¿Qué es un oxidante térmico?

Los oxidantes térmicos se usan como un método de control de la contaminación para el aire de proceso que contiene pequeñas partículas de sólidos o líquidos combustibles. El aire de escape en entornos industriales puede estar altamente contaminado, y tiene sentido oxidar (quemar) la mayor cantidad posible, de modo que el escape consista en poco pero no tóxico carbono (hollín). Los oxidantes térmicos a veces se dividen en oxidantes sin llama, que usan calentamiento lento para incinerar contaminantes, y oxidantes térmicos de llama directa, que usan penachos de llama. Los oxidantes térmicos también pueden incluir un proceso llamado oxidación catalítica. En la oxidación catalítica, los compuestos orgánicos pasan sobre un material de soporte recubierto con un catalizador, comúnmente un metal noble como el platino o el rodio, que estimula la combustión de los contaminantes en el aire. Los oxidantes catalíticos pueden descomponer los contaminantes a temperaturas mucho más bajas que los oxidantes térmicos que carecen de acción catalítica.

La distinción más significativa entre los tipos de oxidantes térmicos es si son regenerativos o recuperativos. Los oxidantes térmicos regenerativos usan lechos de transferencia de calor de cerámica para recuperar la mayor cantidad de energía posible del proceso de oxidación, a menudo hasta 90% a 95%. Estas camas de transferencia de calor actúan como intercambiadores de calor, acoplados a una cámara de retención donde los compuestos orgánicos se oxidan. Un oxidante térmico recuperativo utiliza un intercambiador de calor en forma de placa, carcasa o tubo para calentar el aire de admisión con la energía térmica del proceso de oxidación. Estos sistemas son menos eficientes que los oxidantes térmicos regenerativos, solo recuperan alrededor del 50% al 75% del calor generado.

Una tecnología utilizada para aumentar la eficiencia de los oxidantes térmicos es la de los concentradores de rotor. Los concentradores de rotor reducen la cantidad total de aire que fluye a través del sistema y aumentan la concentración de compuestos orgánicos en la corriente de oxidación. El aire contaminado entrante fluye a través de una rueda que gira continuamente cubierta con un agente adsorbente. El aire limpio fluye hacia la atmósfera. La rueda se limpia exponiéndola a un gas de desorción, produciendo una pequeña corriente altamente concentrada de compuestos orgánicos que luego se pueden oxidar eficientemente.

El parámetro más importante para los oxidantes térmicos y los oxidantes catalíticos es su eficiencia de destrucción, que comúnmente oscila entre 90% y 99%. Cuanto mayor es la eficiencia de destrucción, menos contaminantes se liberan a la atmósfera. La unidad común para especificar la eficiencia de destrucción es en términos de miligramos por metro cúbico de compuestos orgánicos volátiles. Para lograr estas eficiencias de destrucción, los oxidantes catalíticos funcionan a 400 a 600 ° F (aproximadamente 204-316 ° C), los oxidantes térmicos a 1000 a 1800 ° F (aproximadamente 538-982 ° C).