Applicazione delle pompe per vuoto nelle apparecchiature per il trattamento dei VOC

Nel trattamento dei VOC (composti organici volatili), la funzione principale delle pompe per vuoto è quella di generare una pressione negativa per estrarre vapori organici ad alta concentrazione, destinati alla raccolta dei gas di scarico, al desorbimento sotto vuoto e al recupero dei solventi. Per i VOC comuni, caratterizzati da elevati volumi d'aria e basse concentrazioni, si utilizzano generalmente solo ventilatori a tiraggio indotto. Le pompe per vuoto non sono presenti su tutte le apparecchiature per il trattamento dei VOC; vengono adottate solo per processi specifici.

1. Processi VOC dotati di pompe per vuoto

Processo di adsorbimento-desorbimento sotto vuoto (adsorbimento e recupero su carbone attivo/setaccio molecolare)

Questo è lo scenario applicativo più tipico delle pompe per vuoto per apparecchiature VOC. Quando l'adsorbente raggiunge la saturazione, si applica la desorbimento sotto vuoto anziché il lavaggio con azoto caldo. La pompa per vuoto evacua il serbatoio di adsorbimento per abbassare il punto di ebollizione, desorbe i componenti organici adsorbiti sul materiale, estrae il gas VOC ad alta concentrazione e lo alimenta in un condensatore per condensarlo in solvente liquido per il recupero. Modelli comuni: pompa per vuoto ad anello liquido, unità per vuoto Roots ad anello liquido, pompa per vuoto a vite a secco.

Sistema chiuso di raccolta dei gas di scarico per apparecchiature di processo (reattori, serbatoi di stoccaggio, processi di distillazione e devolatilizzazione)

Nella produzione di prodotti chimici, rivestimenti e resine, i VOC (composti organici volatili) vengono generati dai reattori, dagli scarichi e dalla devolatilizzazione sotto vuoto. La camera dell'apparecchiatura è mantenuta in pressione negativa. La pompa a vuoto aspira direttamente i gas organici di scarto volatilizzati dal processo e li convoglia alle unità di condensazione e assorbimento per prevenire la fuoriuscita di VOC.

Differenza: la normale raccolta del gas utilizza ventilatori per aspirare il gas dalle condutture; le pompe a vuoto creano una pressione negativa all'interno di recipienti chiusi.

Unità di recupero della condensa per la determinazione dei VOC

Per i gas di scarico organici condensabili ad alta concentrazione, le pompe a vuoto mantengono una pressione negativa nel sistema di condensazione, riducono il punto di rugiada delle sostanze organiche e migliorano l'efficienza del recupero del solvente, risultando utilizzate principalmente nelle applicazioni di recupero di solventi organici.

Apparecchiature per il recupero dei vapori

Per il recupero dei vapori dai serbatoi, in alcuni processi vengono utilizzate pompe a vuoto per estrarre i vapori di petrolio volatile dai depositi di serbatoi.

2. Apparecchiature per VOC normalmente senza pompe per il vuoto

Scrubber a spruzzo, catalisi di foto-ossidazione UV, ossidazione termica RCO/RTO, desorbimento ad aria calda con carbone attivo. Il gas di scarico per tali apparecchiature funziona a una leggera pressione negativa/leggera pressione positiva con un elevato flusso d'aria. Sono necessari solo ventilatori centrifughi a tiraggio indotto e non sono necessarie pompe per il vuoto.

Punto chiave: i ventilatori a tiraggio indotto gestiscono grandi volumi di gas di scarico a pressione atmosferica; le pompe a vuoto servono camere chiuse per vapori organici a basso flusso e alta concentrazione.

3. Linee guida per la selezione della pompa per vuoto in condizioni operative con VOC

Caratteristiche del mezzo: vapore organico, parzialmente condensabile e ricco di solventi; è preferibile una configurazione antideflagrante.

Pompa a vuoto ad anello liquido: basso costo, tollera una piccola quantità di vapore condensabile. Svantaggio: produce acque reflue contenenti VOC che richiedono un trattamento ausiliario. Adatta a scenari a media concentrazione in cui la produzione di acque reflue è accettabile.

Pompa a vuoto a secco (a vite): nessun fluido di lavoro, nessuna produzione di acque reflue, elevata purezza del solvente recuperato; costo più elevato. Adatta per progetti di recupero di solventi di alto valore che non richiedono produzione di acque reflue.

Unità Roots ad anello liquido: vuoto finale più elevato, applicata a processi che richiedono desorbimento sottovuoto spinto.

Materiale: le parti a contatto con vapori organici devono resistere alla corrosione da solventi organici; i motori devono essere antideflagranti.

4. Punti soggetti a confusione

Le pompe a vuoto trasportano gas (vapori di VOC); le pompe centrifughe trasportano solo liquidi di nebulizzazione e liquidi di raffreddamento e non possono aspirare i gas di scarico.

Desorbimento sottovuoto ≠ desorbimento ad aria calda: il desorbimento ad aria calda utilizza ventilatori, mentre il desorbimento sottovuoto richiede pompe a vuoto.