Les oxydants thermiques expliqués :comment ils nettoient les gaz d'échappement industriels

Les oxydants thermiques sont utilisés comme méthode de contrôle de la pollution de l'air de traitement contenant de petites particules de solides ou de liquides combustibles. L'air évacué dans les environnements industriels peut être très pollué, et il est logique d'en oxyder (brûler) autant que possible, afin que les gaz d'échappement soient constitués de peu de carbone (suie), mais non toxique. Les oxydants thermiques sont parfois divisés en oxydants sans flamme, qui utilisent un chauffage lent pour incinérer les polluants, et en oxydants thermiques à flamme directe, qui utilisent des panaches de flammes. Les oxydants thermiques peuvent également inclure un processus appelé oxydation catalytique. Lors de l'oxydation catalytique, les composés organiques passent sur un matériau de support recouvert d'un catalyseur, généralement un métal noble tel que le platine ou le rhodium, qui favorise la combustion des polluants présents dans l'air. Les oxydants catalytiques peuvent décomposer les polluants à des températures beaucoup plus basses que les oxydants thermiques dépourvus d'action catalytique.

La distinction la plus significative entre les types d'oxydants thermiques est de savoir s'ils sont régénératifs ou récupérateurs. Les oxydants thermiques régénératifs utilisent des lits de transfert de chaleur en céramique pour récupérer autant d'énergie que possible du processus d'oxydation, souvent jusqu'à 90 à 95 %. Ces lits de transfert de chaleur agissent comme des échangeurs de chaleur, couplés à une chambre de rétention où les matières organiques sont oxydées. Un oxydant thermique à récupération utilise un échangeur de chaleur sous la forme d'une plaque, d'une coque ou d'un tube pour chauffer l'air d'admission avec l'énergie thermique du processus d'oxydation. Ces systèmes sont moins efficaces que les oxydateurs thermiques régénératifs, ne récupérant qu'environ 50 % à 75 % de la chaleur générée.

Une technologie utilisée pour augmenter l’efficacité des oxydants thermiques est celle des concentrateurs à rotor. Les concentrateurs à rotor réduisent la quantité globale d'air circulant dans le système et augmentent la concentration de matières organiques dans le flux d'oxydation. L'air pollué entrant traverse une roue en rotation continue recouverte d'un agent adsorbant. De l'air pur circule dans l'atmosphère. La roue est nettoyée en l'exposant à un gaz de désorption, produisant un petit flux hautement concentré de matières organiques qui peuvent ensuite être efficacement oxydées.

Le paramètre le plus important pour les oxydants thermiques et les oxydants catalytiques est leur efficacité de destruction, qui se situe généralement entre 90 % et 99 %. Plus l’efficacité de destruction est élevée, moins les polluants sont rejetés dans l’atmosphère. L'unité courante pour spécifier l'efficacité de destruction est le milligramme par mètre cube de composés organiques volatils. Pour atteindre ces efficacités de destruction, les oxydants catalytiques fonctionnent entre 400 et 600°F (environ 204-316°C), les oxydants thermiques entre 1 000 et 1 800°F (environ 538-982°C).

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Par Michael Anissimov

Michael Anissimov est un contributeur dédié à About Mechanics et apporte à ses articles son expertise en paléontologie, physique, biologie, astronomie, chimie et futurisme. Blogueur passionné, Michael est profondément passionné par la recherche sur les cellules souches, la médecine régénérative et les thérapies de prolongation de la vie. Son expérience professionnelle comprend un travail avec la Fondation Methuselah, le Singularity Institute for Artificial Intelligence et la Lifeboat Foundation, démontrant ainsi son engagement en faveur du progrès scientifique.