EE-Metal
Ridurre le perdite di calore nelle diverse fasi di processo delle industrie dei trattamenti superficiali.
Migliori tecniche disponibili (BAT)
Le BAT per ridurre le perdite di calore consistono in:
- ricerca di opportunità per il recupero di calore
- riduzione della quantità di aria estratta attraverso l'impianto di riscaldamento
- ottimizzazione delle soluzioni di processo e del range di temperature di lavoro. Monitoraggio e controllo della temperatura dei processi
- Isolamenti termico dei serbatoi attraverso una delle seguenti tecniche:
- utilizzo di serbatoi a doppia parete
- ricorso a vasche pre-isolate;
- coibentazione
- Isolamento della superficie dei serbatoi riscaldati mediante isolanti leggeri a sezione ad es. sferica o esagonale. Eccezioni si verificano nei seguenti casi:
- I pezzi sulle cremagliere sono piccoli, leggeri e possono essere spostati dall'isolamento.
- I pezzi sono sufficientemente grandi per intrappolare le sezioni di isolamento (ad esempio, corpi di veicoli).
- Le sezioni di isolamento possono mascherare o altrimenti interferire con il trattamento nel serbatoio.
Non è una tecnica ottimale utilizzare la miscelazione ad aria delle soluzioni di processo riscaldate, dove l'evaporazione fa aumentare il fabbisogno di energia.
Breve descrizione tecnica
È prassi normale ridurre al minimo le perdite di calore da soluzioni di processo ma le tecniche utilizzate possono dipendere dalla scelta di riutilizzo del calore, dalla disponibilità di fornitura di energia rinnovabile e dalle condizioni climatiche locali.
Le temperature dei processi di riscaldamento possono essere monitorate manualmente o automaticamente (in funzione delle dimensioni e della necessità di energia della vasca da riscaldare), con controlli automatici e/o bloccabili.
Le perdite di energia dalla superficie delle soluzioni riscaldate di processo, legate alla temperature di lavorazione, dimostrano che la maggiore perdita di energia si verifica in superficie quando si effettua l'estrazione dell'aria e l'agitazione dei liquidi. L'estrazione dell'aria sopra la superficie migliora l'evaporazione e quindi la perdita di energia. Tecniche per ridurre il volume di aria calda estratta e ridurre le perdite di energia per evaporazione.
Dove c'è un intervallo di temperatura per un processo, la temperatura può essere controllata per ridurre al minimo l'assorbimento di energia:
- la temperatura di esercizio delle soluzioni di processo che richiedono riscaldamento può essere ridotta
- i processi che richiedono il raffreddamento possono funzionare a temperature più elevate
Serbatoi di processo riscaldati possono essere isolati per ridurre le perdite di calore:
- utilizzando serbatoi a doppio strato;
- utilizzando vasche pre-isolate
- applicando una coibentazione
Sfere galleggianti sono ampiamente utilizzate per isolare la superficie di una soluzione senza limitare l'accesso di pezzi o substrati. In questo modo dime, fusti, bobine o singoli pezzi possono passare tra le sfere.
Soluzioni di processo possono essere riscaldate da energia proveniente dalle fasi di generazione della stessa. L'acqua dal circuito di raffreddamento delle varie soluzioni può essere utilizzata per riscaldare a bassa temperatura l'aria in entrata, ecc. In alternativa, l'acqua calda di raffreddamento è raccolta in un serbatoio centrale e raffreddata mediante una pompa di calore adatta. Il risparmio energetico può essere utilizzato per riscaldare le soluzioni con temperature fino a 65 °C, o per riscaldare l'acqua per altri scopi.
Benefici ambientali conseguibili
Risparmio energetico.
Effetti collaterali
Nessuno.
Dati operativi
Cercare supporto tecnico quando si cmodificano le temperature di funzionamento dei processi.
Applicabilità
A tutte le soluzioni riscaldate.
Ridurre la temperatura di esercizio di diverse soluzioni dipenderà dal supporto tecnico del fornitore o dalla competenza in-house nello sviluppo di soluzioni o processi applicabili a temperatura inferiore o superiore. Può anche essere un fattore nella scelta della soluzione nella chimica di processo.
Molte soluzioni hanno un range di funzionamento limitato e non possono essere utilizzate di fuori. Potrebbero essere considerati quindi altri fattori di funzionamento ottimale, come il tempo di lavorazione.
Nell'anodizzazione, il calore della sigillatura può essere utilizzato per riscaldare l'acqua impiegata in un nuovo processo di sigillatura stessa, tramite uno scambiatore di calore.
Nelle linee automatiche, le sfere galleggianti possono essere trasportate alle vasche di risciacquo da cilindri o altri componenti dell'impianto. Le sfere possono ostruire i tubi e provocare malfunzionamenti delle pompe e dei condotti di trasporto. Questi rischi possono essere limitati in certa misura con la scelta delle dimensioni delle sfere e installando semplici schermature alle apparecchiature e tubazioni critiche. Le sfere possono causare problemi di pulizia se fuoriescono dalle vasche. Il sistema può essere utilizzato in linee manuali e in impianti automatici.
Occorre prestare attenzione all'efficienza energetica in tutte le installazioni che prevedano estrazione dell'aria. I controlli di processo sono fattibili per tutte le installazioni. Altre opzioni vanno considerate caso per caso.
Dove la linea di lavorazione è integrata, la manutenzione dell'impianto e le soluzioni di efficientamento possono diventare più complesse e richiedere molto tempo. Queste tecniche è probabile siano più efficaci con nuove installazioni, anziché con il retrofitting.
Fattori economici
Applicabili a tutte le soluzioni di riscaldamento.
Le sfere galleggianti sono economiche.
I costi di investimento per sistemi sofisticati di scambio di calore possono essere molto elevati.
Fattori chiave per l'implementazione
Risparmio nei costi e controllo di qualità.
Esempi applicativi
Impianti di trattamento superficiale dei metalli.
Migliori pratiche
RIDUZIONE DEL VOLUME DI ARIA ESTRATTA
Il sistema più comune utilizza cappe di aspirazione situate lateralmente all'area di ingresso per la placcatura delle dime sulle barre del piano e per la rotocromatura sopra le vasche di processo.
L'efficienza dell'estrazione di aria è determinata dalla velocità minima dell'aria (vx) necessaria per catturare vapori, fumi o aerosol al punto più distante dalla cappa di estrazione.
Ci sono tre opzioni per ridurre il volume di aria estratta:
- Riduzione della superficie libera sopra i serbatoi: coperchi incernierati alla vasca, comandati singolarmente, con chiusura e apertura automatica all'ingresso e all'uscita dei pezzi nei serbatoi di processo sono la soluzione più appropriata ma anche più costosa in termini progettuali. Questo sistema è solitamente combinato con un dispositivo che aumenta automaticamente il volume di aria estratta quando i coperchi sono aperti. In questo modo si può ottenere fino a un 90% di riduzione dell'aspirazione.
- Sistema push-pull: questo metodo è progettato per creare un flusso d'aria sopra la superficie del bagno di trattamento. Funziona con una cappa aspirante di fronte un condotto di soffiaggio. La superficie della soluzione di elaborazione non deve presentare alcun telaio o ostacolo per il flusso d'aria. Pertanto la sua applicazione rimane piuttosto limitata.
- Confinamento della linea di placcatura: recentemente, in alcune applicazioni si è riusciti ad arrivare alla segregazione completa dell'impianto. La linea di placcatura è installata all'interno di un ambiente confinato, mentre tutte le altre operazioni, i sistemi di gestione, le stazioni di carico/scarico si trovano all'esterno. Poiché una notevole quantità di aria estratta è ancora necessaria per impedire la corrosione delle apparecchiature all'interno dell'ambiente confinato, non si possono raggiungere risparmi energetici superiori rispetto alle altre tecniche.