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QUENCHER.
COSA E’ ?
COME FUNZIONA ?
Negli impianti di processo talvolta si sente parlare di “quenching system” o “quencher” allo scopo di trattare o pre-trattare una determinata corrente gassosa.
Di cosa si tratta esattamente? Nelle prossime pagine proveremo a spiegare meglio cosa sono e a cosa servono.
Cosa sono esattamente un QUENCHING SYSTEM?
I quenching system nella loro accezione più tradizionale sono dei raffreddatori. A differenza degli scambiatori di calore che trasferiscono il calore tra due fluidi senza mai farli entrare a contatto tra di loro i quencher mescolano e mixano i due fluidi, il fluido che si vuole raffreddare con il fluido raffreddante.
Il principio che sta alla base di un quencher è quello di fare evaporare il fluido raffreddante in vena al fluido che si vuole raffreddare, il calore latente di evaporazione del fluido raffreddante sottrae calore al fluido che si vuole raffreddare ottenendo alla fine un flusso gassoso che è la somma dei due fluidi ma a una temperatura inferiore.
Tipicamente si utilizza come fluido raffreddante l’acqua.
Lo scopo finale del quencher è di raffreddare la corrente gassosa evitando che si formino delle condense liquide alla base della torre, il corretto funzionamento del quencher deve portare ad ottenere questo risultato.
Dove vengono impiegati i quenching system?
I quencher vengono utilizzati in tutte quei processi dove ci sono delle emissioni gassose con temperature eccessivamente alte per poter essere emesse in atmosfera tal quali.
Vengono anche utilizzati in sistemi di depurazione a più steps, quando per poter applicare uno step di depurazione è necessario cambiare repentinamente la temperatura del flusso gassoso da trattare.
Funzionamento del QUENCHING SYSTEM
Il funzionamento del quenching system consiste nel convogliare all’interno di una torre il gas caldo che si vuole raffreddare, il gas attraversa la torre dall’alto verso il basso.
Nella parte alta della torre verrà introdotta anche l’acqua di raffreddamento, i flussi (gas e acqua) attraverseranno la torre in equicorrente dall’alto verso il basso mescolandosi l’un l’altro e modificando il proprio stato fisico e le proprie temperature.
Il dimensionamento del quencher e il suo rendimento di funzionamento dipendono da diversi fattori.
1- Contenuto di acqua nel gas da trattare all’origine
Il contenuto di acqua presente nel gas che si vuole trattare ha una notevole importanza per poter valutare quale è la temperatura minima ottenibile dal quencher.
Da questa informazione sarà possibile ricavare il dew-point della corrente gassosa che corrisponderà alla temperatura alla quale la vaporizzazione dell’acqua di raffreddamento non potrà più contribuire al raffreddamento complessivo della corrente gassosa.
2- Temperatura che si vuole ottenere dopo il quencher
In virtù del punto precedente si può facilmente intuire che più la temperatura di raffreddamento che si vuole ottenere è distante dal dew-point (superiore al dew-point) e più sarà possibile progettare un sistema efficiente.
3- Grandezza fisica della torre
Una volta stabilito quanto si desidera raffreddare la corrente gassosa è importante fare in modo che acqua e gas abbiano un tempo di contatto sufficiente a fare in modo che lo scambio di calore avvenga totalmente.
4- Miscelazione ottimale tra acqua e gas
Per poter aumentare il rendimento dello scambio di calore è necessario che gas e acqua entrino il più possibile in intimo contatto tra di loro. Allo scopo di avvantaggiare tale fenomeno è utile che l’acqua venga distribuita all’interno della corrente gassosa in maniera più “uniforme” possibile, la corretta progettazione del sistema di distribuzione dell’acqua è un fattore fondamentale a tale scopo.
Come è composto un QUENCHING SYSTEM?
Osservando lo schema riportato di seguito elenchiamo quali sono gli apparati che normalmente compongono un quenching system.
a- Vasca di raccolta acqua di raffreddamento;
b- pompa di lancio acqua di raffreddamento;
c- rete di distribuzione acqua
d- torre quencher
e- sistema di scarico polveri
Il QUENCHING SYSTEM può essere usato in presenza di flussi d’aria polverosi?
I quencher possono essere usati con correnti gassose contenenti polveri, infatti l’acqua di raffreddamento in stato di vapore si agglomera alle particelle di polvere rendendole più pesanti e permettendo così la precipitazione delle polveri alla base della torre quencher.
Talvolta i sistemi quencher vengono utilizzati sia come apparecchi di raffreddamento che come separatori di polvere anche se il rendimento di abbattimento delle polveri non è mai paragonabile ai tradizionali sistemi di depolverazione.
Quando il quencher viene utilizzato come precipitatore di polveri è necessario che tra le apparecchiature che compongono il sistema vi sia anche una coclea di scarico delle polveri raccolte sul fondo della torre.
Quali sono i vantaggi del QUENCHING SYSTEM?
I principali vantaggi del quencher rispetto ai tradizionali scambiatori di calore sono i seguenti:
- possibilità di usare i quencher anche con correnti gassose contenti polveri
- possibilità di utilizzare i quencher anche con correnti gassose con caratteristiche corrosive, infatti la torre quencher può ( o a volte “deve” ) essere rivestita internamente con materiali refrattari che per loro natura spesso presentano resistenza alla corrosione.
Quali sono gli svantaggi del QUENCHING SYSTEM?
Gli svantaggi dei sistemi quencher rispetto ai tradizionali scambiatori di calore sono i seguenti:
- Non c’è possibilità di recuperare il calore derivante dal flusso gassoso da raffreddare
- Vi è un continuo consumo di acqua da vaporizzare per il raffreddamento
- Durante il processo di raffreddamento vengono modificate caratteristiche importanti del fluido da raffreddare quali portata, composizione e umidità.
Conclusione
I quencher sono sistemi molto flessibili e in alcuni casi decisamente più vantaggiosi degli scambiatori di calore, al lato pratico la loro applicazione più diffusa è come trattamento intermedio in sistemi di depurazione aria a più steps di depurazione.