Explicação dos oxidantes térmicos:como eles limpam os escapamentos industriais

Os oxidantes térmicos são usados como método de controle de poluição para ar de processo contendo pequenas partículas de sólidos ou líquidos combustíveis. O ar de exaustão em ambientes industriais pode estar altamente poluído e faz sentido oxidar (queimar) o máximo possível, de modo que o escapamento consista em pouco, mas não tóxico, carbono (fuligem). Os oxidantes térmicos às vezes são divididos em oxidantes sem chama, que usam aquecimento lento para incinerar poluentes, e oxidantes térmicos de chama direta, que usam plumas de chama. Os oxidantes térmicos também podem incluir um processo denominado oxidação catalítica. Na oxidação catalítica, os compostos orgânicos passam sobre um material de suporte revestido com um catalisador, geralmente um metal nobre como a platina ou o ródio, que estimula a queima dos poluentes do ar. Os oxidantes catalíticos podem decompor os poluentes a temperaturas muito mais baixas do que os oxidantes térmicos sem ação catalítica.

A distinção mais significativa entre os tipos de oxidantes térmicos é se eles são regenerativos ou recuperativos. Os oxidantes térmicos regenerativos utilizam leitos cerâmicos de transferência de calor para recuperar o máximo de energia possível do processo de oxidação - muitas vezes até 90% a 95%. Esses leitos de transferência de calor atuam como trocadores de calor, acoplados a uma câmara de retenção onde os orgânicos são oxidados. Um oxidante térmico recuperativo usa um trocador de calor na forma de uma placa, casco ou tubo para aquecer o ar de admissão com a energia térmica do processo de oxidação. Estes sistemas são menos eficientes que os oxidantes térmicos regenerativos, recuperando apenas cerca de 50% a 75% do calor gerado.

Uma tecnologia utilizada para aumentar a eficiência dos oxidantes térmicos é a dos concentradores de rotor. Os concentradores de rotor reduzem a quantidade total de ar que flui através do sistema e aumentam a concentração de produtos orgânicos na corrente de oxidação. O ar poluído que entra flui através de uma roda em rotação contínua coberta com um agente adsorvente. O ar limpo flui para a atmosfera. A roda é limpa expondo-a a um gás de dessorção, produzindo um pequeno fluxo altamente concentrado de produtos orgânicos que pode então ser oxidado com eficiência.

O parâmetro mais importante para oxidantes térmicos e oxidantes catalíticos é a sua eficiência de destruição, que normalmente varia entre 90% e 99%. Quanto maior a eficiência de destruição, menos poluentes são lançados na atmosfera. A unidade comum para especificar a eficiência de destruição é em termos de miligramas por metro cúbico de compostos orgânicos voláteis. Para alcançar essas eficiências de destruição, os oxidantes catalíticos operam a 400 a 600°F (cerca de 204-316°C), os oxidantes térmicos a 1000 a 1800°F (cerca de 538-982°C).

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Por Michael Anissimov
Michael Anissimov é um colaborador dedicado da About Mechanics e traz sua experiência em paleontologia, física, biologia, astronomia, química e futurismo para seus artigos. Blogueiro ávido, Michael é profundamente apaixonado por pesquisa com células-tronco, medicina regenerativa e terapias de extensão de vida. Sua experiência profissional inclui trabalho com a Fundação Methuselah, o Singularity Institute for Artificial Intelligence e a Lifeboat Foundation, demonstrando ainda mais seu compromisso com o avanço científico.