Principi di funzionamento / 1
Meccanismi di cattura di particolati / 1
- I sistemi “wet scrubber” rimuovono le particelle dalla corrente gassosa inglobandole in gocce di liquido o in lamine liquide provvedendo, successivamente, a separare la fase liquida dal gas.
- I principali parametri che influenzano il processo di cattura del particolato sono:
i. dimensioni del particolato
ii. dimensioni delle gocce
iii. velocità relative tra particolati e gocce - In generale particolati più grandi sono anche più semplici da catturare.
Principi di funzionamento / 2
Meccanismi di cattura di particolati / 2
- L’efficienza di cattura da parte della nube di gocce aumenta al diminuire delle dimensioni delle gocce e al crescere della loro densità. La maggiore energia da fornire per generare dispersione di gocce molto fini e dense giustifica l’affermazione precedente secondo la quale a maggiore efficienza corrisponde maggiore consumo di energia.
- Inoltre una velocità relativa più grande tra la corrente gassosa (ed il particolato presente in essa) e le gocce di liquido favorisce una migliore cattura.
Principi di funzionamento / 3
Meccanismi di cattura di inquinanti gassosi
- La cattura degli inquinanti gassosi avviene attraverso un meccanismo di dissoluzione nel liquido.
- è necessario che il gas da eliminare sia solubile nel liquido.
- eventualmente è possibile aggiungere degli additivi al liquido in maniera da incrementare la solubilità.
- In questo caso la configurazione aerodinamica deve essere tale da garantire un elevato grado di miscelamento tra le due fasi per un tempo di residenza sufficientemente lungo da garantire una soddisfacente dissoluzione del gas nel liquido.
interazioni particelle-gocce / 1
impatto
le particelle tendono a seguire le linee di flusso del gas tanto più quanto più esse sono piccole. In funzione delle dimensioni relative di gocce e particelle e della loro velocità relativa si può avere una certa frequenza di impatto sulle gocce. Il numero indicativo di tale possibilità è il numero di Stokes:
- La possibilità di impatto cresce via via che le particelle sono di dimensioni maggiori e la velocità relativa è più alta a causa della loro minore disponibilità a seguire le linee di flusso del gas. Inoltre gocce più piccole favoriscono l’impatto.
- L’impatto è il meccanismo predominante di raccolta per velocità del gas maggiori di 0.3 m/s e particelle di dimensioni microniche
interazioni particelle-gocce / 2
Diffusione
- Particelle molto piccole (con diametri inferiori a 0.1 µm) tendono mediamente a seguire le linee di flusso del gas attorno alle gocce. Per tale motivo la loro probabilità di impattare inerzialmente sulle gocce è estremamente bassa ed il meccanismo precedente è per esse sostanzialmente inattivo.
- D’altra parte tali particelle sono soggette a rilevanti moti casuali causati dalla loro interazione con le molecole di gas (moti Browniani). Tale moto casuale permette alle particelle di diffondere nel gas in maniera indipendente dalle linee di flusso del campo di moto del gas stesso. Ciò rende possibile un loro impatto con le gocce di liquido.
- In pratica per particelle molto piccole (ed in opportune condizioni) tale modalità di cattura è la più rilevante.
interazioni particelle-gocce / 3
Altri meccanismi di interazione
- Un andamento dell’efficienza di cattura in funzione delle dimensioni delle gocce è riportato a lato.
- Per particelle con diametri compresi tra 0.1 e 1 µm nessuno dei meccanismi citati garantisce una efficiente rimozione.
- Per tale motivo vengono utilizzati alcuni meccanismi ausiliari di cattura, che siano efficienti in tali campi di dimensioni, quali i sistemi elettrostatici
e le tecniche di condensazione di vapor d’acqua sulle particelle. In entrambi i casi si cerca di accrescere le dimensioni delle particelle da catturare in modo da facilitarne l’impatto sulle gocce di acqua.
Parametri di controllo
Caduta di pressione
- Uno dei parametri maggiormente usati per la definizione delle prestazioni di uno scrubber è costituito dalla caduta di pressione che lo caratterizza. Essa è definita come la differenza tra la pressione statica della corrente gassosa alla sezione di ingresso dello scrubber e la pressione statica alla sezione di uscita.
- Generalmente per la rimozione di particolati si utilizzano cadute di pressioni maggiori di quelle utilizzate per la rimozione di inquinanti gassosi.
Rapporto Liquido/Gas
- Un altro parametro comunemente riportato per i wet scrubber è il valore del rapporto (L/G) tra la portata di liquido e quella di gas.
- Generalmente per la rimozione di particolati si usano rapporti L/G inferiori a quelli utilizzati per la rimozione di inquinanti gassosi.