I Sistemi di Abbattimento ad Umido

I sistemi di abbattimento ad umido prevedono la rimozione degli inquinanti presenti in un flusso gassoso contaminato mediante l’azione di un liquido, solitamente l’acqua; per questo motivo simili impianti vengono anche definiti sistemi di lavaggio.

Per le particelle di diametro superiore ad un micrometro, il principale meccanismo che entra in gioco nella depurazione è dato dall’impatto dei contaminanti con le gocce del liquido o con le superfici bagnate delle strutture appositamente predisposte per favorire un migliore abbattimento. L’acqua cattura questi contaminanti e li trascina via permettendo così di ripulire il flusso inquinato.
Al contrario, per il particolato di diametro inferiore e per i gas la depurazione avviene essenzialmente perchè i contaminanti vengono assorbiti nella sostanza liquida. Questo processo che consiste nel passaggio selettivo di uno o più componenti da una fase gassosa ad una liquida viene detto absorbimento.
L’absorbimento può essere sia di tipo fisico che chimico. Quello fisico si manifesta quando i contaminanti si disciolgono nel mezzo liquido che funge semplicemente da solvente; quello chimico avviene quando gli inquinanti reagiscono chimicamente con il liquido o con opportuni reagenti presenti all’interno di esso. Da notare che l’absorbimento chimico può manifestarsi con reazioni reversibili oppure irreversibili a seconda delle sostanze in gioco. Nel primo caso il liquido può essere recuperato dopo un’opportuna rigenerazione, mentre nel caso delle reazioni irreversibili deve essere necessariamente smaltito e rimpiazzato.
L’absorbimento è particolarmente utilizzato per il controllo degli inquinanti gassosi presenti ad alte percentuali in volume, ma è applicabile anche a gas diluiti molto solubili. In genere l’absorbente più utilizzato è l’acqua a meno che non vi sia la necessità di abbattere contaminanti caratterizzati da una bassa solubilità, come gli idrocarburi; in questo caso si utilizzano altri solventi a bassa volatilità e di natura organica.
I fattori più importanti nel condizionare la solubilità dei contaminanti gassosi sono la temperatura ed il pH del liquido. I gas inquinanti sono più solubili nei liquidi freddi che non in quelli caldi e sono meno solubili nei liquidi che presentano un basso pH. Anche la pressione del sistema può condizionare la solubilità, ma questa non è la variabile più importante negli absorbitori utilizzati per il controllo dell’inquinamento dell’aria dato che si opera per lo più a pressione atmosferica. Altri fattori che sono direttamente relazionati al rendimento dell’absorbitore sono la superficie dell’area di contatto fra le diverse fasi ed il tempo a disposizione per la diffusione dei contaminanti gassosi nel liquido.

Nelle applicazioni industriali, in genere, è possibile ottenere la massima efficienza nell’abbattimento contemporaneo di particolato e di gas solo quando i gas da eliminare hanno un’altissima solubilità nel liquido di lavaggio. E’ anche preferibile che il particolato sia presente a concentrazioni relativamente basse perchè spesso si formano dei fanghi reflui particolarmente difficili da smaltire. Questa particolare situazione non si verifica spesso, così, per rispondere meglio alle diverse esigenze tecniche, i depuratori ad umido sono solitamente progettati o per l’eliminazione del particolato o per l’abbattimento dei gas. Quindi a seconda delle esigenze industriali si dovrà scegliere il tipo di impianto che meglio risponde alle richieste del caso e che garantisce allo stesso tempo alta efficienza ed economicità.
Di solito l’efficienza nell’abbattimento del particolato supera il 95%, mentre per quanto riguarda l’abbattimento dei gas e dei vapori l’efficienza varia dal 70 al 99%.
Bisogna comunque notare che alla depurazione dei flussi d’aria contaminati si accompagna inevitabilmente la produzione di fanghi e di liquidi reflui che, in molti casi, devono essere smaltiti dopo opportuno trattamento.

Le diverse soluzioni ingegneristiche hanno condotto alla realizzazione di un numero estremamente elevato di sistemi di abbattimento ad umido, soprattutto perchè si dimostrano estremamente utili quando i flussi contaminati presentano polveri, gas e vapori potenzialmente combustibili o esplosivi. Comunque, in linea di massima, semplificando molto possono essere individuati sostanzialmente quattro diverse tipologie di impianti:
le torri a nebulizzazione;
le torri a piatti forati;
le torri con corpi di riempimento;
i sistemi Venturi.

Tutti questi sistemi vengono anche definiti scrubber e sono estremamente diffusi sia come tali che combinati strutturalmente tra loro o con altri sistemi di abbattimento.