Che cos'è un ossidante termico?
Gli ossidanti termici sono utilizzati come metodo di controllo dell'inquinamento per l'aria di processo contenente piccole particelle di solidi o liquidi combustibili. L'aria di scarico in ambienti industriali può essere altamente inquinata e ha senso ossidare (bruciare) il più possibile, in modo che lo scarico sia costituito da carbonio piccolo ma non tossico (fuliggine). Gli ossidanti termici sono talvolta divisi in ossidanti non fiamma, che usano il riscaldamento lento per incenerire gli inquinanti e ossidanti termici a fiamma diretta, che usano pennacchi di fiamma. Gli ossidanti termici possono anche includere un processo chiamato ossidazione catalitica. Nell'ossidazione catalitica, i composti organici passano sopra un materiale di supporto rivestito con un catalizzatore, comunemente un metallo nobile come il platino o il rodio, che favorisce la combustione delle sostanze inquinanti presenti nell'aria. Gli ossidanti catalitici possono abbattere le sostanze inquinanti a temperature molto più basse rispetto agli ossidanti termici privi di azione catalitica.
La distinzione più significativa tra i tipi di ossidanti termici è se sono rigenerativi o recuperativi. Gli ossidanti termici rigenerativi utilizzano letti di trasferimento termico in ceramica per recuperare quanta più energia possibile dal processo di ossidazione, spesso dal 90% al 95%. Questi letti di trasferimento di calore fungono da scambiatori di calore, accoppiati a una camera di ritenzione in cui gli organici sono ossidati. Un ossidante termico di recupero utilizza uno scambiatore di calore sotto forma di una piastra, un guscio o un tubo per riscaldare l'aria di aspirazione con l'energia termica del processo di ossidazione. Questi sistemi sono meno efficienti degli ossidanti termici rigenerativi, recuperando solo dal 50% al 75% circa del calore generato.
Una tecnologia utilizzata per aumentare l'efficienza degli ossidanti termici è quella dei concentratori a rotore. I concentratori di rotori riducono la quantità complessiva di aria che fluisce attraverso il sistema e aumentano la concentrazione di sostanze organiche nel flusso di ossidazione. L'aria inquinata in ingresso fluisce attraverso una ruota a rotazione continua coperta da un agente adsorbente. L'aria pulita scorre nell'atmosfera. La ruota viene pulita esponendola a un gas di desorbimento, producendo un piccolo flusso altamente organico di sostanze organiche che può quindi essere efficacemente ossidato.
Il parametro più importante per gli ossidanti termici e gli ossidanti catalitici è la loro efficienza di distruzione, che generalmente varia tra il 90% e il 99%. Maggiore è l'efficienza di distruzione, meno inquinanti vengono rilasciati nell'atmosfera. L'unità comune per specificare l'efficienza di distruzione è in termini di milligrammi per metro cubo di composti organici volatili. Per raggiungere queste efficienze di distruzione, gli ossidanti catalitici funzionano a una temperatura compresa tra 400 e 600 ° F (circa 204-316 ° C), gli ossidanti termici a una temperatura compresa tra 1000 e 1800 ° F (circa 538-982 ° C).