Chimica e laboratorio triennio

Prof. TROIANO Sergio

Il compressore usato negli impianti di concentrazione per termocompressione, sistema in concorrenza con il multiplo effetto, è normalmente un compressore a flusso assiale, con un basso numero di giranti e senza alcun raffreddamento intermedio.

Si tratta di un albero, trascinato generalmente da un motore elettrico veloce, su cui sono calettate un certo numero di giranti, che come altrettanti ventilatori, ruotano tutte solidali tra loro e quindi nello stesso verso e con la stessa velocità angolare.

Tra una girante e l’altra, c’è una serie di palette fisse, ancorate alla carcassa del compressore, le quali hanno lo scopo di riconferire al gas uscente dalla girante precedente, la direzione ottimale, prima d'ingressare in quella successiva.

Stante il ridottissimo tempo d'attraversamento del vapore e la bassa quantità di calore dispersa verso l’ambiente, il compressore può essere ritenuto adiabatico, e il suo calcolo può essere condotto in modo, molto semplice, con il diagramma di Mollier.

I compressori a flusso assiale possono comprimere grandi volumi di gas o vapori, ma possono essere impiegati solo per modesti rapporti di compressione, altrimenti è opportuno utilizzare i compressori centrifughi.

Nel caso che il fluido da comprimere sia un vapore, è assolutamente necessario che esso non contenga goccioline di liquido in sospensione che, se presenti, danneggerebbero le palette delle giranti e quindi devono essere accuratamente rimosse per mezzo di batterie di separatori a ciclone.

Nel caso che il rapporto tra la pressione in uscita e quella in entrata non sia piccolo, può essere convenientemente usata la compressione a più stadi, con raffreddamento intermedio, che consente di ridurre il lavoro di compressione, e quindi, di minimizzare il consumo d'energia elettrica.

La scelta del sistema di compressione, non si pone quando si tratta di comprimere poco il gas, e la pressione finale è circa uguale alla pressione atmosferica o poco superiore ad essa, perché, in questo caso, conviene usare certamente la compressione a singolo stadio e senza raffreddamento intermedio. Non si pone neppure quando si tratta di comprimere molto il gas, come avviene nella sintesi dell'ammoniaca, dove la pressione finale sfiora il migliaio di bar, e dove sono usati potentissimi compressori centrifughi, con numerose giranti, seguite da scambiatori di calore per raffreddare il gas compresso. Negli altri casi, la scelta del tipo di compressore deve essere fatta in base a considerazioni di tipo economico, tenendo conto che il compressore a singolo stadio consuma più energia elettrica di quello a multiplo stadio con raffreddamento intermedio, ma costa molto di meno.

Pur lasciando ai dottori commercialisti il compito di eseguire questi calcoli di tipo economico, per sommi capi e semplificando al massimo, possiamo distinguere il costo in due categorie: costo d'esercizio dovuto alla spesa d'energia elettrica e costo d'investimento dovuto alla spesa d'acquisto ed installazione del macchinario.

La spesa annuale, d'esercizio, si trova calcolando il consumo annuale d'energia elettrica in kwh e moltiplicandolo per il prezzo unitario che attualmente è di circa 300 lire/kwh.

La spesa annuale, d'investimento, si trova applicando la seguente formula

Rata = Capitale * (((1 + r)^n * r) / ((1 + r)^n - 1)))

dove

Rata = spesa annuale d'ammortamento del capitale investito

Capitale = capitale investito per l'acquisto e l'installazione del compressore

r = tasso d'interesse bancario annuale riferito ad una lira. Attualmente è circa r=0.06

n = durata presumibile, in anni, del compressore.