Guangzhou, Guangdong, Cina.

Filtrazione di gas caldi con tubi filtranti in fibra ceramica

Tubi filtranti in fibra ceramica per la filtrazione di gas caldi
Tubi filtranti in fibra ceramica per la filtrazione di gas caldi

Anchor-Tech fornisce tubi filtranti rigidi in fibra ceramica e unità complete di filtrazione di gas caldi che depurano i gas di scarico industriali a temperature in cui i filtri a maniche e gli elettrofiltri raggiungono i loro limiti. Un unico contenitore rimuove polveri, gas acidi, NOx e diossine: le emissioni di particolato restano al di sotto di 5 mg/Nm³, l'efficienza di DeNOx supera 95% all'interno della finestra SCR, e le classi di filtrazione coprono il servizio continuo a 600 °C e 1.000 °C.

Richiedi un preventivoScopri come funziona

Perché i filtri convenzionali faticano con i gas caldi

Gli impianti con forni per vetro, inceneritori, fornaci e fonderie affrontano lo stesso vincolo: il gas che deve essere depurato è caldo, spesso corrosivo e trasporta particolato fine PM2.5 e particelle submicroniche. Raffreddare prima il gas spreca calore recuperabile e aggiunge apparecchiature. Le tre opzioni principali si confrontano come segue:

TecnologiaPunti di forzaLimiti nel servizio con gas caldi
Elettrofiltro (ESP)Buona efficienza di raccolta; nessun inquinamento secondarioElevato consumo energetico; prestazioni variabili con il combustibile e le ceneri volanti; ingombro elevato; non riesce a mantenere livelli di emissione ultra-bassi
Filtro a maniche (maniche in tessuto)Buona filtrazione; funziona con iniezione di sorbente alcalino contro i gas acidiNon resistente al calore; si indurisce e si rompe in presenza di gas acidi; vita utile breve; cattura mediocre del PM2.5; emissione ultra-bassa instabile
Filtro in fibra ceramica (CF)Capacità di filtrazione molto elevata; resistente ad alte temperature, acidi e alcali; risparmia acqua ed energia; lunga vita utile; nessun inquinamento secondario; emissione ultra-bassa stabile—

I tubi filtranti in ceramica sono candele rigide autoportanti montate sul tubiere di un collettore a getto pulsato, esattamente dove si troverebbero le maniche filtranti — il che li rende un percorso di retrofit diretto per le maniche esistenti. → Come adattare un filtro a maniche a filtri a candela in ceramica

Un'unica unità, quattro funzioni: polveri, gas acidi, NOx, diossine

Un'unità di filtrazione a caldo di gas CF è più di un semplice collettore di polveri. Con l'iniezione di sorbente a secco e tubi filtranti caricati con catalizzatore, un singolo recipiente gestisce quattro gruppi di inquinanti:

  • Polveri — catturate sulla superficie rigida del tubo e rimosse tramite pulizia a impulsi; l'uscita rimane al di sotto di 5 mg/Nm³, soddisfacendo i requisiti di emissione ultra-bassa.
  • Gas acidi (SO₂, SO₃, HCl, HF) — neutralizzati mediante iniezione di NaHCO₃ o Ca(OH)₂ sorbente a secco a monte dei tubi; un processo a secco che non utilizza acqua e non genera acque reflue.
  • NOx — rimossi in stile SCR dal catalizzatore caricato all'interno della parete del tubo, con iniezione di ammoniaca o urea. Il cake di polvere rimane sulla superficie del tubo, quindi il catalizzatore è protetto dall'occlusione da polvere e dall'avvelenamento da metalli pesanti.
  • Diossine e HAP organici — decomposti all'interno della parete del tubo mediante ossidazione catalitica selettiva (SCO) in CO₂, H₂O e HCl; non è richiesto alcun letto di carbone attivo né altro dosaggio chimico per la distruzione delle diossine.

Finestra operativa combinata ottimale per il servizio polveri + gas acidi + NOx: 250–350 °C.

InquinanteFinestra operativaPrestazioni documentate
PM2.5 / PM10 / polveri sub-micronichefino a ~1.050 °C (in base alla classe)Uscita <5 mg/Nm³; ΔP in esercizio tipicamente <1.500 Pa, a lungo termine <2.500 Pa
NOx (SCR, NH₃/urea)280–400 °C>95% DeNOx a 280 °C e oltre; vita utile del catalizzatore 7–9 anni, 5 anni garantiti
SO₂ / SO₃ / HCl / HF (sorbente a secco)Sorbente a base di Na 320–400 °C; a base di Ca 300–450 °CSorbente a base di Na: rimozione 85–95% (dipende dalla dose di sorbente, dall'umidità del gas, dalla progettazione del processo, dalle condizioni operative)
Diossine / O-HAP (SCO)170–300 °C, ottimale 220–260 °C; SO₂ in ingresso <50 mg/Nm³Distruzione delle diossine fino a 99,5% TEQ; i treni integrati raggiungono polveri ≤5, SO₂ ≤30, NOx ≤50 mg/Nm³ (S.T.P., secco)
Mercurio (Hg)Carbone attivo in polvere bromurato 260–430 °C>90% di rimozione (carbone attivo a 200 °C: 70–80%)
COV230–260 °C95% di rimozione
CO200–300 °CRimosso insieme al carico di NOx

Specifiche del tubo filtrante in ceramica (tubo bianco, non catalitico)

Tubi filtranti ceramici in imballaggio protettivo in schiuma
Tubi filtranti in ceramica bianca in imballaggio protettivo, pronti per la spedizione

L'elemento principale è un tubo in fibra ceramica formato sottovuoto con una struttura porosa graduata — la dimensione dei pori diminuisce gradualmente dalla superficie esterna verso l'interno, così la polvere forma una torta superficiale mentre la profondità della parete rimane aperta.

Gli elementi vengono spediti in cartoni con supporto in schiuma, impilabili fino a 10 in altezza, e devono essere disimballati solo immediatamente prima dell'installazione.

VoceSpecificaNote
DimensioniØ150 × Ø110 × 3.000 mmParete da 20 mm
Peso unitario7,5 kg (tolleranza di lotto <0,5 kg)Tubo bianco
Processo di formaturaFormatura integrata a pressione negativa sottovuotoProcesso europeo
Porosità>80%
Miscela di fibre70% fibra nazionale + 30% fibra importata
Perdita di carico iniziale300 PaA 1 m/min di velocità di filtrazione, tubo pulito
Perdita di carico operativa<1.500 PaNel settore del vetro tipicamente 900–1.300 Pa a 1 m/min
Tasso di rottura<0,2% entro 3 anniCon installazione corretta; i tubi praticamente non si rompono mai in servizio
Durata (incl. raccordi)>5 anniCalcolata dall'accettazione a 168 ore
Capacità produttiva72.000 tubi / anno
Tempi di consegna<60 giorni

Materiale e prestazioni in tutta la gamma:

ProprietàValore
ChimicaAl₂O₃ + SiO₂ >90%
ColoreBianco / crema
Densità300–400 kg/m³
Classi di temperaturaClassi per servizio continuo a 600 °C e 1.000 °C; temperatura massima d'impiego 1.050 °C
Intervallo di dimensione dei pori10–180 μm, classificati attraverso la parete
Resistenza alla compressione>1.000 N
Resistenza all'impatto>0,6 MPa
Velocità massima di filtrazione1,5 m/min
Emissione tipica di particolato<5 mg/Nm³
Resistenza statica326 Pa
Dimensione massima dell'elemento3.000 mm di lunghezza × Ø150 mm, 1,4 m² di area filtrante per elemento
CatturaPM2.5 e particelle submicroniche

Dimensioni e selezione: 36 modelli standard

Dimensioni e tipi di flangia dei tubi filtranti ceramici
Tubi filtranti in ceramica in diverse dimensioni e tipi di flangia

Gli elementi standard coprono lunghezze da 500 a 3.000 mm, diametri esterni di 60 / 120 / 150 mm e diametri interni di 40 / 80 / 110 / 120 mm, con flange di tipo T o di tipo Y. L'area di filtrazione va da 0,2 a 1,4 m² per elemento e il peso unitario da circa 0,4 a 9,5 kg.

Sono disponibili due serie di costruzione: tubi bianchi senza catalizzatore (serie AW) e tubi DeNOx caricati con catalizzatore (serie AC), entrambi in versioni ad altissima temperatura e con rinforzo alle estremità.

Modello (esempio)Lunghezza mmDE / DI mmFlangiaArea m²Peso kg
AW50050060 / 40T0.20.4
AW10001,000150 / 110T0.483.2
AW12501,25060 / 40T0.230.8
AW20002,000150 / 110T1.05.0
AW30003,000150 / 110T1.48.5
AW19501,950150 / 110Y1.05.0
AW24002,400120 / 80T0.95.5

Elenco completo dei modelli e logica di selezione: → Guida alla selezione degli elementi filtranti in ceramica

Tubi caricati con catalizzatore: DeNOx verificato dall'Istituto del Processo CAS

Tubi filtranti ceramici caricati con catalizzatore per DeNOx
Tubi filtranti in ceramica caricati con catalizzatore per il servizio DeNOx

Le prestazioni del catalizzatore sono state testate dal Laboratorio Statale Chiave dei Sistemi Complessi Multifase, Istituto di Ingegneria dei Processi, Accademia Cinese delle Scienze, su campioni di tubi catalitici da Ø60 × 50 mm (parete da 10 mm). Condizioni di prova: velocità frontale 0,5–0,8 Nm/min (velocità sulla superficie di lavoro 0,9–1,8 m/min), NO in ingresso 700 ppm (1.400 mg/Nm³), rapporto molare ammoniaca/NOx pari a 1, 170–450 °C, con 300 ppm di SO₂ (900 mg/Nm³) e 10 vol.% di H₂O nei casi con zolfo/acqua.

Tubo catalitico a media temperatura: in gas privo di zolfo e acqua, il DeNOx si avvicina al tasso teorico a partire da 240 °C. In presenza di 900 mg/Nm³ di SO₂ e 10% di vapore acqueo, l'attività a bassa temperatura diminuisce, ma al di sopra di 280 °C acqua e SO₂ hanno scarso effetto. Si raccomanda l'esercizio a 280 °C o superiore; al di sotto di 280 °C, mantenere il SO₂ sotto 35 mg/Nm³ per un funzionamento a ciclo lungo.

Tubo catalitico a bassa temperatura: in gas privo di zolfo e acqua raggiunge il 90% di DeNOx a 180 °C e si avvicina al tasso teorico a partire da 200 °C. In presenza di SO₂ e H₂O mantiene ancora l'80% a 180 °C e supera il 90% a 200 °C. Si raccomanda l'esercizio a 180 °C o superiore per evitare la condensazione dell'acqua; per una lunga durata in servizio mantenere il SO₂ entro 5–30 mg/Nm³.

Entrambi i tubi sono applicabili a forni per vetro, energia da biomassa, incenerimento di rifiuti, rifiuti pericolosi e fumi di cokeria. → DeNOx a bassa temperatura: come funzionano i filtri ceramici catalitici a 170–300 °C · → Pagina prodotto del filtro in fibra ceramica catalitica

Resistenza, durata in servizio e verifica

Un test di terze parti secondo GB/T 3002-2017 (refrattari — modulo di rottura a caldo) ha misurato una resistenza a flessione a caldo di 1.016,14 N a 600 °C. Combinato con la resistenza alla compressione superiore a 1.000 N, questo è il motivo per cui la rottura rimane sotto lo 0,2% nell'arco di tre anni quando si seguono le regole di installazione — e per cui la durata del filtro si conta in anni, non in cicli di sostituzione delle maniche. I tubi caricati con catalizzatore hanno una durata in servizio del catalizzatore di 7–9 anni con 5 anni garantiti.

Versione senza catalizzatore: → Filtro in Fibra Ceramica Non Catalitico

Dove la filtrazione a gas caldo è già operativa

Tubi filtranti ceramici installati all'interno di un collettore di polveri a gas caldo
Tubi filtranti ceramici installati all'interno di un collettore di polveri a gas caldo
  • Filtrazione ad altissima temperatura: produzione di silice fumata e allumina, gas di scarico del convertitore, fusione dei metalli, processi chimici
  • SCR DeNOx: forni per vetro, combustione di biomassa e scarti di legno, impianti waste-to-energy
  • Separazione gas acido-solido e recupero acido: servizio con acido cloridrico e solforico
  • Pulizia di gas combustibili: rifiuti urbani e biogas da biomassa
  • Recupero di metalli pesanti e preziosi: uranio, nichel, cobalto, litio, oro, argento, palladio, platino e i loro residui ossidici

Le installazioni documentate includono forni per vetro in Spagna e Costa Rica, inceneritori di rifiuti medicali e forni di fusione dei metalli. → Applicazioni · → Rimozione delle diossine dai fumi degli inceneritori di rifiuti

Elementi essenziali per la messa in servizio e l'esercizio

I tubi ceramici funzionano diversamente dai sacchi sotto un aspetto: la messa in servizio è importante. La procedura documentata:

  1. Bruciatura del legante — riscaldare il gas attraverso gli elementi lentamente fino a 160 °C e mantenere 160–170 °C per 16 ore per decomporre in sicurezza il legante organico.
  2. Pre-rivestimento — dosare polvere di precondizionamento (ad es. calce agricola, talco, SiO₂, Al₂O₃ o ceneri volanti di classe 1) per costruire uno strato protettivo di 200 g/m²; circa 40 g per elemento da 1.000 mm o 300 g per elemento da 3.000 mm, ripetuto per almeno tre cicli completi di pulizia.
  3. Pulizia a impulsi — non pulsare mai al punto di rugiada o al di sotto di esso; pulire tra i limiti superiore e inferiore di ΔP ed evitare la pulizia eccessiva, che è dannosa quanto la pulizia insufficiente. Un ΔP stabile viene normalmente raggiunto entro 24–48 ore.
  4. Monitoraggio — controllare l'uscita con una sonda triboelettrica o un misuratore di opacità; qualsiasi valore superiore a 5 mg/Nm³ (o superiore al livello abituale) segnala una perdita da rintracciare nel suo modulo. La polvere fluorescente con luce UV individua le perdite nelle guarnizioni.
  5. Arresti — mantenere l'unità al di sopra di 120 °C durante l'arresto per prevenire la condensa, sigillare ingresso e uscita contro l'umidità e ripetere l'intera procedura di messa in servizio dopo lunghe fermate.

→ Pre-rivestimento dei tubi filtranti in ceramica: perché è importante e come farlo · → Installazione e rilevamento delle perdite con fluorescenza passo dopo passo

Cosa inviare con la vostra richiesta di offerta

Per dimensionare un'unità o preventivare elementi di ricambio, inviare: portata del gas (Nm³/h), temperatura di esercizio e di picco, carico e composizione chimica delle polveri, concentrazioni di gas acidi / NOx / diossine e obiettivi di emissione, ingombro disponibile e layout del tubesheet (per retrofit), e disponibilità di aria compressa. Disegni degli elementi, tipo di flangia (T/Y) e quantità accelerano i preventivi di sostituzione.

Richiedi un preventivo

Domande frequenti sulla filtrazione dei gas caldi

La filtrazione a caldo dei gas purifica i fumi industriali ad alta temperatura — in questo sistema fino a 1.050 °C — utilizzando tubi filtranti rigidi in fibra ceramica invece di sacchi in tessuto. La polvere viene catturata sulla superficie dei tubi e rimossa mediante pulizia a getto pulsato e, con l'iniezione di sorbenti e tubi caricati con catalizzatore, lo stesso recipiente rimuove anche gas acidi, NOx e diossine.
Sono disponibili due gradi di servizio continuo: 600 °C e 1.000 °C, con una temperatura massima di utilizzo di 1.050 °C. Questo copre forni per vetro, inceneritori, forni e attività di fusione dei metalli senza pre-raffreddamento del gas.
Le emissioni di particolato rimangono al di sotto di 5 mg/Nm³. I treni integrati con sorbente a secco e catalizzatore raggiungono SO₂ ≤30 mg/Nm³, NOx ≤50 mg/Nm³ (S.T.P., secco), un'efficienza DeNOx superiore al 95% a 280 °C e fino al 99,5% di distruzione delle diossine (TEQ) mediante ossidazione catalitica selettiva.
Un tubo pulito da 3.000 mm inizia a circa 300 Pa a una velocità di filtrazione di 1 m/min. La pressione differenziale operativa rimane al di sotto di 1.500 Pa; il servizio nell'industria del vetro tipicamente opera a 900–1.300 Pa.
La durata utile, compresi i raccordi, supera i 5 anni, conteggiati dal test di accettazione di 168 ore, con un tasso di rottura inferiore allo 0,2% nei primi tre anni in condizioni di installazione corretta. Il catalizzatore nei tubi caricati con catalizzatore dura 7–9 anni con 5 anni garantiti.
Sì. I tubi si montano sullo stesso tubesheet e con lo stesso concetto di pulizia a getto pulsato dei sacchi filtranti, quindi un baghouse può essere convertito cambiando gli elementi e le parti interne. Vedere la checklist di retrofit.
Sì. La messa in servizio include un'eliminazione del legante mediante combustione a 160–170 °C per 16 ore, poi un pre-rivestimento con circa 200 g/m² di polvere condizionante — all'incirca 40 g per elemento da 1.000 mm — ripetuto per almeno tre cicli di pulizia.
Il tempo di consegna standard è inferiore a 60 giorni, con una capacità produttiva annua di 72.000 tubi.