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 negli ambienti industriali può essere altamente inquinata e ha senso ossidarla (bruciare) quanto più possibile, in modo che lo scarico sia costituito da poco ma non tossico carbonio (fuliggine). Gli ossidanti termici sono talvolta suddivisi in ossidanti non a fiamma, che utilizzano un riscaldamento lento per incenerire gli inquinanti, e ossidanti termici a fiamma diretta, che utilizzano pennacchi di fiamma. Gli ossidanti termici possono anche includere un processo chiamato ossidazione catalitica. Nell’ossidazione catalitica, i composti organici passano su un materiale di supporto rivestito con un catalizzatore, comunemente un metallo nobile come il platino o il rodio, che favorisce la combustione degli inquinanti nell’aria. Gli ossidanti catalitici possono abbattere gli 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 ossidatori termici rigenerativi utilizzano letti di trasferimento di calore in ceramica per recuperare quanta più energia possibile dal processo di ossidazione, spesso dal 90% al 95%. Questi letti di scambio termico fungono da scambiatori di calore, accoppiati a una camera di ritenzione dove vengono ossidate le sostanze organiche. Un ossidatore termico recuperativo utilizza uno scambiatore di calore sotto forma di piastra, guscio o tubo per riscaldare l’aria di aspirazione con l’energia termica del processo di ossidazione. Questi sistemi sono meno efficienti degli ossidatori termici rigenerativi, recuperando solo dal 50% al 75% circa del calore generato.
Una tecnologia utilizzata per aumentare l’efficienza degli ossidatori termici è quella dei concentratori a rotore. I concentratori a rotore riducono la quantità complessiva di aria che scorre attraverso il sistema e aumentano la concentrazione di sostanze organiche nel flusso di ossidazione. L’aria inquinata in ingresso scorre attraverso una ruota in rotazione continua ricoperta di un agente adsorbente. L’aria pulita fluisce nell’atmosfera. La ruota viene pulita esponendola a un gas di desorbimento, producendo un piccolo flusso altamente concentrato di sostanze organiche che possono quindi essere ossidate in modo efficiente.
Il parametro più importante per gli ossidanti termici e gli ossidanti catalitici è la loro efficienza di distruzione, che comunemente 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 ottenere queste efficienze di distruzione, gli ossidanti catalitici operano a 400-600°F (circa 204-316°C), gli ossidanti termici a 1000-1800°F (circa 538-982°C).