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Recupero di calore (tra cui MVR e pompe di calore)
Migliori tecniche disponibili (BAT)
La BAT consiste nell'ottimizzare i processi di essiccazione, separazione e concentrazione e nel cercare di abbinare, ai normali processi termici, un pretrattamento basato sulla separazione meccanica.
Breve descrizione tecnica
L'essiccazione è un processo che molto spesso richiede alte temperature, grazie alle quali è possibile recuperare cascami termici:
- sia direttamente, ovvero quando il processo di essiccazione avviene tramite impiego di aria calda come fluido di riscaldamento, situazione in cui è possibile:
- miscelare il fluido caldo in uscita con l'aria comburente in ingresso al bruciatore
- nel caso in cui il fluido in uscita contenga troppe impurità (polveri, umidità, ecc.), recuperare calore da quest'ultimo attraverso uno scambiatore intermedio e preriscaldare così il prodotto da essiccare o l'aria comburente
- sia indirettamente, utilizzando la ricompressione meccanica del vapore (MVR) per comprimere il fluido allo scarico, soprattutto quando il fluido di riscaldamento è vapore surriscaldato.
In questa sezione verrà trattato soltanto il recupero per via diretta.
Il processo di concentrazione per evaporazione, accoppiato alla MVR (ricompressione meccanica del vapore) o a una pompa di calore, è una tecnica altamente efficiente per il trattamento delle acque reflue. In particolare questa tecnica consente di ridurre in maniera significativa i volumi di acqua reflua inviati al trattamento nonché i costi ad esso associati, incrementando inoltre il ricircolo di acqua.
Per far evaporare una tonnellata d'acqua, sono necessari 700-800 kWh di energia. Questo fabbisogno può essere ridotto sensibilmente adottando soluzioni di recupero termico quali pompe di calore, ricompressione meccanica del vapore o effetti combinati evaporatore-RVM.
Benefici ambientali conseguibili
Minimizzazione del consumo di energia.
Effetti collaterali
Il preriscaldo dell'aria a monte del bruciatore può avere effetti sul processo di essiccazione in quanto modifica il contenuto di umidità dei fumi di combustione. In tali casi potrebbe essere richiesto un sistema di controllo dell'umidità. Inoltre, in assenza di scambiatori di calore intermedi, il flusso può subire la contaminazione di eventuali inquinanti.
La concentrazione delle acque reflue potrebbe rendere necessarie modifiche sulla gestione dell'impianto e delle relative tipologie di trattamento adottate (per esempio le caratteristiche del refluo potrebbero non essere più conformi alla normativa in materia di scarichi idrici).
Dati operativi
- Il risparmio di energia aumenta al diminuire della temperatura dell'aria ambiente (per es. durante la stagione invernale)
- Il risparmio energetico atteso è pari almeno al 5%.
Applicabilità
Questa tecnica può essere applicata a quasi tutti gli essiccatori convettivi ad aria calda (tunnel, forno, tamburo, ecc.). Occorre tuttavia prestare attenzione alla regolazione del bruciatore e al corretto dimensionamento dei vari componenti: ventilatori, diametri delle tubazioni, valvole di regolazione e scambiatori di calore se presenti. Qualora l'essiccatore sia alimentato da gas di combustione, per lo scambiatore è d'obbligo l'impiego di acciaio inox, per evitare la corrosione da condense acide legate al contenuto di SO2 nei fumi.
Fattori economici
Il tempo di ritorno dell'investimento è affetto da variabilità molto alta e dipende da diversi fattori come il prezzo dell'energia, la capacità evaporativa dell'essiccatore e le ore di funzionamento. In tali casi è doveroso includere nell'analisi vari scenari di costo dell'energia.
Fattori chiave per l'implementazione
Risparmio economico derivante dalla minor spesa energetica.
Esempi applicativi
Essiccazione della polpa di barbabietola (Cambrai, Francia): recupero termico dai gas esausti.
Migliori pratiche
Ricompressione meccanica del vapore
ZF Lemförder Mecacentre produce diversi componenti per l'industria automobilistica (giunti a sfera per sospensioni e sterzo, piantoni per lo sterzo, ecc.). Nel 1998, durante il processo di implementazione della certificazione ISO 14001, l'azienda ha installato un evaporatore MVR per concentrare l'acqua di lavaggio per la pulizia dei pezzi.
Le apparecchiature installate riescono a concentrare più di 120 litri di acque reflue all'ora con una potenza di 7,2 kW, permettendo il ricircolo nel ciclo produttivo di 20-25 m3 di acqua purificata al mese. Il residuo liquido concentrato viene poi inviato ad un impianto di trattamento dedicato.
- costo dell'investimento: 91.469 €
- risparmio annuo ottenuto: 76.224 €
- tempo di ritorno dell'investimento: 14 mesi