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TECNOLOGIE

WET possiede il know-how di varie tecnologie per il trattamento acqua di uso industriale. Il know-how proviene dalla esperienza trentennale dell’ing Rognoni maturata in questo settore.

Le tecnologie di WET sono principalmente riferite ai seguenti processi:

-            Dissalazione dell’acqua di mare (con sistemi evaporativi)

-            Degasaggio

-            Scambio ionico

-            Disoleazione, filtrazione e altri trattamente chimico-fisici

 

1.       Dissalazione dell’acqua di mare

 

I procedimenti termici (evaporative) dell’acqua di mare sono preferiti per l’elevata qualità del distillate prodotto e per l’affidabilità degli impianti, facili da condurre e manutenere, come richiesto per iI servizio industriale nelle centrali termoelettriche, nelle raffinerie e nei complessi petrolchimici.

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Vi sono diversi procedimenti evaporativi per dissalare l’acqua di mare, tutti disponibili in WET, e la scelta del sistema più idoneo e conveniente sarà fatta in considerazione della portata e delle prestazioni richieste

Several thermal processes are available, and the correct choice of the most convenient one should be

 

1.1       MSF (Multi- Stage-Flash)

Il multiflash è il processo più diffuse per la dissalazione dell’acqua di mare. Malgrado l’onerosità dell’investimento iniziale e gli elevati costi di esercizio, esso è spesso ancora preferito da alcuni operatori grazie alla elevata affidabilità e semplicità di gestione

 

Impianto di dissalazione MSF progettato dall’ing Rognoni e fornito dalla Sowit

 

1.2       MED (Multiple-Effect-Distillation)

Il MED (senza ricompressione del vapore) è il processo evaporativo che richiede l’alimentazione con il vapore di più bassa pressione e quindi di minore valore in assoluto. Perfino il vapore esausto di turbina può essere utilizzato alla temperatura uguale o prossima a quella di condensazione. L’efficienza termodinamica è bassa e quindi l’impianto risulta di grandi dimensioni in rapporto alla capacità produttiva. Malgrado l’elevato costo di investimento. L’impianto MED risulta spesso il più conveniente a causa del basso costo energetico.

 

 

Piccolo impianto MED, progettato dall’ing Rognoni e fornito dalla SWS

 

1.3       TVC (Thermal-Vapour-Compression).

Il termocompressore applicator agli impianti MED ne aumenta l’efficienza termodinamica riducendone le dimensioni ed I costi di fabbricazione. L’alimentazioneattraverso il termocompressore richiede però un vapore di più alta pressione (almeno 3 bar) e quindi di maggior valore, in quanto spillato dalla turbina prima di completare l’espansione. Oggi i dissalatori MED/TVC sono quelli  preferiti dalla maggior parte dei clienti internazionali, grazie al basso costo di investimento, all’elevata affidabilità e alla qualità del distillato prodotto.

 

Impianto TVC progettato dall’ing Rognoni e fornito dalla SWS&GB in India

 

1.4       MVC (Mechanical-Vapour-Compression)

Il compressore meccanico assicura maggiore efficienza del termocompressore per la ricircolazione del vapour, e quindi il fabbisogno energetico risulta sostanzialmente ridotto. L’energia richiesta però è quella elettrica, e quindi la più alta nella scala dei valori dell’energia. I costi di esercizio risultano quindi superiori rispetto a quelli dell’equivalente TVC. Questo procedimento quindi viene preferito dagli operatori solo nel caso di indisponibilità di vapore quando comunque è richiesta la affidabilità e la qualità del distillato proprie degli impianti evaporativi.

 

Impianto MVC progettato dall’ing Rognoni e fornito dalla SWS

       

1.5       LTF (Low-Temperature-Flash) anche chiamato LTTD e in altri modi

LTF è il procedimento innovativo di dissalazione messo a punto dall’ing Rognoni e realizzato con successo come prototipo nella centrale ENEL di Piombino (Italia), per il recupero dell’energia di scarto rigettata dai condensatori di turbina. Un procedimento simile è stato studiato e messo a punto in India per lo sfruttamento del calore disponibile dal mare (temperatura più alta degli strati superficiali rispetto agli strati profondi). E’ possibile provocare il flash dell’acqua più calda in condizioni di vuoto spinto, e quindi condensare il vapore prodotto raffreddandolo con un flusso di acqua a temperatura più bassa. Questo procedimento può essere applicato a molti impianti industriali minimizzando sia i costi di investimento che quelli di esercizio.

 

2.       Degasaggio

 

In WET è disponibile la tecnologia per diversi processi di degasaggio, sia termico che per strippaggio sotto vuoto. In ogni caso viene assicurato il massimo grado di degasaggio nel procedimento meccanico. L’eventuale ossigeno residuo può quindi essere eliminato chimicamente con l’iniezione di “oxygen scavenger”. Anche il sistema di iniezione chimica può essere progettato da WET su richiesta..

     

 

2.1       Processo termico “Tray”, anche a volte chiamato “Spray and Tray”

Il processo “Tray” è quello più comunemente applicato nei casi di esercizio per centrali termoelettriche, al fine di degasare l’acqua di alimento alle caldaie. La capacità dei degasatori progettati da WET varia da 10 m3/h fino a oltre 2000 m3/h per singola unità, con la totale garanzia di prestazioni secondo le specifiche del cliente ed in accordo alle prescrizioni progettuali della normativa internazionale (ASME, PED,HEI, NACE). La tecnologia WET assicura la massima efficienza con il minimo ingombro e peso delle apparecchiature; ciò grazie al particolare disegno degli interni di processo ad alla precisione del calcolo. I degasatori progettati da WET sono quindi  estremamente competitivi e garantiscono la totale aderenza alle prestazioni richieste, sia per il grado di deossigenazione che per il servizio di riscaldamento e di stoccaggio dell’acqua degasata.

 

Grande degasatore in spedizione  (fornitura SWS)

 

2.2       Processo termico “Spray”

I degasatori tipo Spray non sono raccomandati dall’HEI, ma in alcune applicazioni possono rappresentare una alternativa economica ai degasatori tipo Tray, accettabile per un servizio non eccessivamente severo. In questo processo il degasaggio avviene principalmente nella fase di spruzzo dell’acqua di alimento e viene quindi completato nel serbatoio di stoccaggio durante il tempo di residenza. Quindi non è necessario alcun torrino con piatti degasanti, ed il costo di fabbricazione diminuisce in maniera consistente.

 

2.3       Processo termico “Flash”

Il flash è di natura un processo di degasaggio estremamente efficace, in quanto il gas disciolto nell’acqua flashante passa immediatamente nella fase gas insieme al vapore di flash.. Questo processo è quindi da preferirsi in tutti i casi in cui le condizioni di temperatura e di pressione lo consentono.

 

2.4       Processo sotto vuoto

Il degasaggio sotto vuoto si applica in tutti I casi in cui non è richiesto il riscaldamento dell’acqua da degas are, o comunque quando non è disponibile il vapour di riscaldamento. Il gas disciolto nell’acqua viene quindi strippato dal solo effetto del vuoto, e rilasciato in atmosfera da un sistema del vuoto di adeguate prestazioni. Questo tipo di processo viene normalmente richiesto per applicazioni nel settore petrolifero, e in particolare:

-               Per il degasaggio dell’acqua di processo negli inpiant di “desolting= del crudo

   -        Per il degasaggio dell’acqua di riniezione nei pozzi

   Il grado di vuoto è in generale richiesto molto spinto, e quindi il sistema del vuoto è l’elemento critico del sistema. WET è esperta nell’ottimizzazione del sistema di vuoto ed è in grado di assicurare le prestazioni richieste con la configurazione del sistema più semplice e meno costosa, assicurando consistenti risparmi nell’esercizio..

 

3.       Scambio ionico

Le resine di scambio ionico sono ampiamente utilizzate per i trattamenti di demonizzazione dell’acqua.

WET è esperta in ciascuna delle applicazioni delle resine, a seconda della natura dell’acqua da trattare e della specifica dell’acqua demonizzata., sia per la produzione di acqua di processo. WET è anche esperta nell’eventuale pretrattamento dell’acqua da alimentare agli impianti a scambio ionico per i quali alcuni inquinanti devono essere preventivamente rimossi (per esempio il ferro, il cloro o tracce di olii, dannosi per le resine)

 

3.1       Demineralizzazione dell’acqua grezza

L’assetto tipico dell’impianto prevede la filtrazione su resine cationiche, la torre di decarbonatazione, e la filtrazione su resine anioniche. La finitura su letto di resine miste viene aggiunta quando la purezza finale richiesta è elevata.

L’impianto completo può prevedere anche i sistemi di rigenerazione delle resine e di neutralizzazione degli effluenti.

L’assetto impiantistico è ben conosciuto e risponde a criteri di tipicità. Il kow-how di WET è quindi principalmente indirizzato a quei dettagli impiantistici ed alla tipologia dei componenti che assicurano un funzionamento stabile ed una lunga vita operativa degli impianti

 

Grande impianto di demineralizzazione  (fornitura SWS)

 

3.2       Polishing del distillate

L’acqua dissalata negli impianti evaporative (distillate) è in genere di qualità elevatissima, ma l’impiego in servizi critici, come l’alimentazione al ciclo delle centrali termoelettriche, richiede un ulteriore trattamento per ridurre il contenuto salino sotto la soglia dell0 0,05 ppm. Ciò si ottiene con l’impianto di polishing attraverso la filtrazione del condensato su un letto di resine miscelate. Dato il sevizio in linea con la generazione termoelettrica, viene richiesta l’assoluta affidabilità degli impianti. La qualità del progetto risulta quindi essenziale

 Impianto di polishing del distillate progettato dall’ing. Rognoni (fornitura Sowit)

 

3.3       Polishing del condensato

La condensa di ritorno alle caldaie negli impianti termoelettrici o nelle raffinerie richiede un trattamento continuo in linea, per eliminare le evantuali impurezze raccolte nel ciclo. Questi impianti di trattamento sono quindi progettati per portate elevate e vengono installati all’interno del ciclo. Il servizio quindi è critico e l’affidabilità richiesta è totale. L’impianto quindi deve essere progettato ed equipaggiato secondo i criteri della massima qualità.

WET è esperta nella progettazione degli impianti secondo le due principali tecnologie in uso:

-               Rigenerazione interna delle resine

            Le resine sature vengono separate per stratificazione e quindi rigenerate e rimischiate nello stesso filtro dove era stato effettuato lo scambio ionico, dopo la temporanea messa fuori linea del filtro. La rigenerazione di ciascun filtro richiede da 3 a 5 ore, e quindi viene spesso installato un filtro di riserva da operare durante la rigenerazione. Questo tipo di rigenerazione è in genere preferito per servizi non particolarmente severi, in quanto risulta più economico da realizzare e più semplice da operare.

-               Rigenerazione esterna delle resine

            Le resine sature vengono spostate idraulicamente dal filtro operativo e trasferite ad una stazione esterna dove vengono separate ed alimentate a due recipienti distinti per la rigenerazione cationica ed anionica. Questo tipo di rigenerazione viene preferito per i servizi più severi in quanto riduce il tempo di fuori linea per ciascun filtro operativo che può essere ricaricato non appena completato lo svuotamento. Inoltre i chimici di rigenerazione (acido e soda) vengono utilizzati nella sola stazione esterna di rigenerazione, evitando così ogni rischio di contaminazione delle apparecchiature in ciclo. e del condensato di ricircolo..

 

  

Stazione di rigenerazione esterna  (fornitura SWS)

 

4.       Disoleazione, Filtrazione e alter tecnologie

WET ha il know-how e l’esperienza necessaria a progettare ogni impianto di pre-trattamento e post-trattamento come unità accessoria degli impianti di trattamento di processo dell’acqua

4.1       Disoleazione

La disoleazione dell’acqua è spesso necessaria per il riutilizzo o per lo scarico. Molte tecnologie di disoleazione sono disponibili in WET, e la più idonea deve essere scelta per ogni progetto in base alla quantità di olio da separare e al grado di disoleazione richiesto.

-          I separatori API sono adatti a trattare grandi portate di acqua, anche con elevato contenuto di olii disperse. Gli effluenti (parzialmente disoleati) potranno essere ulteriormente trattati in impianti in grado di assicurare un tenore più basso di olio residuo. Il calcolo ed il disegno WEt è conforme alle indicazioni della pubblicazione API N.421 del 1990.

-          I separatori CPI (Corrugated Plates Interceptors) assicurano un’efficacia di separazione superiore agli API, in unità più compatte, pur essendo basati sullo stesso proncipio di separazione per gravità, e cioè sfruttando la differenza di densità fra acqua e olio. I pacchi lamellari assicurano il flusso laminare dell’acqua che li attraversa, facilitando così la separazione delle goccioline di olio e assicurando un residuo in uscita normalmente non superiore a 10 – 25 ppm.

-          I flottatori incrementano l’efficacia della separazione per gravità tramite l’insufflazione di gas che, aderendo alle goccioline di olio, ne facilita la risalita in superficie. L’olio residuo può essere anche inferiore a 5 ppm (è il limite tipico di legge che ne consente lo scarico in fogna). I flottatori possono funzionare con aria (è il sistema più idoneo ai fini della sicurezza) oppure a gas metano (è il sistema più efficiente, ma richiede adeguati sistemi di sicurezza). Nei centri olio dell’industria petrolifera si preferisce in genere il sistema a metano (IGF: Induced Gas Flotation)

-          Le resine oleofiliche coalescenti possono eliminare anche le goccioline più piccole di olio in sospensione, in quanto ne provocano l’ingrossamento attraverso la formazione di un film di olio che aderisce alla superficie delle resine. L’olio residuo è in questo caso anche inferiore a 1 ppm.

-          I carboni attivi eliminano ogni traccia di olio e idrocarburi in generale mediante l’assorbimento nei pori della superficie attiva, fino alla completa saturazione del letto di carbone. Quando saturo, il carbone deve essere sostituito con una nuova carica di carbone rigenerato. L’operazione è costosa in quanto la rigenerazione viene effettuata in centri esterni specializzati. E’ quindi opportuno che l’acqua da trattare sui carboni attivi abbia un contenuto di olio all’ingresso molto limitato, in modo da allungare il ciclo operativo del letto di carbone. Molto spesso i carboni attivi vengono installati a valle di un sistema di disoleazione (CPI o resine oleofiliche) che ne riducono il carico in modo significativo.

 

 

 Piccolo impianto CPI progettato dall’ing Rognoni (fornitura SWS)

 

4.2       Filtrazione

La filtrazione è un procedimento ben studiato e conosciuto, e WET è in grado di calcolare il tipo di impianto e il dimensionamento più conveniente per ogni condizione operativa e per ogni prestazione richiesta.

-          Il mezzo filtrante più usato per la filtrazione su letto è la sabbia, che è disponibile in un ampia varietà di composizione (silicea e quarzite) e granulometria. WET è in grado di ottimizzare la composizione del letto filtrante e la dimensione del filtro in base alle caratteristiche richieste, sia con sistemazione verticale che orizzontale dei filtri.

 

  

   Sistema di filtri a sabbia orizzontali  (fornitura SWS)

 

-          In caso di presenza di tracce di olio, la sabbia deve essere protetta da uno strato di antracite che assorbe l’olio e protegge la sabbia dalla contaminazione (filtri dual media). L’antracite viene quindi scaricata quando satura. Oltre al dimensionamento, WET è in grado di suggerire il procedimento più conveniente per alimentare l’antracite, sia come polvere dosata progressivamente, sia come letto fisso sovrapposto. In caso di presenza significativa di olio nell’acqua, la filtrazione su letto di nutshell (gusci di noce macinati) consente la contemporanea filtrazione e disoleazione.

-          La filtrazione su cartucce microniche viene raccomandata quando la finezza di filtrazione non è raggiungibile con I filtri a sabbia, e cioè quando la dimensione minima dei solidi filtrati non supera i  2 – 10 micron. WET possiede il know-how per il controlavaggio delle cartucce microbiche in PP plissettato con acqua accelerata dall’insufflaggio di bolle d’aria compressa.. Con questa tecnica si il tempo di controlavaggio a pochi minuti e il consumo d’acqua di oltre il 90% con portata del tutto insignificante. Questa tecnica è in uso per servizi critici e portate elevate, come nel caso del trattamento del condensato in ciclo nelle centrali termoelettriche. Le cartucce microbiche eliminano il ferro flocculizzato per semplice filtrazione meccanica e in alcuni casi possono sostituire il classico polishing su letti misti di resine..

 

     

      Cartridges microfiltration with backwash by air pulses (supply by SWS)

 

L’ing Rognoni è l’inventore di un sistema innovativo di filtrazione meccanica (il brevetto è detenuto in comproprietà dalla SWS e dalla Delts Engg) per il quale il letto filtrants (tipo quello a sabbia) è sostituito da un letto di granuli di polipropilene macinato: Il letto è galleggiante (densità del PP circa 0,95) e quindi la filtrazione avviene dal basso verso l’alto, mentre il controlavaggio (dall’alto verso il basso) è aiutato dalla gravità per il deflusso dello sporco da eliminare. Ciò comporta la drastica diminuzione del tempo di controlavaggio (da mezz’ora a pochi minuti) e del quantitativo di acqua necessario allo spostamento dello sporco rimosso. L’acqua di controlavaggio può quindi essere la semplice carica accumulata in testa al filtro che defluisce per gravità, senza bisogno di accumuli esterni né di pompe. Il ridotto tempo di controlavaggio inoltre consente di evitare l’installazione di filtri di riserva in quanto è sufficiente un piccolo serbatoio di accumulo di acqua filtrata per assicurare l’erogazione anche durante il controlavaggio di un filtro.

Questo filtro innovativo è chiamato FIF (Flow Inverted Filtration) ed è più ampiamente descritto in una pubblicazione disponibile su questo sito.

 

 

Impianto pilota FIF usato per le prove

     

4.3       Potabilizzazione dell’acqua dissalata

L’acqua dissalata richiede specifici trattamenti per essere trasformata in acqua potabile, generalmente consistenti nella rimineralizzazione (addizione di sali potabilizzanti). Tutte le tecniche di rimineralizzazione sono disponibili in WET:

-          Dosaggio di soluzioni di CaCl2 e NaHCO3, in quantitativi stechiometrici

-          Addizione di calce Ca(OH)2 e CO2

-          Acidificazione con CO2 e filtrazione su letto di CaCO3

Nel caso di dissalatori termici, l’anidride carbonica necessaria alla rinimeralizzazione può essere recuperata convenientemente dagli sfiati del dissalatore

4.4       Chemical conditioning

Wet ottimizza eprogetta sitemi di dosaggio chimico per il condizionamento dell’acqua, la deossigenzzione, la clorazione, l’iniezione di prodotti antincrostanti e antischiuma, l’additivazione dell’acqua di alimento alle caldaie.

4.5       Clorazione

Il cloro è il biocida più usato nei trattamenti industriali e per preservare l’acqua potabile.

La clorazione si ottiene attraverso vari procedimenti alternativi:

-          Iniezione di ipoclorito, disponibile sia in soluzione che come solido

-          Iniezione di gas cloro, normalmente disponibile in bomboloni.

-          Generazione in loco di ipoclorito attraverso impianti di elettroclorazione.

Il dosaggio continuo e quello shock intermittente vengono raccomandati in base alle esigenze specifiche di ogni progetto.

4.6       Declorazione

La eliminazione totale del cloro è un pre-trattamento necessario in alcuni processi, quali lo scambio ionico, perché il cloro residuo danneggerebbe le resine ossidando il materiale di cui sono composte.

La declorazione avviene attraverso due principali procedimenti alternativi:

-          Dosaggio di chimici riducenti. Il prodotto più comune è il bisolfito di sodio.

-          Filtrazione su un letto di carboni attivi. I carboni attivi riducono il cloro a ione cloruro (senza saturazione della superficie) e quindi il cloruro così generato viene assimilato alla normale salinità dell’acqua da trattare.

4.7       Deferrizzazione.

La rimozione del ferro è necessaria in alcuni processi fra cui lo scambio ionico. La presenza di tracce di ferro infatti catalizza l’invecchiamento precoce delle resine, e quindi vanno rimosse prima dell’alimentazione ai filtri di scambio ionico.

L’ossigenazione dell’acqua in condizioni di pH basico produce fiocchi di idrossido di ferro che ppossono essere eliminati per filtrazione meccanica

4.8       Correzione del pH

Il dosaggio controllato di acido o di soda corregge il pH in modo da ottenere la neutralizzazione della soluzione acquosa oppure il valore specificato per l’utilizzo successivo. La correzione del pH può risultare critica nel caso di soluzioni tamponate e la scelta dei materiali e degli equipaggiamenti (incluso quelli per la sicurezza) deve essere effettuata con competenza..

 

 

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