo delle emissioni va quindi effettuato con una strumentazione più sofisticata (e dunque più costosa); in taluni casi (ad esempio in alcune apparecchiature triboelettriche), lo stesso strumento, realizzato in modo più sofisticato, opera entrambe le funzioni di rilevatore di perdite e di analizzatore di concentrazione. Riassumendo e prestando attenzione anche al fattore economico, dunque, i sistemi di filtrazione delle polveri devono essere necessariamente dotati (requisito minimo) di pressostato differenziale e di rilevatore di polveri, eventualmente accompagnati dall’analizzatore di concentrazione.

Rilevatore di polveri ottico