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Applicazioni Recupero Termico da Processi Industriali

Recupero Termico

Il ciclo Rankine organico, per le sue caratteristiche intrinseche - prima tra tutte le basse temperature necessarie - si presta ottimamente alla realizzazione di sistemi di recupero termico, valorizzando cascami termico fino a quel momento inutilmente dispersi.

I sistemi ORC Zuccato Energia possono recuperare energia dalla maggior parte dei processi industriali che coinvolgono il calore, quali:

  • Forni e fornaci nell'industria metallurgica, vetraria, cementizia e della ceramica;
  • Caldaie e generatori di vapore nell’industria cartaria,chimica e petrolchimica;
  • Forni, essiccatoi, affumicatoi, vasche di frittura dell’industria alimentare ed inceneritori nel rendering dei grassi animali.

Le dimensioni e taglie ridotte dei sistemi ORC Zuccato Energia si adattano perfettamente ad una installazione distribuita in grado di intercettare il calore di scarto là dove viene creato, senza i dispendiosi interventi sui sistemi principali richiesti dagli impianti di grande taglia. Ciò semplifica il retrofitting ad impianti esistenti, aumenta l'affidabilità dell'impianto, e consente un'efficienza di recupero senza pari in quanto diviene possibile porre in ogni punto di dispersione termica il modulo ORC più adatto per assorbire e riconvertire lo specifico tipo e quantità di calore disperso.

L'interfacciamento più comune avviene installando scambiatori di calore nel circuito fumi dell'impianto, ma vi sono varie altre possibilità, e l'utilizzo di acqua in circuito chiuso come fluido vettore garantisce efficienza, sicurezza e semplicità impiantistica.

I moduli ORC Zuccato Energia non necessitano di Certificazione Prevenzione Incendi (CPI) in quanto il fluido vettore è acqua ed il fluido di lavoro non è né infiammabile né esplosivo e possono inoltre, ove necessario, essere costruiti in conformità alla certificazione ATEX.

L'interfacciabilità elettrica sul posto con le cabine di media tensione porta ad una semplificazione impiantistica e rende possibile l'iper­am­mor­ta­men­to al 250% previsto negli incentivi "Industria 4.0"

Nel corso degli anni, Zuccato Energia ha elaborato soluzioni specifiche per diversi tipi di industria:

Industria Metallurgica

L' industria dei metalli ferrosi e non è probabilmente il primo settore cui si pensa in termini di recupero di cascami termici, e normalmente dispone già di impianti basati su tecnologia a vapore atti a recuperarne buona parte.

I sistemi ORC Zuccato Energia forniscono tuttavia la possibilità di incrementare ulteriomente l'efficienza di recupero, intercettando il calore residuo a media temperatura ancora presente a valle di tali impianti, tramite l'inserimento di appositi scambiatori termici nel circuito fumi di forni fusori o di forni riscaldo billette in punti strategici:

  • A monte del filtro a maniche, dove alla produzione di energia elettrica si affianca la riduzione e stabilizzazione della temperatura in ingresso al filtro
  • A valle di un eventuale filtro elettrostatico , recuperando calore da fumi puliti ad alta temperatura.

La bassa temperatura di esercizio dei sistemi ORC Zuccato Energia consente inoltre ulteriori possibilità di efficientamento energetico valorizzando il calore residuo a bassa temperatura finora irrecuperabile, quale:

  • Il calore presente nel circuito delle acque di raffreddamento - facilmente implementabile, tale recupero offre un ritorno sia dal punto di vista economico che ambientale, per la minor dispersione di calore in torre, grazie alla sua trasformazione in elettricità.
  • Il calore proveniente dai forni di essicazione rottami, a temperatura troppo bassa per i grandi impianti, ma perfetta per la conversione in elettricità tramite un modulo ORC.

Zuccato Energia, appoggiandosi ad ESCO esterne per il supporto impiantistico, è in grado di fornire anche in questo campo soluzioni a tutto tondo.

Recupero termico da acciaieria

Industria Ceramica

L’ industria della ceramica consuma ed al tempo stesso disperde moltissima energia.

Secondo il tipo di forno, fino al 20% dell’energia termica immessa in un forno se ne va con i fumi, il 25% filtra per dispersione termica attraverso le pareti della fornace ed un massiccio 55% viene volutamente dissipato per raffreddare i prodotti alla fine del processo di cottura.

Zuccato Energia può intervenire a più livelli per limitare tali sprechi.

  • Posizionando speciali scambiatori di calore nella parte più calda degli stadi di raffreddamento del forno - grazie ad una partnership col detentore di uno specifico brevetto - è possibile recuperare fino al 45% del calore prodotto dai bruciatori;
  • Posizionando uno scambiatore nella linea fumi a monte del filtro a maniche,si affianca alla produzione di energia elettrica la riduzione e stabilizzazione della temperatura in ingresso al filtro;
  • Posizionando uno scambiatore nella linea fumi a valle di un eventuale filtro elettrostatico , si è in grado di recuperare calore da fumi puliti ad alta temperatura, ottenendo un elevato rendimento.

Da un normale forno per piastrelle da 4000 kWt, in grado di produrre 7600 kg/h di piastrelle, si può recuperare calore sufficiente per azionare un modulo ORC Zuccato Energia da 175kWE con cui immettere in rete oltre 1GW all’anno, consentendo un rapido ammortamento dell’investimento.

Industria Cartaria

I sistemi Zuccato Energia rappresentano anche una ottima soluzione per incrementare l'efficienza degli impianti nell'industria cartaria.

La bassa temperatura di esercizio che caratterizza i moduli Zuccato Energia consente finalmente di approfittare delle grandi quantità di calore residuo di cui tale industria dispone e che finora non erano sfruttabili in considerazione della loro bassa temperatura.

Un esempio di tali fonti di calore residuo sfruttabili sono, ad esempio, le cosiddette fumane provenienti dal processo di asciugatura della carta, un mix di aria e vapore acqueo che di norma è già collettato per lo smaltimento in atmosfera e nel cui circuito è possibile inserire con relativa facilità uno scambiatore fumi-acqua avente lo scopo di estrarne il calore residuo prima dello scarico in atmosfera.

Zuccato Energia, appoggiandosi ad ESCO esterne per il supporto impiantistico, è in grado di fornire anche in questo campo soluzioni a tutto tondo.

Recupero termico da cartiera

Industria Vetraria

L' industria vetraria ha in comune con quella della ceramica l'utilizzo e la dispersione di ingenti quantità di calore.

I sistemi Zuccato Energia, recuperando tale calore disperso ed utilizzandolo per la produzione di elettricità, sono in grado di aumentare l'efficienza generale del processo, e contribuire all'ottenimento di sensibili risparmi.

  • Nell' industria del vetro cavo (bottiglie,bicchieri...), è possibile intervenire in vari punti del processo:
    • Recuperando calore dai fumi a monte del filtro a maniche, col vantaggio aggiuntivo di ridurre e stabilizzare la temperatura di tale filtro;
    • Recuperando calore a valle del filtro elettrostatico, dov'è possibile effettuare un recupero da fumi puliti ad alta temperatura.
  • Nell'industria del vetro piano, è possibile invece recuperare calore dalle correnti di aria calda pulita in uscita dai processi di stabilizzazione della temperatura di processo.

Zuccato Energia, appoggiandosi ad ESCO esterne per il supporto impiantistico, è in grado di fornire anche in questo campo soluzioni a tutto tondo.

Recupero termico da vetreria

Industria Petrolchimica

Anche l'industria chimica presenta numerosi processi che presentano fasi di raffreddamento il cui calore può essere vantaggiosamente recuperato da uno o più moduli ORC Zuccato Energia, i quali possono, a richiesta, essere realizzati in versione certificata ATEX per l'utilizzo in ambienti pericolosi.

Alcuni esempi:

  • Cracking degli idrocarburi: questo processo prevede l'uso di etilene a 850 °C, che viene poi raffreddato velocemente fin a 400 °C per bloccare la reazione. Questo salto termico può essere sfruttato per produrre vapore o acqua surriscaldata da utilizzarsi ad esempio per alimentare un sistema di recupero termico ORC;
  • Reforming:all’uscita dall’ultimo reattore la corrente fluida viene raffreddata ed immessa in un separatore in pressione. Questo raffreddamento e i fumi delle camere di riscaldamento dei reattori possono essere sfruttate per produrre acqua calda o surriscaldata
  • Ammonossidazione: processo industriale di ossidazione in cui una miscela gassosa di un idrocarburo, ammoniaca e ossigeno reagisce per dare un nitrile. La reazione necessita di pressioni di poco superiori a quella atmosferica e temperatura intorno ai 500 °C.

Zuccato Energia, appoggiandosi ad ESCO esterne per il supporto impiantistico, è in grado di fornire anche in questo campo soluzioni a tutto tondo.

Recupero termico da industria chimica

Industria Alimentare

L' industria alimentare utilizza grandi quantità di calore, ma la temperatura del calore disperso non sempre è sufficiente per i grandi impianti a vapore tradizionali.

Qui entra in campo Zuccato Energia, i cui impianti sono in grado di recuperare calore a temperature anche inferiori a quelle dell'acqua bollente e che dispone di una gamma di taglie tale da potersi adattare alle esigenze anche delle imprese di minori dimensioni.

Si apre quindi un'ampia gamma di possibilità di recupero da molteplici punti della catena di produzione alimentare, dai forni agli affumicatoi, e dagli essicatoi alle vasche di frittura.

Le dimensioni ridotte dei moduli ORC Zuccato Energia consentono la loro installazione in prossimità ai punti di produzione del calore di scarto, consentendo così la massima efficienza di recupero termico, mentre la gamma di caratteristiche tecniche avanzate che li caratterizza rende possibile trovare soluzioni ad hoc per virtualmente qualsiasi esigenza del settore.

Zuccato Energia, appoggiandosi ad ESCO esterne per il supporto impiantistico, è in grado di fornire anche in questo campo soluzioni a tutto tondo.

Recupero termico da industria alimentare

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