I sistemi di trattamento fumi per le caldaie a biomassa legnosa

Le tecnologie dei sistemi di trattamento fumi trattengono il particolato generato dalla combustione della biomassa legnosa e rendono le caldaie ambientalmente sostenibili

• Caldaie a biomassa legnosa: il pericolo del particolato
• Caldaie a biomassa legnosa: i differenti sistemi di trattamento dei fumi
• Ciclone e multiciclone
• Filtro a maniche
• Filtro elettrostatico

“Per anni sono stati installati generatori di scarsa qualità senza sistemi di filtrazione e dando la possibilità di bruciare combustibile non normato. È pubblicità negativa per il settore che inficia gli sforzi dei costruttori che si battono per installare generatori di elevata efficienza e tecnologie ambientalmente sostenibili”.

Caldaie a biomassa legnosa: il particolato è nemico della sostenibilità ambientale

Caldaie a biomassa legnosa: i differenti sistemi di trattamento dei fumi

Le tecnologie di trattamento dei fumi per l’abbattimento delle polveri hanno seguito un’evoluzione tecnologica che oggi consente agli impianti a biomassa di funzionare in modo “pulito”, senza provocare danni alla salute a causa del particolato emesso. Ne esistono diverse, che possono funzionare in alternativa o in combinazione e Viessmann, con le sue caldaie industriali a biomassa legnosa, è in grado di fornirle tutte, in base alle esigenze. Ecco i principali sistemi di trattamento fumi.

• Ciclone e multiciclone. Viene generalmente utilizzato come sistema di pre-abbattimento ed è sempre integrato nelle caldaie industriali evolute come quelle vendute da Viessmann, ma non fornisce garanzie sull’abbattimento totale delle polveri. È però importante in quanto abbatte anche le scintille e prepara per lo stadio di filtrazione successivo. Il principio di funzionamento di un ciclone si basa sul distacco delle particelle grossolane dato dalla forza centrifuga derivante dal flusso vorticoso all'interno del ciclone, che spinge le stesse particelle sulle sue pareti. Il ciclone viene dimensionato sulla base della portata dei fumi in ingresso, quindi in funzione del tipo di caldaia. Se la portata dei fumi è elevata, si prevede generalmente un sistema multiciclone composto da più cicloni in parallelo. È importante sottolineare che l’efficienza di un ciclone varia molto in funzione della potenza erogata dalla caldaia e, di conseguenza, della portata e velocità dei fumi al suo interno. Inoltre, influisce molto la qualità della biomassa utilizzata, da cui dipende il livello di granulometria e concentrazione delle polveri in ingresso (leggi anche Riscaldamento industriale a biomassa legnosa).
  
  
• Filtro a maniche. Per avere garanzie aggiuntive sull’abbattimento delle polveri, rispetto a quelle offerte dal ciclone, è necessario installare un secondo sistema di filtrazione. Uno dei più diffusi è il sistema con filtro a maniche, che blocca il passaggio delle polveri attraverso un vaglio meccanico costituito da elementi filtranti in tessuto, che vengono ciclicamente ripuliti attraverso getti di aria compressa. I filtri a maniche sono di vario tipo, proprio in funzione del materiale filtrante. Con le caldaie a biomassa che generano fumi ad alta temperatura servono in ogni caso filtri a maniche di ottima qualità che resistono a tali condizioni. La durata delle maniche dipende dalla temperatura di lavoro e dai componenti chimici presenti nel gas da trattare; il deterioramento della manica determina ostruzione del tessuto e un aumento delle perdite di carico del filtro, con un incremento dei consumi elettrici del ventilatore. La sostituzione periodica delle maniche, quindi, è fondamentale, fatto che aumenta i costi di manutenzione. Tra i principali materiali utilizzati per la produzione delle maniche filtranti vi sono le fibre aramidiche che supportano temperature di picco tra i 160 e i 180 °C, e tecnopolimeri come PPS o PTFE che resistono fino a 280 °C.
  
  
• Filtro elettrostatico. Un altro sistema abbattimento delle polveri secondario è filtro elettrostatico, o elettrofiltro; funziona grazie alla creazione di un forte campo elettrico che ionizza il gas dentro il quale viaggiano le polveri, che sono quindi attratte dalla superficie dove sono posizionati gli elettrodi di raccolta: qui le polveri vengono imprigionate e poi rimosse con metodo a secco, tramite vibrazioni o spazzole. Il filtro elettrostatico ha importanti vantaggi: è meno delicato rispetto al filtro a maniche e può lavorare con un range di temperature più elevato (fino a 300 °C di picco). Vanta, inoltre, un’elevata efficienza di rimozione delle polveri (superiore al 90%) anche con granulometrie molto fini e, contrariamente al filtro a maniche, è resistente alle scintille; per contro è caratterizzato da ingombri non trascurabili perché necessita di flussi d’aria con velocità abbastanza contenute, generalmente non superiore a 1,5 m/s, e questo comporta la presenza di più sezioni per la realizzazione del sistema. Il vantaggio principale, rispetto ai filtri a maniche, è che le perdite di carico sono molto basse, perché in questo caso non c’è il problema dell’ostruzione fisica del filtro. Il filtro elettrostatico, quindi, nonostante un costo iniziale di investimento più alto, assicura un funzionamento più costante nel tempo del sistema di trattamento fumi, con consumi elettrici del ventilatore più contenuti.