La filtrazione a tessuto è un'operazione di depurazione dei gas effettuata facendo filtrare l'aria attraverso filtri in tessuto. È un processo dedicato al trattamento dei fumi e/o di effluenti gassosi in cui siano presenti inquinanti sotto forma di piccole particelle.
Il processo di filtrazione deve tener conto di numerose variabili:
- con riferimento al tipo di inquinante, deve considerarne la concentrazione e il livello di abbattimento da raggiungere
- con riferimento alle polveri, la dimensione, la forma, il peso delle particelle e le proprietà elettriche
- con riferimento al flusso che veicola le polveri, la sua velocità e la presenza o meno di umidità.
A partire da questa molteplicità di fattori, l'attuale tendenza è quella di predisporre in serie più unità, ciascuna destinata a uno o più inquinanti con caratteristiche simili. Inoltre, le soluzioni di abbattimento sono studiate e progettate ad hoc in base al processo industriale inquinante.
Meccanismo
I dispositivi filtranti a tessuto impiegati sono generalmente formati da un mezzo filtrante e una struttura di supporto, da un involucro esterno a tenuta, da un sistema di pulizia del tessuto dallo strato di polvere accumulatosi e da una serie di tramogge per la raccolta delle polveri.
Il principio di funzionamento è tuttavia analogo, e si articola nei seguenti passaggi:
- Il flusso di gas attraversa il tessuto, che blocca e cattura le polveri, polveri che a loro volta formano uno strato di particolato sulla superficie del filtro;
- In generale, l'aria carica di polveri entra dalla parte inferiore, poco sopra le tramogge; risale lungo i filtri attraversandoli dall'esterno all'interno. Il passaggio attraverso il tessuto determina, grazie all'azione congiunta di diversi meccanismi, il depolveramento della corrente gassosa in uscita dagli scarichi posti nella parte superiore dell'apparecchiatura.
- Lo strato crescente di polvere sul tessuto determina un aumento dell'efficienza filtrante, ma per contro anche un incremento delle perdite di carico
Sono necessari periodici interventi di pulizia per liberare i tessuti.
Tipologie di filtri
I filtri si suddividono in base alla disposizione del tessuto secondo le seguenti principali configurazioni:
- filtri a maniche: si tratta di una serie di tubi di tessuto chiusi ad un'estremità
- filtri a tasche: singoli filtri a forma di busta, con un'estremità aperta
- filtri a pannelli pieghettati: filtri a sezione stellare, la cui peculiarità è quella di offrire una maggiore superficie a disposizione per il filtraggio.
Materiali
La scelta del materiale filtrante è legata alle caratteristiche chimiche e fisiche dell'effluente gassoso da trattare, alte temperature, ad esempio, portano ad escludere le fibre naturali ed alcune fibre sintetiche.
I principali materiali impiegati sono: naturali (lana, cotone) e sintetici. Questi ultimi danno elevate caratteristiche di resistenza meccanica, chimica e termica a scapito di costi maggiori.
Dal punto di vista della fattura, possono essere tessuti o feltri agugliati: i primi sono strutturati con un ordito e una trama in cui sono inserite le fibre più corte, i secondi sono composti da fibre alla rinfusa attorcigliate e pressate.
I tessuti trovano larga applicazione per basse velocità di filtrazione, mentre i feltri per velocità maggiori (oltre 1,5 m/s). Il tessuto trattiene in superficie le particelle relativamente grandi
generando uno strato che funge anch'esso da ulteriore filtro; il teflon risulta più efficiente rispetto al tessuto per quanto concerne la rimozione delle particelle aventi granulometria fine.
Applicazioni
È il processo industriale più diffuso per la depolverazione dell'aria, grazie all'alta efficienza di separazione. Il processo è principalmente impiegato in:
- industria chimica
- industria cartaria
- impianti di processo
- fonderie e acciaierie
- industria ceramica
- cementifici
I campi di applicazione sono principalmente:
- depurazioni spinte per granulometrie fini (come nel caso di microinquinanti condensabili)
- trattamento di gas compatibili con tessuti disponibili (aggressività chimica, termica e meccanica)
- concentrazioni polveri non troppo elevate (< 20 g/m3).
L'effetto filtrante è dato dal contributo delle caratteristiche del tessuto e l'effetto dello strato di polvere già adeso alla superficie. I meccanismi che intervengono possono essere così riassunti:
- effetto di vaglio o setaccio: le particelle vengono separate, su un mezzo filtrante poroso, in base alla dimensione del loro diametro
- effetto di intercettazione o sbarramento: le particelle vengono separate se la distanza delle fibre è inferiore al raggio della particella
- effetto di inerzia o collisione: la particella a causa dell'effetto d'inerzia, anziché seguire la deviazione del flusso dell'aria attraverso le fibre, procede in modo lineare, andando a urtare la fibra e rimanendone attaccata
- effetto di diffusione: le particelle submicroniche risentono del moto browniano e urtano e rimbalzano fino al momento in cui non si avvicinano alle pareti dei pori e vengono bloccate
- azione elettrostatica: si presenta quando le particelle di polvere hanno la capacità di accumulare una carica elettrostatica di segno contrario a quella del mezzo filtrante. Esse vengono così attirate sulle superfici dei pori ed il grado di separazione del mezzo filtrante viene aumentato.
Bibliografia
Voci correlate
