Simulazione di elettrofiltri per l’abbattimento di nebbie

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Progettazione di un filtro ottimizzato che migliori le prestazioni del sistema

Un elettrofiltro (ESP – Electro Static Precipitator) è una macchina che ha la finalità di separare polveri o nebbie da gas esausti per attrazione elettrostatica. In pratica, il filtro convoglia il flusso gassoso in direzione ascendente all’interno di un numero elevato di canali o tubi, le cui superfici opportunamente caricate trattengono i contaminanti.

FMB ha appoggiato la società Desmet-Ballestra nel percorso di ottimizzazione di queste macchine. Desmet-Ballestra è una multinazionale leader nel settore Detergenti e Chemicals.
Grazie alla simulazione CFD abbiamo infatti riprodotto il comportamento dei flussi all’interno del filtro. La finalità del lavoro di progettazione era duplice:

  1. Migliorare la distribuzione dei flussi di gas tra i tubi, per garantire un trattamento uniforme di tutta la portata di gas.
  2. Ridurre al massimo le perdite di carico dell’apparecchio.

In sostanza, il lavoro si è concentrato sulla simulazione di diverse configurazioni, per trovare la migliore. I modelli analizzati prevedevano un numero di tubi paralleli compreso tra 70 e 150 ed un’altezza di diversi metri. Dunque le geometrie presentavano una complessità elevata.
Dalle simulazioni si sono ricavati i valori esatti di portata attraverso ciascun tubo nel tempo. Abbiamo inoltre valutato l’impatto delle turbolenze all’interno del filtro, e studiato l’introduzione di dispositivi che migliorassero l’uniformità di moto.

Questo approccio ci ha permesso di ottenere un design ottimale dell’elettrofiltro, potendo quantificare risultati e miglioramenti attesi nelle prestazioni.

In conclusione, il nuovo design dell’elettrofiltro ha garantito a Desmet-Ballestra prestazioni decisamente superiori. Sfruttando la simulazione CFD, è stato possibile ottenere una variabilità complessiva delle portate tra le maniche inferiore al 5%. Le perdite di carico sono rimaste sullo stesso livello della soluzione di partenza. Questo risultato rappresenta un miglioramento molto marcato nelle prestazioni della macchina.