Les oxydants thermiques sont utilisés comme méthode de contrôle de la pollution pour l’air de traitement contenant de petites particules de solides ou de liquides combustibles. L’air d’échappement dans les environnements industriels peut être très pollué, et il est logique de l’oxyder (brûler) autant que possible, de sorte que l’échappement se compose de peu de carbone (suie) 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 flamme. Les oxydants thermiques peuvent également inclure un processus appelé oxydation catalytique. Dans 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 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 importante 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 oxydants 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 s’écoule à travers une roue en rotation continue recouverte d’un agent adsorbant. L’air pur s’écoule dans l’atmosphère. La roue est nettoyée en l’exposant à un gaz de désorption, produisant un petit flux très 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 varie généralement entre 90 % et 99 %. Plus l’efficacité de destruction est élevée, moins il y a de polluants rejetés dans l’atmosphère. L’unité commune pour spécifier l’efficacité de destruction est en termes de milligrammes par mètre cube de composés organiques volatils. Pour atteindre ces efficacités de destruction, les oxydants catalytiques fonctionnent à 400 à 600°F (environ 204-316°C), les oxydants thermiques à 1000 à 1800°F (environ 538-982°C).