Condensatori criogenici

I sistemi di abbattimento degli inquinanti tramite condensazione criogenica non utilizzano né acqua, né aria, ma gas liquefatti come l’azoto molecolare o il biossido di carbonio. Queste sostanze permettono di raggiungere temperature anche inferiori a -160°C e presentano la caratteristica di disperdersi in atmosfera dopo il loro utilizzo. Le temperature estremamente basse consentono un’efficienza operativa anche di molto superiore al 99% e la volatilità dei gas impiegati per attuare la condensazione elimina i problemi di miscelazione che si possono verificare con i già citati condensatori convenzionali.

Nel sistema criogenico più semplice, il gas liquefatto scorre attraverso i tubi in uno scambiatore di calore a fascio tubiero e assorbe il calore del flusso d’aria da trattare che fluisce all’interno del rivestimento dello scambiatore, in questo modo si riduce la temperatura del flusso d’aria e si verifica la condensazione dei contaminanti. Il calore assorbito fa sì che il refrigerante liquefatto passi in stato gassoso, in questa forma il refrigerante viene poi disperso all’aria aperta.

A queste temperature estremamente basse è possibile che il contaminante si accumuli congelato sulle pareti esterne dei tubi. Per impedire che ciò si verifichi, potrebbe rendersi necessario operare con uno scambiatore di calore in parallelo: uno scambiatore scongela mentre l’altro opera la condensazione.
Un’altra soluzione è l’utilizzo di un sistema a doppio scambio di calore. Nel primo scambiatore di calore il gas liquefatto viene utilizzato per raffreddare un fluido per lo scambio termico ad una temperatura appena sopra il punto di congelamento degli inquinanti. Questo fluido fluisce ad un secondo scambiatore di calore dove è utilizzato per condensare i contaminanti e quindi ritorna nel primo scambiatore.

I condensatori criogenici possono essere progettati anche come sistemi a contatto diretto. E’ da notare che questi sistemi a miscela risolvono anche il problema del congelamento degli inquinanti dato che non sono presenti estese superfici a temperature estremamente basse.
Il gas liquefatto viene emesso attraverso delle docce spray in una camera aperta dove viene in contatto diretto con il flusso d’aria da trattare. La camera è isolata per mantenere le temperature più basse possibili. Dei dispositivi termici appositi possono essere montati sulle pareti esterne della camera per la rimozione occasionale del ghiaccio accumulato sulle superfici interne.