Объяснение термических окислителей:как они очищают промышленные выхлопы

Термические окислители используются как метод борьбы с загрязнением технологического воздуха, содержащего мелкие частицы горючих твердых веществ или жидкостей. Выхлопной воздух в промышленных условиях может быть сильно загрязнен, поэтому имеет смысл окислить (сжечь) как можно больше его, чтобы выхлопные газы содержали мало, но нетоксичного углерода (сажи). Термические окислители иногда делят на непламенные окислители, в которых для сжигания загрязняющих веществ используется медленный нагрев, и на термические окислители с прямым пламенем, в которых используются шлейфы пламени. Термические окислители могут также включать процесс, называемый каталитическим окислением. При каталитическом окислении органические соединения проходят через материал носителя, покрытый катализатором, обычно благородным металлом, таким как платина или родий, который способствует горению загрязняющих веществ в воздухе. Каталитические окислители могут расщеплять загрязняющие вещества при гораздо более низких температурах, чем термические окислители, не обладающие каталитическим действием.

Наиболее существенное различие между типами термических окислителей заключается в том, являются ли они регенеративными или рекуперативными. В регенеративных термических окислителях используются керамические слои теплопередачи для восстановления как можно большего количества энергии в процессе окисления — часто от 90% до 95%. Эти слои теплопередачи действуют как теплообменники, соединенные с камерой хранения, где органические вещества окисляются. Рекуперативный термический окислитель использует теплообменник в форме пластины, кожуха или трубки для нагрева всасываемого воздуха тепловой энергией процесса окисления. Эти системы менее эффективны, чем регенеративные термические окислители, поскольку восстанавливают лишь от 50% до 75% выделяемого тепла.

Одной из технологий, используемых для повышения эффективности термических окислителей, является технология роторных концентраторов. Роторные концентраторы уменьшают общее количество воздуха, проходящего через систему, и повышают концентрацию органических веществ в потоке окисления. Поступающий загрязненный воздух проходит через непрерывно вращающееся колесо, покрытое адсорбентом. Чистый воздух поступает в атмосферу. Колесо очищается путем воздействия на него десорбционного газа, в результате чего образуется небольшой высококонцентрированный поток органических веществ, которые затем можно эффективно окислить.

Наиболее важным параметром термических и каталитических окислителей является их эффективность разрушения, которая обычно составляет от 90% до 99%. Чем выше эффективность уничтожения, тем меньше загрязняющих веществ выбрасывается в атмосферу. Общей единицей измерения эффективности уничтожения является миллиграмм на кубический метр летучих органических соединений. Для достижения такой эффективности разрушения каталитические окислители работают при температуре от 400 до 600°F (около 204-316°C), а термические окислители - при температуре от 1000 до 1800°F (около 538-982°C).

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.

Михаил Анисимов — преданный участник журнала «О механике» и в своих статьях привносит свой опыт в палеонтологии, физике, биологии, астрономии, химии и футуризме. Заядлый блоггер, Майкл глубоко увлечен исследованиями стволовых клеток, регенеративной медициной и методами продления жизни. Его профессиональный опыт включает работу с Фондом Мафусаила, Институтом сингулярности искусственного интеллекта и Фондом спасательной шлюпки, что еще раз демонстрирует его приверженность научному прогрессу.