Studio Tecnico Dr.Ing. Enzo Padovani
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Tecnologia Ciclonica e Cicloni Separatori Industriali
Tecnologia Ciclonica e Cicloni Separatori Industriali
progettiamo e ottimizziamo cicloni separatori industriali per la separazione solido-gas, la depolverazione e il trattamento di gas e polveri in processi industriali; l'attività comprende dimensionamento, verifica delle prestazioni, ottimizzazione e revamping di sistemi ciclonici
IperCiclone: tecnologia avanzata per la separazione solido-gas
IperCiclone: tecnologia avanzata per la separazione solido-gas
raccolta del prodotto (powder) dal gas di processo
raccolta del prodotto (powder) dal gas di processo
Chemicals, materiali e metalli preziosi
ingredienti alimentari e farmaceutici
da Syngas, anche con recupero del calore
controllo delle emissioni (dust)
controllo delle emissioni (dust)
da combustione o essiccazione
da pirolisi e gasificazione
calcolo dell'IperCiclone
calcolo dell'IperCiclone
il dimensionamento dell'IperCiclone viene definito in funzione delle caratteristiche del gas, della distribuzione granulometrica delle particelle, della portata e delle condizioni operative del processo
si inizia selezionando, in base alle condizioni di progetto, il Ciclone di default standard; segue quindi la sequenza operativa:
Ciclone di default → Calcolo Numerico → max rendimento → IperCiclone
il rendimento η del ciclone è il rapporto tra peso raccolto e peso entrante
l'efficienza frazionale (esempio nella figura dedicata) è la frazione percentuale di particelle di un dato diametro che viene raccolta dal ciclone
calcolo numerico dell'efficienza frazionale dei cicloni
calcolo numerico dell'efficienza frazionale dei cicloni
il Calcolo Numerico utilizza correlazioni sviluppate da diversi ricercatori (Iozia/Leith, Li/Wang, Zhao) che esprimono l'efficienza frazionale in funzione di :
geometria del ciclone
condizioni operative
numeri di Reynolds e Stokes
i risultati delle diverse correlazioni sono congruenti tra loro e coerenti con i dati sperimentali (come mostrato nella figura dedicata)
l'efficienza frazionale del ciclone considerato, incrociata con la granulometria del prodotto, determina il rendimento η
iterando il calcolo del rendimento per diverse dimensioni del ciclone, si individua la geometria che massimizza il valore di η : questo è il layout dell'IperCiclone
l'agglomerazione interna all'IperCiclone
l'agglomerazione interna all'IperCiclone
il tempo di permanenza e le rotazioni del gas favoriscono l'agglomerazione dei fini: meno particelle ma con massa maggiore, quindi raccolta più efficace
il Calcolo Numerico impiegato considera questo fenomeno, nella valutazione del rendimento
Classificazione granulometrica con cicloni industriali
Classificazione granulometrica con cicloni industriali
Separatore Aerodinamico ad alta efficienza
Separatore Aerodinamico ad alta efficienza
l'aria di fluidificazione solleva verso la bocca di uscita superiore le particelle con dimensione inferiore al punto di taglio
opera con polveri sotto i 500μm, con punto di taglio regolabile tra 50μm e 10μm,
può integrare i setacci meccanici per:
✔️ rimuovere la frazione pesante e ottenere un prodotto fine più puro
✔️ rimuovere la frazione fine e depolverare il prodotto
✔️ suddividere una polvere nelle frazioni richieste
l'efficienza di separazione ottenibile
l'efficienza di separazione ottenibile
la figura dedicata (esempio) rappresenta un processo di separazione di un insieme di particelle 0-500μm (curva granulometrica NERA) ove sono richieste 2 frazioni ideali :
tutte minori di 20μm e tutte maggiori di 20μm
nella pratica non si ottiene la separazione ideale : una quota di particelle attraversa il punto di taglio e contamina (zone a tratteggio) entrambe le frazioni
il Separatore Aerodinamico ad alta efficienza garantisce una frazione di fini molto prossima a quella richiesta, grazie alla sua geometria e alla regolazione fine della fluidificazione
Separatore Aerodinamico a scarico libero
Separatore Aerodinamico a scarico libero
la separazione di materiali grossolani - plastica, legno, scarti tessili o agglomerati - è relativamente semplice, ma lo scarico difficoltoso
nel Separatore (figura dedicata) grazie a un circuito “push & pull” , si realizza la separazione controllata in corrente d’aria
e i materiali raccolti, anche grossolani, scaricano nel contenitore sottostante, senza valvole o organi meccanici
alcune applicazioni industriali
alcune applicazioni industriali
IperCiclone HX integrato con scambiatore di calore
IperCiclone HX integrato con scambiatore di calore
HX "Heat Exchanger" depolvera e raffredda i gas caldi, recuperando il calore:
i gas caldi entrano in HX lateralmente ed escono dal bocchello superiore, mentre l'aria di raffreddamento percorre in controflusso i canali esterni
il gas esce a temperatura e particolato ridotti, alleggerendo il filtro finale
il calore recuperato viene spesso riutilizzato nel processo
IperCiclone anti-intasamento del recuperatore di calore
IperCiclone anti-intasamento del recuperatore di calore
l'IperCiclone CAR pulisce i prodotti della combustione da caldaie, forni, ...
limita lo sporcamento di uno scambiatore a valle, assicurando un recupero costante del calore
è in uso anche con portate di gas notevoli, per le sue dimensioni compatte
condizioni operative variabili - revamping
condizioni operative variabili - revamping
in fase di progetto, quando la portata e la temperatura del gas possono variare nel tempo, il Calcolo Numerico individua la geometria dell'IperCiclone che minimizza la variazione di rendimento durante le instabilità operative
se in campo è necessario un aggiornamento a nuove condizioni (più prodotto raccolto o più portata), il ciclone viene analizzato insieme a ventilatore e linee IN/OUT e quindi ottimizzato con il Calcolo Numerico
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