Impianti Waste-to-Energy: filtrazione dei gas da combustione in ambienti difficili

Negli impianti Waste-to-Energy (WtE) la filtrazione dei fumi non è un semplice “ultimo anello” del processo, ma un dispositivo critico di sicurezza, conformità e continuità produttiva. La composizione dei gas di combustione è intrinsecamente variabile (mix rifiuti, umidità, potere calorifico), mentre i contaminanti possono includere HCl, HF, SOx, NOx, ammoniaca residua (NH₃ slip), mercurio e metalli pesanti, diossine/furani e particolato finissimo. A ciò si sommano condizioni operative impegnative: shock termici, punti di rugiada acida, ceneri igroscopiche e appiccicose, cariche elettrostatiche e fasi di condensa. In questo contesto, costruire un sistema di filtrazione dell’aria realmente stabile e sostenibile significa progettare il sistema nel suo insieme: cestelli porta maniche, media filtranti, Venturi, accessori, logica di pulizia e manutenzione.

Di seguito una guida pratica alle criticità più comuni e alle risposte tecniche più efficaci per portare la filtrazione WtE dalla gestione dell’emergenza al controllo del processo.

Le sfide tipiche nei WtE (e perché sono diverse dagli altri settori)

1. Variabilità del combustibile
   Il rifiuto eterogeneo rende instabile la composizione dei fumi: cloruri/fluoruri a tratti elevati, zolfo variabile, frazioni organiche che condizionano la formazione di aerosol e composti condensabili. Ne derivano cake non uniformi e ΔP (perdita di carico) altalenante.
2. Dew point acido e condense
   La presenza di SO₃/H₂SO₄ e HCl, combinata con umidità e raffreddamenti rapidi (air-quench, economizzatori), innesca condense acide su superfici metalliche e tessili, con corrosione dei componenti e blinding del media.
3. Ceneri igroscopiche e sticky
   Sali di calcio/magnesio da reazioni in SDA/DSI (semi-dry absorber/dry sorbent injection) e carbone attivo per Hg/diossine producono cake coesivi, difficili da rigenerare con impulsi standard: la pulizia diventa inefficiente, la ΔP cresce, i consumi d’aria esplodono.
4. Transitori e shock termici
   Start/stop, load-following e squilibri termici localizzati deformano componenti e creano punti freddi: la combinazione con condense accelera l’usura.
5. Rischi ATEX localizzati
   Nelle sezioni di movimentazione/accumulo polveri secche, in particolari condizioni, possono presentarsi scenari con polveri combustibili/conduttive che richiedono mitigazioni dedicate.

Progettare il sistema, non il singolo componente

Cestelli porta maniche: l’“ossatura” che fa la differenza

Il cestello determina la geometria di sostegno della manica, la distanza tra fili, i punti di contatto e lo scorrimento del cake durante la rigenerazione. In WtE servono:

• Materiali e trattamenti idonei alla corrosione: acciai AISI 304L/316L per aree ad alto rischio condense; zincati di qualità o coating ad alte prestazioni in alta temepratura (es. classe EcoHPC+) quando servono protezione aggiuntiva contro acidi/umidità e abrasione del fly-ash.
• Giunzioni evolute (es. a doppio anello o a doppia gola) e fondelli/collari smussati per eliminare spigoli che tagliano la manica e punti suscettibili a pitting.
• Tolleranze e rigidità coerenti con gli shock: saldature e telai dimensionati per evitare micro-deformazioni che portano a sfregamenti localizzati.

Venturi e strategia di pulizia: dove si vince la ΔP

Nel pulse-jet, la qualità del Venturi incide direttamente su efficienza e consumi. Una geometria ottimizzata (es. concetto EcoTurbo) uniforma l’onda di pressione e migliora il distacco dei cake “difficili”, consentendo di abbassare la pressione media di esercizio, ridurre gli impulsi e limitare lo stress sul media. L’effetto pratico è una ΔP più stabile e minori kWh/Sm³ di aria compressa.

Più superficie filtrante senza rifare la carpenteria

Con polveri appiccicose conviene ridurre la velocità frontale. Geometrie di cestello che aumentano la superficie filtrante a ingombro invariato (es. approccio Waveline) stabilizzano la ΔP e dilatano gli intervalli di pulizia, con benefici tangibili su energy use e vita delle maniche.

Sicurezza e ATEX

Per sezioni con potenziali atmosfere esplosive (silos di ceneri, trasporti polveri secche), l’impiego di componenti e accorgimenti antistatici (famiglia EcoAtex) aiuta a dissipare cariche ed è complementare alle misure impiantistiche (messa a terra, rilevazione, sfoghi).

La coppia vincente: cestello giusto + media coerente

Un cestello perfetto con una manica non idonea (o viceversa) riduce l’efficacia del sistema. In WtE occorre:

• Media filtranti con finiture anti-stick e anti-idro (e, dove opportuno, membrane) per cake coesivi e aerosol acidi; scelta della classe di temperatura coerente con i picchi reali e i transitori.
• Cestelli con coating anti-corrosione o in inox nelle zone a rischio condense; distanza tra fili e finitura superficiale che minimizzino abrasione e punti di innesco.
• Accessori coerenti (collari, anelli, giunzioni) per tenuta e stabilità fluidodinamica, evitando colli di bottiglia sull’imbocco.
  

Integrazione con DSI/SDA e carbone attivo: la regia di processo

La filtrazione WtE non vive isolata: è “a valle” di sistemi reagenti (DSI/SDA, eventuale SCR/SNCR). Per evitare ΔP runaway e blinding:

• Tarare il dosaggio reagenti sul reale carico acidi/metalli, evitando eccessi che rendono il cake troppo coesivo.
• Controllare l’umidità in uscita da quench/SDA per stare sopra il dew point acido senza avvicinarsi alla condensa.
• Ottimizzare la pulizia (pressione/tempo/frequenza) in funzione della stagionalità e della miscela rifiuti; il profilo “inverno/estate” spesso non è identico.

Manutenzione e gestione: dove si risparmia davvero

• Ispezioni periodiche dei cestelli (saldature, coating, segni di corrosione/abrasione) e verifica tenute/fals’aria.
• Gestione condense: isolamento dei punti freddi, drenaggi, monitoraggio acid dew point; prevenire è più efficace di “curare” con impulsi.
• Stoccaggio/handling corretti: aree asciutte e ventilate; protezioni anti-urto/anti-salsedine; formazione su carrelli e sollevamenti per evitare deformazioni dei telai.
• Tracciabilità digitale dei componenti (es. NFC, approccio EcoSmart) per sapere cosa, dove, da quanto tempo e con quali condizioni è installato: abilitante per manutenzione predittiva e piani ricambi intelligenti.

Caso esemplificativo: retrofit su linea WtE con ΔP instabile

Scenario: ΔP crescente, cake adesivo post-SDA, consumi di aria compressa elevati, corrosione localizzata sui cestelli in zona plenum freddo.
Intervento:

1. Sostituzione cestelli con versione rivestita high-performance (classe EcoHPC+) nelle file più esposte;
2. Adozione Venturi a geometria ottimizzata (concetto EcoTurbo) per rigenerazione uniforme;
3. Selezione media con finitura anti-stick e classe T coerente con picchi reali;
4. Isolamento punti freddi, revisione tenute e riduzione fals’aria;
5. Taratura DSI/SDA per limitare eccessi di reattivo;
6. Tracciabilità componenti per follow-up ΔP/impulsi.

Risultato atteso: ΔP più regolare, −20/30% impulsi (indicativo), minori fermi per blinding, life extension delle maniche e riduzione TCO, senza modifiche strutturali alla carpenteria.

Conformità e sostenibilità: benefici misurabili

Un filtro che rigenera bene, con ΔP stabile e minori impulsi, consuma meno energia, genera meno rifiuti (sostituzioni ravvicinate) e mantiene emissioni più stabili (polveri, micro-inquinanti post-adsorbimento). Sono vantaggi che pesano su AIA/IED, BAT e KPI ESG: non solo conformità, ma performance ambientale verificabile.

Come iniziare: percorso operativo in 4 passi

1. Audit del sistema: ΔP, impulsi, consumi aria, profilo termico/umidità, dew point acido, stato maniche e cestelli, perdite/tenute.
2. Scelte materiali: cestelli (inox/coating), accessori e media coerenti con chimica/transitori.
3. Ottimizzazione Venturi e set-point di pulizia (profilo stagionale e mix rifiuti).
4. Piano manutenzione e tracciabilità: ricambi a finestra, stoccaggio protetto, dati per decisioni rapide.

Se stai gestendo un impianto Waste-to-Energy e vuoi passare da una filtrazione “reattiva” a una filtrazione sotto controllo, la strada è un approccio di sistema: cestelli corretti e protetti, Venturi evoluti, media coerenti, regia di processo con DSI/SDA e manutenzione intelligente. Così affidabilità, conformità ed efficienza energetica procedono finalmente nella stessa direzione.