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I rivestimenti costituiti da nanoparticelle facilitano la ripulitura dei filtri

Le industrie moderne sono sempre più alla ricerca di nuovi mezzi di depurazione dei filtri per gas. Oltre ad essere molto costosi, questi metodi comportano la generazione di sottoprodotti pericolosi per l'ambiente, soprattutto durante i processi di recupero dell'energia, utilizzati, ad esempio, per i rifiuti solidi urbani. Da oggi è possibile ridurre i costi ed aumentare l'efficienza del processo di depurazione grazie ad un metodo innovativo ed ecologico basato sull'impiego di rivestimenti costituiti da nanoparticelle.

Energia

Oggigiorno, le fonti di energia rinnovabile sono divenute assolutamente essenziali per la nostra società, caratterizzata da un elevato consumo energetico. I metodi moderni ed ampiamente riconosciuti per il recupero di energia (in particolare quelli utilizzati per i rifiuti solidi urbani) si basano perlopiù sulla combustione, processo che comporta la creazione di sottoprodotti potenzialmente dannosi per l'ambiente. Per rimuovere le particelle dei gas di scarico occorre abbassare le elevate temperature necessarie per il funzionamento dell'inceneritore. Questo processo di raffreddamento, oltre ad essere molto oneroso, comporta la produzione di gas acidi, diossina e altre sostanze dannose. Il conseguente incremento della spesa per il controllo della contaminazione, pertanto, provoca un aumento dei costi operativi dell'inceneritore. Nell'ambito del progetto, è stato adottato un approccio multidisciplinare volto a sviluppare metodi di filtraggio dei gas caldi per impedire la sintesi delle diossine e ridurre la tossicità dei gas. A tal fine, sono state elaborate soluzioni tecniche nuove ed efficaci che consentono di rimuovere gli agenti bloccanti, come la cenere volatile, a tali elevate temperature (circa 800° C). Questi metodi, appropriati e di facile uso, simili a tecniche di pulizia pulse-jet, vacuum pulse o CPP (coupled re-cleaning), possono essere impiegati per pulire le candele ceramiche filtranti. I risultati di questo progetto hanno consentito di avviare la produzione e manipolazione dei rivestimenti in nanoparticelle per le candele ceramiche filtranti, impiegabili nei processi di filtraggio di gas a temperature elevate. I rivestimenti costituiti da membrane e da nanoparticelle ottimizzano la resistenza della superficie, poiché creano una membrana microporosa sulle superfici del filtro che, riducendo l'emissione di composti organici dannosi, ne facilita la ripulitura. L'impiego di tali rivestimenti permette nel contempo di ridurre i costi operativi e, quindi, di accrescere il potenziale di recupero di calore e la generazione di elettricità. I rivestimenti costituiti da nanoparticelle sono stati applicati mediante due metodi: una speciale tecnica basata sull'impiego di nanoparticelle disperse ed un'innovativa tecnica al plasma in camera a pressione atmosferica, la quale ha permesso non solo di produrre le nanoparticelle, ma anche di applicarle. Gli esperti di materiali hanno studiato la morfologia dei rivestimenti prodotti mediante le due tecniche, utilizzando un modello Dust in grado di simulare la normale dinamica dei gas nei rifiuti solidi urbani. I risultati hanno mostrato che i rivestimenti applicati mediante la tecnica al plasma a pressione atmosferica consentono di migliorare la ripulitura dei filtri e di ridurre del 57 per cento la perdita di carico durante il processo. Inoltre, si è notato che, se arricchite con solfato di calcio, le particelle possono ottimizzare il processo di rimozione dei cosiddetti filter cake. Nel complesso, i risultati hanno dimostrato il potenziale di industrializzazione del metodo proposto. Sull'altra sponda dell'Atlantico, sono stati investiti circa 20 milioni di dollari per la costruzione di impianti pilota a filtro caldo per sistemi di combustione pressurizzata, in letto fluidizzato. L'eccellente metodo europeo di filtrazione a temperature elevate, messo a punto nell'ambito del progetto e basato sull'utilizzo di filtri ceramici, potrebbe ottenere la certificazione BATNEEC (Best Available Techniques Not Entailing Excessive Cost), assegnata alle migliori tecnologie disponibili e non eccessivamente onerose, per il trattamento dei gas caldi derivanti dall'incenerimento dei rifiuti solidi urbani e dai processi connessi.

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