Dove eravamo rimasti? 

Fig. 7

La fig. 7 mostra a completamento della panoramica un comune degasatore di tipo atmosferico. Anche in questo caso il vapore di degasazione viene convogliato nel recipiente sotto il livello dell’acqua di alimento tramite iniettori vapore. Il sistema però è privo del duomo di degasazione a scorrimento, il serbatoio presenta soltanto un tubo di sfiato atmosferico libero e senza punto di strozzamento e funziona di norma a pressione ambiente, cioè senza sovrappressione.

I degasatori atmosferici sono ancora molto comuni, ma occorre tener presente che l’effetto di degasazione che essi producono è naturalmente inferiore a quello dei degasatori a scorrimento con sovrapressione perché le temperature raggiunte sono limitate ai 90-95°C.

Per migliorare il funzionamento e la resa dei degasatori atmosferici, o per ottimizzare i serbatoi dei ritorni condense, Spirax Sarco ha progettato e realizzato una testata di condensazione e degasazione per degasare e pressione atmosferica l’acqua di alimento delle caldaie (la fig. 8 mostra un esempio di questa applicazione).

Fig. 8

L’azione di miscela dei flussi caldi e freddi in ingresso è ottenuta mediante lo studio dei percorsi ed il passaggio su appositi piatti di frazionamento.

L’ingresso dell’acqua di reintegro avviene attraverso un sistema di polverizzazione e diffusione che aumenta la superficie esposta all’acqua, facilitando l’assorbimento del vapore e la miscelazione con le condense ad alta temperatura.
Il sistema Spirax Sarco è costituito da tre parti distinte:

  • il gruppo di miscela che verrà fissato è imbullonato alla parte superiore del pozzo condensa e che incorpora le connessioni di dimensione adeguata alle portate dell’impianto per l’acqua fredda di reintegro, per le condensa di ritorno, per il vapore, ecc.;
  • il tubo diffusore che distribuisce il miscelato immettendolo nel pozzo condense;
  • le guarnizioni appositamente previste per entrambi i lati della flangia di fissaggio del tubo diffusore;

Menzioniamo infine alcuni aspetti per rispondere alla domanda se gli impianti termici di degasazione siano specificamente necessari e non sia invece sufficiente una depurazione puramente chimica dell’acqua.

In base alle direttive dei produttori di caldaie ed alle raccomandazioni degli enti di controllo, l’acqua di alimento per le caldaie di dimensioni medio grandi deve avere un contenuto di ossigeno residuo sicuramente inferiore a 0,02 mg/l. Non viene prescritto un particolare sistema per raggiungere questo obiettivo, ma è bene prevedere l’aggiunta di un deossigenante chimico per eliminare  completamente il contenuto di ossigeno che è  la  principale  causa  di corrosione in questo tipo di impianti. 

La soluzione più favorevole e meglio rispondente alle norme ed alla conformazione dei singoli impianti deve essere valutata e decisa di caso in caso. A tale fine è necessario considerare alcuni fattori, come ad esempio la durezza dell’acqua disponibile. Rispetto all’acqua dolce, un’acqua dura significa contenuto più elevato di anidride carbonica legata, potenziale di corrosione maggiore e, quindi, ulteriore trattamento con additivi per renderla utilizzabile come acqua di alimento (è possibile ipotizzare una riduzione dell’anidride carbonica libera mediante aggiunta di alcalinità volatile al vapore).

Anche la quantità di condensa di ritorno è importante. Un’alta percentuale di ritorno della condensa richiede un quantitativo minore di acqua di apporto e quindi l’acqua di alimento presenterà un contenuto inferiore di anidride carbonica legata.

A tale proposito assume sensibile rilevanza anche il riciclo termico sotto forma di sfruttamento del vapore di flashing utilizzabile tramite sistemi appositamente previsti. Minori perdite di vapore di rievaporazione significano una maggiore quantità di condensa riciclabile. 

Svolge un ruolo importante anche l’alcalinità dell’acqua. Qualora dovesse calare faràdiminuire la percentuale di anidridecarbonica legata con conseguentecalo del potenziale di corrosione. Occorre sempre stabilire se sia possibile o meno aggiungere dell’alcalinità volatile al vapore per neutralizzare l’anidride carbonica libera. 
Ciò dovrebbe in linea di massima essere sempre possibile in tutti gli impianti che non lavorano generi alimentari. 

L’alcalinità volatile al vapore è in grado di innalzare il valore di pH nella condensa di recupero e quindi di proteggere dalle corrosioni sia la rete di distribuzione che quella di ritorno. Sono inoltre disponibili sul mercato degli agenti a base di ammine grasse volatili che formano uno strato monomolecolare sui materiali metallici, impedendo così in ampia misura gli attacchi dell’anidride carbonica libera e dell’ossigeno.
Questi agenti innalzano il valore di pH solo in misura trascurabile: nella condensa permane una certa quantità di anidride carbonica libera, ma il suo effetto corrosivo sui metalli è praticamente nullo grazie allo strato protettivo così formato. Dato che il contenuto di ferro nelle condense è un indice dell’intensità della corrosione, l’efficacia dello strato protettivo si può accertare misurando il contenuto di ferro della condensa; un basso contenuto di ferro indica una bassa intensità di corrosione.

Negli impianti che producono o lavorano latte e derivati, è rigorosamente vietato aggiungere alcalinità volatile al vapore. Per altre produzioni, invece, è possibile utilizzare ammine alcalinizzanti volatili, anche quando il vapore può andare direttamente a contatto con gli alimenti, purché nel rispetto delle normative di riferimento per quanto riguarda la tipologia di ammine e la loro concentrazione nel vapore

Tuttavia, nellamaggior parte dei casi, non è ancora statototalmenteaccertato l’effetto delle ammine sugli alimenti e, quindi, al posto dell’alcalinitàvolatile si consiglia alle aziende che operano nel campo alimentare dioptare preferibilmente perun sistema di degasazione termica senza il quale, in assenza dialcalinità, non sarebbe possibile garantire al sistemavapore un’efficaceprotezione dalla corrosione. In questi impianti l’anidride carbonica legata, che si può liberare in caldaia (la cosiddetta scissione sodica), deve essere eliminata il più completamente possibile mediante la degasazione termica delle condense e dell’acqua di reintegro.

Come si può intuire, occorre valutare molti e diversi aspetti, per potere prendere decisioni a favore o contrarie all’adozione di un impianto di degasazione termica.

Gli argomenti ed i problemi che siamo andati a toccare dimostrano come la degasazione è un settore di massima importanza per un sistema di generazione di vapore e che molti sono i fattori da prendere in considerazione per poter effettuare una scelta oculata.

Il terreno della depurazione puramente chimica è particolarmente insidioso e richiede una conoscenza congiunta di degasazione chimica dell’acqua e di termotecnica, mentre la degasazione termica non può essere affrontata con criteri puramente meccanici.

I tecnici di Spirax Sarco possono essere un prezioso riferimento per la soluzione di problemi e necessità impiantistiche poiché l’esperienza sul campo da oltre 130 ci permette di offrire un servizio unito ad una consulenza a 360 gradi per garantire ottime prestazioni d’impianto, massima efficienza in vista di un consumo energetico sostenibile. 

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