Recuperación de calor integrada con un generador de calor para el sector de la conversión

Cómo aprovechar al máximo la combustión de los contaminantes para apoyar el funcionamiento de la máquina de producción

 

LOS PROCESOS DE SECADO DE LOS SOPORTES IMPRESOS CON TINTAS A BASE DE DISOLVENTE EN EL SECTOR DE LA CONVERSIÓN REQUIEREN ENERGÍA TÉRMICA QUE A MENUDO SE SUMINISTRA CON ACEITE DIATÉRMICO COMO FUENTE DE CALOR; LA EVAPORACIÓN DE LOS DISOLVENTES GENERADA EN EL PROCESO DE SECADO CREA UNA EMISIÓN ATMOSFÉRICA QUE PUEDE DEPURARSE MEDIANTE LA INSTALACIÓN DE UN OXIDADOR TÉRMICO REGENERATIVO.

Recupero Termico Settore Converting

EL IMPACTO MEDIOAMBIENTAL Y ENERGÉTICO DE LOS PROCESOS DE SECADO DE LOS SOPORTES IMPRESOS CON TINTAS DE BASE DISOLVENTE

La impresión de soportes con tintas con base de disolvente se utiliza para la producción de plástico, papel o materiales laminados utilizados en la industria de la conversión para crear embalajes flexibles. Las tintas pueden aplicarse a sustratos flexibles mediante procesos de huecograbado, flexografía o lacado. Cada uno de
estos procesos incluye una o varias secciones de secado, en las que los disolventes utilizados para la aplicación de las tintas se evaporan en un flujo de aire de secado que se emite a la atmósfera mediante instalaciones de ventilación especiales. Por lo tanto, las emisiones en la atmósfera contienen Compuestos Orgánicos Volátiles (C.O.V.), que causan molestias de olor y contaminación ambiental. En los procesos de secado, el aire de secado se calienta, a menudo utilizando aceite diatérmico como fluido de transferencia de calor.

LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS EMISIONES

Las emisiones atmosféricas de los procesos de conversión tienen las siguientes características:

VARIABLE CARACTERÍSTICAS
Temperatura 40-70°C, dependiendo del soporte utilizado y de la temperatura de secado requerida
Presencia de compuestos orgánicos volátiles (C.O.V.) Alcoholes y ésteres
Caudales de aire emitido Muy variable, dependiendo del número de máquinas de producción instaladas, el ancho de impresión y el número de unidades de impresión de cada máquina
Concentración de compuestos orgánicos volátiles (C.O.V.) Alta, debido a la presencia de sistemas de recirculación y a la concentración de contaminantes en la maquinaria de producción
Ciclo de funcionamiento En varios turnos diarios

OBJETIVOS DE DEPURACIÓN Y RECUPERACIÓN DE ENERGÍA

El objetivo de la depuración es, principalmente, reducir al máximo la emisión de contaminantes nocivos para el medio ambiente (C.O.V.) a la atmósfera, respetando los límites reglamentarios de cada uno de los contaminantes presentes, reduciendo al máximo la formación de contaminantes secundarios, con unos
costes de inversión aceptables y recuperando la energía que puede utilizarse directamente en el proceso de producción que genera la emisión.

LA SOLUCIÓN MEDIANTE EL PROCESO DE OXIDACIÓN TÉRMICA REGENERATIVA CON RECUPERACIÓN DE CALOR INTEGRADA EN EL GENERADOR DE CALOR

Para resolver el problema medioambiental y obtener una interesante recuperación de energía, se combinó la oxidación térmica regenerativa con un generador de calor capaz de aprovechar el exceso de energía generado en el proceso de oxidación.

La oxidación térmica regenerativa es un proceso que permite, en presencia de una alta temperatura y del oxígeno normalmente contenido en las emisiones, la transformación de los contaminantes orgánicos en subproductos de reducido impacto ambiental: agua y dióxido de carbono.
Dado que la reacción de conversión requiere que la temperatura de emisión se eleve a 800-900 °C, hay una recuperación de energía muy eficaz que, gracias al uso de cuerpos de relleno cerámicos específicos, logra mantener lo más bajo posible los costes de funcionamiento relacionados con el uso de combustible auxiliar
que alimenta un quemador específico.

En esta aplicación, el contenido de contaminantes presentes es tan elevado que el calor generado por la oxidación de los Compuestos Orgánicos Volátiles no solo permite que el oxidador funcione en modo autotérmico, sino que también está disponible en exceso para ser aprovechado por el generador de calor que permite calentar el aceite diatérmico utilizado para calentar el aire de secado utilizado en la máquina de impresión.
Por tanto, el generador de calor está diseñado para funcionar no solo con un combustible tradicional (gas natural), sino también aprovechando el calor presente en los humos de combustión del oxidador

LAS MEDIDAS IDENTIFICADAS PARA SU APLICACIÓN EN LA INDUSTRIA DE LA CONVERSIÓN

La oxidación térmica regenerativa es un proceso frecuentemente utilizado para tratar las emisiones atmosféricas con C.O.V. liberados en los procesos de conversión, caracterizado por la necesidad de tratar caudales de aire variables y cantidades elevadas de contaminantes; en este caso, se ha combinado con un generador de calor integrado en el oxidador, que permite recuperar el exceso de calor generado por la reacción de oxidación térmica de los contaminantes en el proceso de producción.

La aplicación en la industria de la conversión ha tenido que prever la identificación y aplicación de medidas específicas que permitieran alcanzar los siguientes objetivos:

  • La obtención del máximo rendimiento de depuración mediante el dimensionamiento específico de los parámetros del proceso
  • La optimización de la recuperación de calor, gracias a la realización de un generador de calor capaz de aprovechar el exceso de energía que poseen los humos de la combustión, pero también de funcionar con el combustible tradicional
  • La flexibilidad de poder proporcionar calor para el proceso de producción incluso cuando la concentración de contaminantes no es suficiente para soportar la demanda de energía
  • Fiabilidad de funcionamiento, para poder garantizar de forma constante en el tiempo tanto la reducción de contaminantes como la generación de las necesidades térmicas del proceso de producción.

LOS RESULTADOS OBTENIDOS

El RTO instalado està caracterizado por una recuperación de energía tan alta, que no solo le permite trabajar en modo autotérmico (es decir, sin necesidad de un combustible de soporte), sino que también se puede utilizar para calentar el aceite diatérmico utilizado en el proceso de secado. Por lo tanto, es posible
no solo depurar la emisión del contenido de disolvente, sino también reducir considerablemente el impacto energético y medioambiental del proceso de producción, con un atractivo retorno de la inversión y una reducción de la producción de CO2.

Los resultados obtenidos mediante la combinación de estas tecnologías permiten confirmar la validez de la solución que ha permitido obtener los siguientes resultados:

  • El respeto de los límites de emisión con valores de concentración de contaminantes en las emisiones a la atmósfera significativamente inferiores a los límites reglamentarios previstos La reducción de la formación de contaminantes secundarios no solo en el proceso de oxidación, sino también en el proceso de generación de calor del proceso de producción
  • La contención o incluso la eliminación de los costes de gestión incluso en el proceso de producción
  • No hay ninguna interferencia con los procesos de producción antes de la instalación de depuración
  • El retorno económico de la inversión en un periodo de tiempo muy ventajoso