EE-Metal
Bruciatori recuperativi e rigenerativi
Migliori tecniche disponibili (BAT)
La BAT consiste nell'ottimizzare l'efficienza energetica della combustione mediante tecniche opportune.
Breve descrizione tecnica
Uno dei principali problemi dei forni industriali di processo è rappresentato dalle perdite di energia. Con le tecnologie convenzionali circa il 70% dell'energia in ingresso viene dispersa attraverso i fumi al camino, che possono raggiungere temperature vicine ai 1300 °C. Va da sè quindi che nei processi ad alta temperatura (dai 400 ai 1600 °C) eventuali interventi di efficienza energetica possano giocare un ruolo molto importante nel bilancio complessivo dell'attività produttiva.
A tal proposito sono stati progettati e sviluppati bruciatori recuperativi in grado di sfruttare il calore residuo dei fumi per preriscaldare l'aria comburente attraverso uno scambiatore di calore. Rispetto a un sistema tradizionale, si stima che un bruciatore recuperativo possa far risparmiare circa il 30% di energia.
Sistemi di questo genere consentono tuttavia il preriscaldo dell'aria comburente fino ad un massimo di 550-600 °C e sono applicabili soltanto ai processi ad alta temperatura (700-1100 °C).
I bruciatori rigenerativi invece operano a coppie e funzionano secondo il principio dell'accumulo di calore sul breve termine attraverso rigeneratori ceramici. Sono in grado di recuperare l'85-90% del calore contenuto nei fumi, andando a preriscaldare l'aria comburente a temperature molto elevate, che possono arrivare fino a 100-150°C al di sotto della temperatura di funzionamento del forno. I bruciatori rigenerativi sono adatti per processi con temperature comprese tra 800 e 1500 °C e permettono un risparmio di combustibile superiore al 60%.
Esistono inoltre bruciatori recuperativi e rigenerativi con l'innovativa tecnologia HiTAC (bruciatori flameless), caratterizzata da una temperatura di fiamma omogenea senza picchi locali di temperatura sull'intera area di combustione del bruciatore.
Benefici ambientali conseguibili
Risparmio energetico.
Effetti collaterali
Un problema importante legato all'impiego delle tecnologie recuperative/rigenerative è rappresentato dall'aumento delle emissioni inquinanti nei fumi rispetto ai bruciatori tradizionali.
La formazione di NOx, per i carburanti non contenenti azoto, è fondamentalmente una funzione della temperatura, concentrazione di ossigeno e tempo di residenza. A causa di alte temperature dell'aria preriscaldata e il tempo di permanenza, fiamme convenzionali hanno temperatura di picco alto che porta ad per aumentare fortemente le emissioni di NOx.
Dati operativi
Nella fornace industriale, l'aria di combustione può essere ottenuto a temperature di 800 – 1350 ° C utilizzando un alto rendimento scambiatore di calore. Ad esempio, un moderno scambiatore di calore rigenerativo commutato al ciclo alto può recuperare fino al 90% dei cascami di calore. Così, si ottiene un consistente risparmio energetico.
Applicabilità
Tecnologia ampiamente utilizzata.
Fattori economici
Il punto debole di questi bruciatori è rappresentato dal costo di investimento. Infatti il maggiore costo di investimento iniziale è raramente compensato dalla semplice diminuzione della spesa energetica. Di conseguenza la maggiore produttività del forno e le minori emissioni di ossidi di azoto rappresentano fattori importanti da prendere in considerazione in una eventuale analisi costi-benefici.
Fattori chiave per l'implementazione
Maggiore produttività del forno e riduzione delle emissioni di ossidi di azoto.
Esempi applicativi
Tecnologia ampiamente utilizzata.