热氧化剂需要大量的能量才能达到预期的效果。其中一个原因是工艺废气的处理需要加热到被氧化化合物的最高自燃温度。燃烧室温度通常可以从1400ºF到1700ºF，或根据需要更高。尽管存在各种配置来提高能源效率，热氧化剂仍然是天然气和电力的重要用户。
热氧化剂的一个好的出发点是考虑使用二次热交换器作为从热氧化器的废气中回收热量的方法。回收的能量可用于加热新鲜空气、再循环空气、水、热油或蒸汽。回收的热量因热氧化剂的类型而异。显然，氧化剂的热效率越高，从其排气中回收的可用热量就越少，尽管有一些重要的例外。
热氧化剂的类型和热回收
非再生直烧热氧化剂通常用于高浓度挥发性有机化合物(VOC)和/或最低初始资本投资要求的情况。尽管这种类型的热氧化剂前期资本成本低，但运行成本可能非常高，特别是当挥发性有机化合物的数量或成分为燃烧室提供很少的补充热量(相对于废气质量的燃烧能量热量低)时。由于这种类型的氧化剂不包括热回收，非回收的氧化剂的高出口温度使它们非常适合二次能源回收。
回热式热氧化剂不同于非回热式系统，它包含一个热交换器，在进入燃烧室之前预热工艺废气。质量校正热效率(MCTE)通常在60%到65%之间，有时可高达70%。虽然这看起来可能很高，但与实时操作系统所能实现的目标相比还是不足的，因此，它提供了良好的能源回收机会。
再生热氧化剂（RTO）是为了优化能源利用而开发的。通过交替工艺流程经过热捕捉陶瓷介质，热量从RTO排出的空气返回进厂工艺排出的空气。rto很容易达到95%以上的MCTE，乍一看，这似乎只提供了长期的热回收投资回报，然而，有一些条件会显著减少热回收设备成本所需的时间。
如果进入燃烧室的VOC浓度足够高，则操作变成自热，即VOCs的燃烧是自持的。没有额外的热量需要从燃烧器。挥发性有机化合物浓度高于自动加热会产生多余的热量，而不需要维持氧化过程。
在自动加热情况下，一旦燃烧室温度升高到燃烧室设定点以上，热气旁通系统将启动。燃烧室内的温度由可变能量回收（VER）系统控制，该系统打开旁通挡板，以允许来自燃烧器燃烧室内的一定部分热气旁通陶瓷热交换介质。这种热气流提供了很好的可回收热源。
二次热回收通常采用空气到空气(200°F排气温度及以上)或空气到液体(300°F排气温度及以上)的热交换方法来实现。
有不同的机会从热排气中回收热量：
- 空气可以直接从堆栈中提取非常大的容量(将在没有RTO热旁路系统的情况下使用)
- 排气可与热旁通空气混合
- VER热旁通空气可单独使用
空气对空气系统可以直接通过再循环或间接使用热交换器来回收热量。当热氧化剂到预定热源的距离相对较短时，这些系统非常适合。空气对空气的热回收可以有效地用于预热氧化剂的燃烧空气、建筑暖通空调的热量、烤箱的热量或许多其他应用。液体热回收系统将从空气到流体的多余能量转移到热水或油的热交换装置。当需要的温度低于300°F时，高温高压(HTHP)热水是理想的。在这些温度下，很容易制造出300°F的热水，并通过小直径的绝缘管道将其远距离泵送。当需要多个区域时，主加热器可以在几个地方“抽头”，每个区域都可以由一个带有单独温度控制回路的“节流阀”独立精确地控制。这些系统通常只能在100 PSIG下产生330°F的热水。典型的系统可以使用标准40 ASTM A106, 53管道，150磅法兰，阀门和配件。当地法规和工厂要求可能会改变这一点，所以必须咨询他们。 A significant advantage of HTHP water is that these systems can be FDA compliant.
当温度高于300°F时，液体热回收系统使用合成油而不是水作为传热介质。系统的复杂性以及建造和材料成本都增加了。大多数系统使用600磅的法兰和组件。尽管这些系统很复杂，但它们具有与高温高压水系统相同的灵活性。高温下的余热也可以通过废热锅炉来产生蒸汽。这些系统在化学和石化工厂中相当普遍。
无论你考虑哪种热回收方法，空气对空气或空气对液体的热回收系统都有可能成功使用。
设计和实施适当的热回收系统时，必须考虑：
- 位置–热氧化剂与回收热量的去向之间的距离至关重要。通过绝缘管道远距离传热可能非常昂贵。
- 为Ecopure®RTOs–整个系统的压差–增加热回收可增加系统风扇的压力要求；因此，需要对其进行评估，以确定现有风扇是否合适或是否需要新风扇。
- 建筑材料（MOC）-根据工艺流程，减少的废气的化学变化可能会对较温和的钢材造成破坏。应评估和选择热回收部件，以避免腐蚀或化学侵蚀。
- 旁路能力和维护通道-在选择系统及其在设施中的位置时，应考虑热回收系统的通道。在不关闭热氧化剂的情况下，应该能够对热回收系统进行维护。
一种可以用于(二次)热回收的替代技术正在缓慢兴起有机郎肯循环（ORC）过程。ORC工艺作为一种废热到电能的转换工艺，在地热应用中长期被人们所熟知和应用，在工业部门每天都变得越来越重要。
ORC工艺是一种蒸汽循环，利用来自氧化剂废气或其他热源、烟囱或热旁路系统的热量发电。首先，热废气从热源流入发动机兽人单元在那里，工作介质通过热能蒸发。加压蒸汽被导入涡轮发电机，其中部分热能（11%至20%）被转换为电能。之后，蒸汽通过冷却冷凝。泵将液体工作介质注入蒸发器。
小型ORC紧凑型机组的最新发展也使得小型余热资源（>200kWt）的应用成为可能h)。在将热能转化为动力和热能（热电联产（CHP））的情况下，ORC技术可以将废热转化为有价值的能源，总效率>95%。由于ORC仍然是资本密集型的，与热氧化剂结合使用的应用数量仍然很低，尽管它是一种有趣的未来替代方案。
在里面结论在美国，拥有热氧化剂的公司可以通过从现有工艺中回收热量来优化设备的能源成本。从氧化剂中回收余热可以减少碳足迹和改善他们的底线。一个正确选择和设计的热回收系统将帮助任何制造商优化能源和公用事业消耗。今天咨询氧化剂供应商，看看通过二次热回收可以节省多少- Dürr Systems, Inc很高兴为您提供帮助!
