La rimozione di inquinanti gassosi generati di processi industriali può essere difficile e costosa.  Il separatore inerziale per vapori condensati (FumeCatch) è un sistema autonomo di pulizia dell’aria personalizzato che fornisce una soluzione per catturare i vapori condensabili in modo più efficiente. I vapori vengono fatti condensare in modo controllato e le goccioline generate dalla condensazione sono rimosse da dispositivi inerziali con alta efficienza e ridotta manutenzione.

L’adozione della tecnologia FumeCatch offre diversi vantaggi:

  • La manutenzione è ridotta e può essere automatizzata per evitare arresti del processo produttivo
  • La pulizia o la rigenerazione dei dispositivi per il controllo dell’inquinamento è ridotta in modo da risparmiare energia e acqua rispetto agli approcci tradizionali
  • I vapori condensati forniscono materiali che possono essere venduti sul mercato o reintrodotti nel ciclo produttivo

Stato del brevetto

DEPOSITATO

Numero di priorità

102020000025957

Data di priorità

30/10/2020

Licenza

ITALIA

Mercato

Alcune delle potenziali applicazioni e mercati di FumeCatch sono:

  1. Industria della vulcanizzazione della gomma (Cina, India, Germania, Italia, USA)
  • I vapori rilasciati dal processo devono essere catturati per evitare l’inquinamento ambientale
  1. Tostatura del caffè (Brasile, Italia)
  • Il 20% della massa dei chicchi viene vaporizzato e perso: se recuperato potrebbe essere venduto
  1. Olio di pirolisi dalla produzione di carbone di legna (Brasile, Cina, India)
  • Alternativa ai combustibili fossili in cui dal 40% al 70% della massa viene persa e sprecata
  • L’olio recuperato ha un valore commerciale
  1. Recupero dei vapori rilasciati dai processi di asfaltatura
  • Riduzione delle sostanze nocive rilasciate nell’aria per la protezione dei lavoratori e della popolazione in generale

Problema

Numerosi processi produttivi industriali comportano l’emissione di sostanze inquinanti sotto forma di aeriformi, talvolta infiammabili. Tali sostanze non devono essere disperse negli ambienti di lavoro per tutelare la salute dei lavoratori, né possono essere scaricate direttamente nell’ambiente esterno per non inquinare indiscriminatamente l’atmosfera circostante. Di conseguenza si devono depurare i fumi generati dal processo produttivo in unità di trattamento apposite, per poi scaricare verso l’esterno, solitamente tramite un camino, i contaminanti residui che non è stato possibile catturare col sistema di trattamento dei fumi.

L’invenzione intende risolvere il problema della cattura degli inquinanti gassosi principalmente con base organica, dopo averne indotto, almeno in parte, la loro condensazione. In questo modo, si crea un aerosol costituito da particelle liquide catturabili mediante dispositivi inerziali, tipo i cicloni. Tra le ricadute positive, si evidenzia la possibilità di effettuare il ricircolo dell’aria in cui si trovano gli inquinanti generati durante il processo di fabbricazione, consentendo così di azzerare idealmente l’impatto ambientale del processo produttivo che genera l’inquinante gassoso. In alcuni processi produttivi, inoltre, si generano vapori che se condensati hanno un valore commerciale. Quindi la dispersione in ambiente di tali vapori costituisce attualmente anche un danno economico oltre che ambientale.

Limiti attuali tecnologie / Soluzioni

Le soluzioni esistenti, tipicamente precipitatori elettrostatici, letti adsorbenti, scrubber a umido, necessitano di processi di rigenerazione costosi dal punto di vista energetico ed economico. La rigenerazione implica la sostituzione di materiali o componenti e, di conseguenza, il fermo del ciclo produttivo. Inoltre tutte le procedure di manutenzione comportano inevitabilmente un costo. La rigenerazione di un adsorbente consiste nel suo riscaldamento ad alta temperatura per un periodo di tempo sufficiente per espellere il contaminante che dovrà nuovamente essere catturato con altra tecnologia. Le acque derivanti dal processo di scrubbing a umido devono essere trattate prima di essere smaltite, mentre i precipitatori elettrostatici, oltre a garantire efficienze di rimozione non sempre adeguate devono essere continuamente puliti. Nessuna delle tecnologie elencate può essere racchiusa in un dispositivo facilmente trasportabile o modulare.

Killer Application

La tecnologia FumeCatch può essere utilizzata per rimuovere contaminanti gassosi condensabili, principalmente nei fumi. Alcune applicazioni sono la cattura di:

  • Contaminanti gassosi prodotti da processi industriali, quali la vulcanizzazione della gomma
  • Aromi con valore commerciale rilasciati durante la tostatura del caffè
  • Vapori condensabili con valore commerciale rilasciati dalla produzione di carbone vegetale
  • Idrocarburi rilasciati durante operazioni di asfaltatura e impermeabilizzazione

Tecnologia e nostra soluzione

La tecnologia FumeCatch consente di catturare in modo efficiente ed efficace i vapori a base organica contenuti nei fumi derivanti da numerosi processi industriali. I fumi vengono raffreddati tramite l’iniezione diretta di una portata di aria più fredda prodotta da una macchina frigorifera o da un accumulo freddo. Il mescolamento tra le due portate induce la condensazione dei vapori. Essa è localizzata prevalentemente nella porzione di volume contenuta tra la zona di mescolamento e il separatore ciclonico che cattura le particelle liquide condensate rimuovendole dal resto dei fumi in entrata grazie alla notevole forza centrifuga. Le particelle liquide, dopo avere toccato la superficie laterale del ciclone, formano un film liquido che cola per gravità verso il basso. Il contaminante ormai in forma liquida può essere raccolto dalla zona inferiore del ciclone con contenitori sigillabili facilmente e asportabili senza interruzione dell’attività. I fumi depurati da gran parte del contaminante possono essere reintrodotti nel ciclo produttivo senza la necessità di evacuarli al camino.

Vantaggi

Il sistema con condensazione indotta richiede una manutenzione ridotta rispetto alle tecnologie sopra elencate perché non possiede componenti da rigenerare. La sua manutenzione può essere in gran parte automatizzata perché il contaminante condensato è raccolto sul fondo del separatore ciclonico in modo continuo grazie alla caduta spontanea per gravità verso il basso.

Il contaminante separato dai fumi può essere eventualmente riutilizzato, aspetto importante nel caso in cui il contaminante condensato abbia anche un valore commerciale.

La tecnologia FumeCatch non genera materiali da trattare separatamente (acque reflue, carboni esausti, ecc.) o da smaltire successivamente, né richiede la rigenerazione di materiali adsorbenti o dispositivi con processi complicati e costosi.

L’installazione dei componenti necessari non altera la disposizione del processo produttivo e si presta a un utilizzo anche su piccola scala.

L’unità di trattamento dei fumi può generare una portata depurata che consente di produrre un ciclo chiuso dei fumi senza la loro evacuazione al camino e quindi consente il riposizionamento dei processi produttivi in modo flessibile.

L’intera unità è trasportabile e può quindi essere collocata a bordo di mezzi di trasporto o essere usata per applicazioni in movimento.

Roadmap

La costruzione del prototipo è stata finanziata col bando Proof of Concept che prevede la costruzione di un dispositivo dimostrativo in scala ridotta entro la fine del 2021.

Il team comprende un membro residente in Brasile che intende installare un prototipo dimostrativo presso aziende interessate.

Il gruppo in Italia ha preso contatti con un’azienda nel settore della produzione di particolari in gomma che ha espresso interesse per la tecnologia.

Allo scopo di costruire un solido business plan per la creazione di una start-up è necessaria l’inclusione di competenze commerciali nell’attuale team.

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