自从《清洁空气法》(CAA)于1970年颁布，并于1977年和1990年再次修订以来，美国环境保护署(EPA)一直在收紧对涂料行业有害空气污染物(HAPs)和挥发性有机化合物(VOCs)排放的限制。幸运的是，新的空气污染控制技术的发展跟上了环境保护局法规的变化。2022世界杯八强水位分析30年前的基本技术仍2022世界杯八强水位分析在使用;然而，今天的氧化系统更小，更轻，更容易维护，比他们的前辈更高效，更经济。如今，遵守法规的挑战在于为每个特定设施确定最佳解决方案，并正确地将其整合到流程中。

热氧化

每一种热氧化剂的工作原理都是将VOCs和HAPs转化为二氧化碳和水。实现这种转化的最快方法是在1400至1800°F(760至982°C)氧化VOCs和HAPs。然而，将化合物加热到如此高的温度需要消耗大量的能源。与30年前使用的系统不同，今天的热氧化系统包含热回收装置;然而，根据氧化系统的类型，这些系统的热能回收(TER)可能相差高达90%。

1969年，照明弹和普通加力燃烧室是主要的氧化系统。这些装置包括一个垂直或水平安装的管子，一端有一个高强度的燃烧器。工艺气体通过火焰区，被加热并最终排出系统。管的体积决定了工艺气体在给定温度下的保留时间。许多工艺需要一个燃烧鼓风机，这增加了被处理气体的数量，增加了燃料成本。

一个精心设计的普通加力燃烧室是耐火衬里，并具有内部配置，允许温度稳定在1400至1600°F(760至871°C)。将过程废气与燃烧产物混合0.5 - 1秒对于良好的控制是必不可少的。

有恢复力的氧化剂

在最常见的热氧化剂设计中，一个薄金属管式(或板式)热回收段被添加到加力燃烧室。在最有效的情况下，系统的TER约为40%至70%。入口工艺气体通过管和热气体通过管，或反之亦然。能量通过金属部分传递。这就是所谓的调养原则。

这些类型的装置受到腐蚀、材料堆积和热应力的阻碍，将工作温度限制在1400°F，有时甚至1500°F。热回收段的故障会使受污染的气体绕过净化区。当溶剂(VOC)存在时，入口工艺气体的自燃会产生超过设备规格的温度，对热交换器施加压力，最终导致设备故障。

再生氧化剂通常需要大量的燃料。在20世纪70年代早期能源价格上涨之前，人们很少关注这一点。然而，能源危机已经增加了这些系统的运营成本，以至于用更节能的系统取代它们是合理的，比如再生热氧化剂(RTOs)。

再生式热氧化剂

RTO具有较高的TER效率和不到6个月的潜在资本设备回收期，是大多数氧化应用的首选技术。虽然实时操作系统已经问世多年，但如今的设备比早期设计更小、更轻、更高效，购买和操作成本更低。辅助功能，如可变能量回收(VER)、腔室冲洗、燃油喷射、阀门密封、烘烤、怠速模式和再循环，增强和扩展了RTO的灵活性。然而，这些变化对整体成本效益和性能的影响都没有媒体配置和流量控制机制那么大。

换热介质

工业再生热回收起源于19世纪90年代早期的玻璃炉。正是在那里，所有rto的关键组件——当时被称为“检查工作”系统——被开发出来。该系统使用了两个矩阵形式的大砖室。空气通过砖和砖的周围流动，室内提供了一个被动的散热器，从热炉排气流吸收热量。然后，这些热量被重新用于预热流入熔炉的空气。至少需要两个带流量控制阻尼器的腔室来交替流动。一个燃烧室在回收模式下工作，另一个在预热模式下工作。在这种情况下，散热片由砖块堆叠成棋盘状。这种设计提供了单位体积相对较小的表面积，并需要巨大的单位体积质量来吸收热量并将其储存相对较长的时间。模间循环时间较长，TER较低。

循环时间、比表面积和单位体积的质量是优化再生装置传热系数的关键。需要更大的表面积，更大的热容量(质量)或更短的循环时间来优化热效率。

20世纪70年代早期的RTO使用随机陶瓷马鞍介质，以其结构命名。这种设计明显比检查器工作系统有更大的表面积和更小的质量。这种介质使RTO实现高达85%的TER效率，这大大减少了普通加力燃烧器或恢复氧化系统热氧化VOCs所需的燃料量。这种高水平的热效率提供了陶瓷热回收床内的预热温度，促进了自燃，并证明了无火焰热氧化的有效性。

到20世纪80年代初，RTO中随机鞍状介质深度的增加使TER效率高达95%。然而，TER增加10%会导致电力消耗增加100%。

多年来，为了降低压降，人们使用了各种尺寸和形状的随机填料，但收效甚微或没有任何改善。然而，在20世纪90年代早期，结构化(整体)陶瓷块在降低压降和降低rto和再生催化氧化剂(RCOs)的整体投资成本方面取得了令人鼓舞的结果。(当催化剂被用于增强RTO的运行时，该系统通常被称为RCO。)

结构陶瓷介质为RTOs提供了理想的热回收介质。介质表面呈现为不同长度的矩形单元矩阵，各个壁边界之间的空间称为单元。每英寸单元数(cpi)表示可用的各种配置，范围从25 cpi到600 cpi。cpi越大，单位体积的表面积越大，潜在的热能回收就越大。为了优化结构化介质的性能，更短的循环时间和均匀的空气分布是必不可少的。

传统的RTO设计，单独的入口和出口流量控制阀，大型的独立热回收室和线性配置，无法优化结构化介质的性能。在这一点上，一个新的配置提供均匀的空气分布是必要的。

配置

最初的RTO采用水平气流设计，包含一个中心氧化区，周围布置有对称的独立热回收室。这种配置无法通过随机包装的热回收室保持空气从上到下的均匀分布。它还需要垂直热面和冷面保持器来保持随机包装。

热面固定器的高成本导致了20世纪80年代早期垂直气流配置的发展。这标志着RTO设计的配置发生了重大变化。

垂直气流设计，在一个公共净化室下面有多个回收室，消除了对热面固定器的需求，降低了系统的资本成本。然而，热回收室的线性配置与侧面安装的流量控制阀和歧管加剧了本已较差的水平设计的空气分配。

在20世纪80年代末，设计师通过将歧管移动到热回收室下面来最小化这个问题。虽然这种设计提高了性能，但仍然需要进一步的改进来纠正50至150°F(10至66°C)的排气差，这仍然存在于设备的一端和另一端之间。为了补偿不平衡的气流，经常调整流量控制阀，给机组增加额外的阻力。这有助于平衡流量和改善分配。虽然这种设计减少了冷面静压室容积(即进/出口阀门和热回收床之间的腔室)和相关腔室冲洗容积，但在较大的单个热回收腔室中，空气分配仍然很差。

同时介绍了两室垂直流动设计。这种设计只需要从三个腔室单元中移除一个腔室，就可以降低RTO/RCO系统的资本成本。

先进的阀门设计

直到21世纪初，RTO/RCO的设计才开始结合整体水平轴锥阀和专门为RTO装置的运行而设计的冷面静压箱。在此之前，除了旋转阀外，RTO设计都进行了修改，以适应市售的锥阀。尽管这些阀门具有独特的设计特点，但它们无法满足统一的空气分布要求，这对RTO/RCO的整体性能，尤其是RCO的性能至关重要。

最初的RTO在每个热回收室的入口和出口使用一个间隙阀座蝶阀来控制或交替从预热到回收模式的气流。这些阀门是RTO系统的核心，是必不可少的。如果阀门失效，RTO系统也会失效。

间隙阀座阀的热膨胀问题以及相关泄漏导致了该步骤的使用

法规遵从性

如今的RTO/RCOs优化了结构化介质的优点，简化了流量控制，并将配置压缩为更小的预封装单元，大大改进了原始设计。经过30年的设计改进，RTO/RCOs提供了更小、更紧凑的单元，资本投资更低;减少30%至50%的能源消耗;提高破坏效率;以及车间组装的模块或单元，现场安装时间为3天或更短。总之，这些改进使行业在继续盈利的同时保持法规遵从性成为可能。