Filtri di innovativa progettazione
I sistemi di depurazione del particolato del gas caldo attualmente utilizzati si avvalgono di un filtro ceramico a candela, oppure, meno frequentemente, di filtri singoli più piccoli, con struttura a nido d'ape. Tuttavia, queste tecnologie non assicurano sempre una rimozione efficace ed economica del particolato, con ripercussioni che comprendono guasti meccanici dovuti all'accumulo di cenere. Altri problemi posti da questi sistemi riguardano la compatibilità dei materiali e la stabilità termica. Pur offrendo un'elevata resistenza meccanica, raramente i filtri singoli con struttura a nido d'ape presentano un diametro superiore ai 500mm. Per questo motivo, assemblando diversi filtri separati e racchiudendoli in un recipiente o contenitore - andando a costituire un'unica, grande unità di filtraggio - è stata realizzata una gigantesca struttura a nido d'ape. Tale struttura funziona come un normale filtro singolo a nido d'ape, ma garantisce un utilizzo più efficiente del volume. Nello specifico, il consorzio europeo ha progettato un sistema di depurazione del particolato del gas caldo integrando nel filtro di nuova progettazione, tre avanzati materiali ceramici ad alta temperatura, appositamente fabbricati: carburo di silicio, cordierite ad elevata resistenza e titanato d'alluminio. Tale progettazione permette di soddisfare specifiche esigenze, tra cui quella di risolvere i problemi posti dall'attuale tecnologia a candela, come i guasti meccanici derivanti dall'accumulo di cenere, che comportano la rottura del sistema e costosi tempi d'arresto e interventi di riparazione. La nuova tecnologia consente, inoltre, di aumentare la stabilità termica e la compatibilità dei materiali, nonché di realizzare unità molto compatte. Quest'obiettivo è stato raggiunto aumentando il rapporto volume/superficie del filtro e riducendone il peso complessivo. Nell'ambito del progetto, inoltre, è stato possibile sviluppare, a costi di fabbricazione ridotti, un mezzo filtrante ad elevata efficienza di filtraggio e a bassa perdita di carico. Il consorzio ha osservato che la progettazione di tubi assemblati in un'unica, enorme struttura a nido d'ape risulta estremamente efficace ed offre svariati vantaggi nella progettazione dei filtri. Innanzitutto, a freddo, non si verificano incrostazioni di cenere tra gli elementi del filtro, né cricche termiche sulla struttura. Le sollecitazioni meccaniche, inoltre, non vengono trasmesse agli altri elementi ed è possibile effettuare la fabbricazione su vasta scala. Le dimensioni del filtro possono anche essere adeguate alle specifiche esigenze del cliente, fattore che rende il sistema estremamente flessibile. In sostanza, questo filtro compatto per gas caldo ha permesso al consorzio di raggiungere con successo tutti gli obiettivi prefissati e di sviluppare, testare, perfezionare e convalidare i tre materiali ceramici. I vantaggi offerti da questo sistema potrebbero renderlo ampiamente commercializzabile nelle stazioni di servizio, negli stabilimenti industriali e di incenerimento dei rifiuti.
