Oprema za apsorpciju
Metoda apsorpcije koristi niske{0}}isparljive ili ne-neisparljive rastvarače za apsorpciju VOC-a, nakon čega se odvajaju na osnovu razlika u fizičkim svojstvima VOC-a i apsorbenta.
VOC{0}}opterećen gasom ulazi u apsorpcionu kulu sa dna; kako se diže, dolazi u kontakt-kontrastrujne sa apsorbentom koji ulazi sa vrha tornja. Pročišćeni plin se zatim ispušta sa vrha tornja. Apsorbent, koji je sada napunjen VOC-ima, prolazi kroz izmjenjivač topline prije nego što uđe u vrh tornja za uklanjanje, gdje se desorpcija događa u uvjetima povišene temperature (više od temperature apsorpcije) ili smanjenog tlaka (nižeg od apsorpcionog tlaka). Desorbirani upijač se kondenzira preko kondenzatora rastvarača i vraća u apsorpcioni toranj. Desorbirani VOC plin prolazi kroz kondenzator i separator plina{6}}tečnosti, izlazeći iz tornja za uklanjanje kao relativno čist VOC tok spreman za obnavljanje i ponovnu upotrebu. Ovaj proces je dobro-pogodan za prečišćavanje gasnih tokova koje karakterišu visoke koncentracije VOC i niske temperature; u drugim okolnostima, potrebne su odgovarajuće prilagodbe procesa.
Adsorpciona oprema
Kada se mješavina fluida tretira korištenjem poroznih čvrstih materijala, jedna ili više komponenti unutar fluida mogu biti zarobljene-i koncentrisane na-čvrstu površinu; ovaj fenomen je poznat kao adsorpcija. U kontekstu tretmana otpadnih gasova putem adsorpcije, ciljne supstance su gasoviti zagađivači, koji čine proces gaso{3}}čvrste adsorpcije. Gasovite komponente koje se adsorbiraju nazivaju se *adsorbatima*, dok se porozni čvrsti materijal naziva *adsorbentom*.
Nakon što je čvrsta površina adsorbirala adsorbat, dio adsorbiranog materijala može se naknadno odvojiti od površine adsorbenta; ovaj fenomen je poznat kao desorpcija. Međutim, nakon što je proces adsorpcije trajao određeni period, akumulacija adsorbata na površini uzrokuje značajno smanjenje kapaciteta adsorbenta, čime se ne ispunjavaju zahtjevi za efikasno prečišćavanje. U ovom trenutku, moraju se primijeniti posebne mjere za desorbiranje nakupljenog materijala iz adsorbenta, čime se vraća njegov kapacitet adsorpcije; ovaj proces se naziva *regeneracija adsorbenta*. Shodno tome, u praktičnim aplikacijama adsorpcionog inženjeringa, ciklički proces-koji se sastoji od adsorpcije, regeneracije i naknadne adsorpcije- koristi se za efikasno uklanjanje zagađivača iz otpadnog plina uz istovremeno obnavljanje vrijednih komponenti sadržanih u struji gasa.
Oprema za pročišćavanje
Metode zasnovane na sagorijevanju{0}}veoma su efikasne za tretiranje tokova otpadnih gasova koji sadrže visoke koncentracije VOC-a i jedinjenja neugodnog mirisa. Osnovni princip uključuje korištenje viška zraka za sagorijevanje ovih nečistoća; većina ovih supstanci se na taj način pretvara u ugljični dioksid i vodenu paru, koje se potom mogu sigurno ispustiti u atmosferu. Međutim, kada se obrađuju organska jedinjenja koja sadrže hlor ili sumpor, proizvodi sagorevanja uključuju HCl ili SO2; shodno tome, plinovi nakon{4}}sagorijevanja zahtijevaju daljnji tretman.
Oprema za kontrolu zagađenja
Plazma je gas u jonizovanom stanju. Termin "plazma" je skovao američki naučnik Irving Langmuir 1927. dok je proučavao fenomen pražnjenja u živinim parama pod uslovima niskog{2}}pritiska. Plazma se sastoji od ogromnog broja elektrona, neutralnih atoma, atoma pobuđenog-atoma, fotona i slobodnih radikala; međutim, ukupni negativni naboj elektrona i ukupni pozitivni naboj jona moraju se izbalansirati, što rezultira ukupnom električnom neutralnošću-ovo je definišuća karakteristika "plazme". Plazma pokazuje provodljiva svojstva i reaguje na elektromagnetna polja na način koji se značajno razlikuje od čvrstih materija, tečnosti i gasova; iz tog razloga se često nazivaju "četvrtim stanjem materije". Na osnovu svog stanja, temperature i gustine jona, plazme se tipično klasificiraju u dvije kategorije: visoko{8}}plazma s visokom temperaturom i nisko{9}}plazma (uključujući termalnu plazmu i hladnu plazmu). Visokotemperaturne plazme{11}}imaju stepen jonizacije koji se približava jedinici, a temperature svih sastavnih čestica su skoro identične, što dovodi sistem u stanje termodinamičke ravnoteže; oni se prvenstveno koriste u istraživanjima koja uključuju kontrolirane reakcije termonuklearne fuzije. Niskotemperaturne plazme{13}}, naprotiv, postoje u stanju termodinamičke ne{14}}ravnoteže, pri čemu se temperature različitih sastavnih čestica razlikuju. Konkretno, temperatura elektrona (Te) je znatno viša od temperature jona (Ti)-koja često prelazi 10^4 K-dok temperature jona i neutralnih čestica mogu ostati relativno niske, u rasponu od 300 do 500 K. Plazma koja se generira putem općeg plinskog pražnjenja procesa {{19}
Od 2013. godine, istraživanja osnovnih mehanizama plazme niskih{1}}plazmi sugeriraju da su njihovi efekti prvenstveno rezultat neelastičnih sudara između čestica. Plazma niskih{3}}plazma je bogata elektronima, jonima, slobodnim radikalima i molekulima pobuđenog-stanja. Visokoenergetski-elektroni sudaraju se sa molekulima gasa (ili atomima), prenoseći njihovu kinetičku energiju u unutrašnju energiju molekula (ili atoma) osnovnog{7}}stanja; ovaj proces pokreće kaskadu reakcija-uključujući ekscitaciju, disocijaciju i jonizaciju-i na taj način dovodi molekule u aktivirano stanje. S jedne strane, ovaj proces cijepa molekularne veze unutar plina, stvarajući jednostavnije molekule i čvrste čestice; s druge strane, proizvodi slobodne radikale-kao što su •OH i H2O2-, kao i ozon (O3), vrlo snažno oksidacijsko sredstvo. U cijelom ovom procesu,-elektroni visoke energije igraju odlučujuću ulogu, dok toplotno kretanje jona doprinosi samo sekundarnom ili pomoćnom efektu. Pod atmosferskim pritiskom, visoko ne{19}}neravnotežna plazma generirana plinskim pražnjenjem ima temperaturu elektrona-obično u rasponu od nekoliko hiljada stepeni Celzijusa-koja je daleko viša od temperature plina (koja ostaje blizu sobne temperature, ili oko 100 stepeni). Unutar ove ne{25}}neravnotežne plazme mogu se desiti različite vrste hemijskih reakcija; ove reakcije su prvenstveno određene faktorima kao što su prosječna energija elektrona, gustina elektrona, temperatura plina, koncentracija opasnih molekula plina i ukupni sastav plina. Ova sposobnost nudi održivu alternativu za olakšavanje reakcija koje zahtijevaju visoku energiju aktivacije-kao što je uklanjanje postojanih zagađivača u atmosferi-i također omogućava tretman tokova plina koje karakteriziraju niske koncentracije zagađivača, velike brzine protoka i velike zapreminske brzine protoka (npr. tokovi koji sadrže isparljiva organska jedinjenja ili hlapljiva zagađivača).
Najčešći način za stvaranje plazme je plinsko pražnjenje. Pražnjenje u plinu se odnosi na proces u kojem određeni mehanizam uzrokuje jonizaciju elektrona-odvajanje-od atoma ili molekula plina. Nastali gasoviti medij se naziva "jonizovani gas"; ako je ovaj jonizovani gas generisan spoljašnjim električnim poljem i održava provodljivu struju, fenomen se posebno naziva "gasnim pražnjenjem". Na osnovu osnovnog mehanizma pražnjenja, prirode gasnog medija i izvora energije, i geometrije elektroda, plazma gasnog pražnjenja se široko klasifikuje u sledeće kategorije: ① Sjajno pražnjenje; ② Dielektrično barijerno pražnjenje (DBD); ③ Radio-frekventno (RF) pražnjenje; i ④ Mikrovalno pražnjenje. Bez obzira na specifičan oblik proizvodnje plazme koji se koristi, visokonaponsko pražnjenje- je uvijek potrebno. Ovaj zahtjev stvara potencijalni rizik od električnog luka ili iskrenja, što može biti opasno-što predstavlja značajnu zabrinutost s obzirom na to da sanacija gasovitih zagađivača obično zahtijeva rad pod atmosferskim pritiskom.
Oprema za fotokatalizu i biopročišćavanje
Fotokataliza je napredna reakciona tehnologija dizajnirana za rad na sobnim temperaturama. Fotokatalitička oksidacija omogućava potpunu konverziju organskih zagađivača prisutnih u vodi, zraku i tlu u ne-toksične i bezopasne proizvode na sobnoj temperaturi. Nasuprot tome, tradicionalne tehnologije spaljivanja na visokim temperaturama zahtijevaju ekstremno visoke temperature za efikasno uništavanje zagađivača; čak i konvencionalne metode katalitičke oksidacije obično zahtijevaju temperature koje dosežu nekoliko stotina stepeni Celzijusa.
Teoretski, pod uslovom da je svjetlosna energija koju apsorbira poluvodič jednaka ili veća od energije njegovog pojasnog pojasa, on posjeduje dovoljno energije da pobuđuje i generiše parove elektronskih{0}}rupa; shodno tome, takav poluvodič potencijalno može poslužiti kao fotokatalizator. Uobičajeni primjeri jedno-složenih fotokatalizatora uključuju različite metalne okside i sulfide-kao što su TiO₂, ZnO, ZnS, CdS i PbS. Svaki od ovih katalizatora nudi različite prednosti za specifične reakcije i može se odabrati prema potrebi u praktičnim istraživanjima. Na primjer, poluvodički CdS posjeduje relativno usku energiju pojasnog pojasa, koja je dobro usklađena sa -ultraljubičastim područjem sunčevog spektra, čime se omogućava efikasno korištenje prirodne svjetlosne energije; međutim, podložan je fotokoroziji, što rezultira ograničenim vijekom trajanja. Nasuprot tome, TiO2 pokazuje superiorne ukupne performanse i stoji kao najšire korišteni i opsežnije proučavan fotokatalizator sa jednim-složenim spojem.
