Абсорбционно оборудване
Методът на абсорбция използва ниско{0}}летливи или не-летливи разтворители за абсорбиране на ЛОС, като впоследствие ги разделя въз основа на разликите във физичните свойства на ЛОС и абсорбента.
Натовареният с VOC-газ навлиза в абсорбционната кула от дъното; когато се издига, той влиза в противотоков контакт с абсорбента, който тече от върха на кулата. След това пречистеният газ се изпуска от върха на кулата. Абсорбентът, сега натоварен с летливи органични съединения, преминава през топлообменник, преди да влезе в горната част на десорбционната кула, където се извършва десорбция при условия на повишена температура (по-висока от температурата на абсорбция) или понижено налягане (по-ниско от налягането на абсорбция). Десорбираният абсорбент се кондензира през кондензатор за разтворител и се връща в абсорбционната кула. Десорбираният VOC газ преминава през кондензатор и сепаратор за газ-течност, излизайки от стрипинг кулата като относително чист поток от VOC, готов за възстановяване и повторна употреба. Този процес е -подходящ за пречистване на газови потоци, характеризиращи се с високи концентрации на ЛОС и ниски температури; при други обстоятелства са необходими подходящи корекции на процеса.
Адсорбционно оборудване
Когато течна смес се обработва с помощта на порести твърди материали, един или повече компоненти във флуида могат да бъдат уловени от-и концентрирани върху-твърдата повърхност; това явление е известно като адсорбция. В контекста на третиране на отпадъчни газове чрез адсорбция целевите вещества са газообразни замърсители, представляващи процес на адсорбция на газ-твърдо вещество. Газообразните компоненти, които се адсорбират, се наричат *адсорбати*, докато порестият твърд материал се нарича *адсорбент*.
След като твърдата повърхност е адсорбирала адсорбата, част от адсорбирания материал може впоследствие да се отдели от повърхността на адсорбента; това явление е известно като десорбция. Въпреки това, след като процесът на адсорбция е продължил за определен период, натрупването на адсорбати на повърхността води до значително намаляване на капацитета на адсорбента, като по този начин не отговаря на изискванията за ефективно пречистване. В този момент трябва да се използват специфични мерки за десорбиране на натрупания материал от адсорбента, като по този начин се възстановява неговият адсорбционен капацитет; този процес се нарича *регенерация на адсорбента*. Следователно, в практическите инженерни приложения на адсорбцията се използва цикличен процес-състоящ се от адсорбция, регенерация и последваща адсорбция-за ефективно отстраняване на замърсителите от отпадъчните газове, като същевременно се възстановяват ценни компоненти, съдържащи се в газовия поток.
Пречиствателно оборудване
Базираните на -изгаряне методи са много ефективни за третиране на потоци от отпадъчни газове, съдържащи високи концентрации на летливи органични съединения и неприятни миризми. Основният принцип включва използването на излишък от въздух за изгаряне на тези примеси; по-голямата част от тези вещества се превръщат във въглероден диоксид и водни пари, които след това могат безопасно да бъдат изхвърлени в атмосферата. Въпреки това, когато се обработват органични съединения, съдържащи хлор или сяра, продуктите от горенето включват HCl или SO2; следователно, газовете след-изгаряне изискват допълнително третиране.
Оборудване за контрол на замърсяването
Плазмата е газ в йонизирано състояние. Терминът „плазма“ е измислен от американския учен Ървинг Лангмюр през 1927 г., докато изучава явления на разряд в живачни пари при условия на ниско-налягане. Плазмата се състои от огромен брой електрони, неутрални атоми, атоми във възбудено -състояние, фотони и свободни радикали; обаче общият отрицателен заряд на електроните и общият положителен заряд на йоните трябва да се балансират, което води до обща електрическа неутралност-това е определящата характеристика на „плазмата“. Плазмата показва проводими свойства и реагира на електромагнитни полета по начини, които се различават значително от твърдите вещества, течностите и газовете; поради тази причина те често се наричат „четвърто състояние на материята“. Въз основа на тяхното състояние, температура и йонна плътност, плазмите обикновено се класифицират в две категории: високо-температурна плазма и ниско-температурна плазма (включително топлинна плазма и студена плазма). Високо{11}}температурната плазма притежава степен на йонизация, близка до единица, и температурите на всички съставни частици са почти еднакви, което поставя системата в състояние на термодинамично равновесие; те се използват предимно в изследвания, включващи контролирани реакции на термоядрен синтез. Ниско{13}}температурната плазма, обратно, съществува в състояние на термодинамично не-равновесие, при което температурите на различните съставни частици се различават. По-конкретно, електронната температура (Te) е значително по-висока от йонната температура (Ti) -често надвишаваща 10^4 K-, докато температурите на йоните и неутралните частици могат да останат относително ниски, вариращи от 300 до 500 K. Плазмите, генерирани чрез общи процеси на газоразряд, попадат в категорията на ниско-температурни плазми.
От 2013 г. изследванията на основните механизми на ниско{1}}температурната плазма предполагат, че техните ефекти са основно резултат от нееластични сблъсъци между частици. Ниско{3}}температурната плазма е богата на електрони, йони, свободни радикали и молекули във-възбудено състояние. Електроните с висока-енергия се сблъскват с газови молекули (или атоми), прехвърляйки кинетичната си енергия във вътрешната енергия на молекулите (или атомите) в основно-състояние; този процес задейства каскада от реакции-включително възбуждане, дисоциация и йонизация-като по този начин привежда молекулите в активирано състояние. От една страна, този процес разцепва молекулярните връзки в газа, генерирайки по-прости молекули и твърди частици; от друга страна, той произвежда свободни радикали-като •OH и H2O2-както и озон (O3), силно мощен окислител. В целия този процес високо{18}}енергетичните електрони играят решаваща роля, докато топлинното движение на йоните допринася само за вторичен или спомагателен ефект. При атмосферно налягане силно не{19}}равновесната плазма, генерирана от газовия разряд, има температура на електроните-обикновено в диапазона от няколко хиляди градуса по Целзий-, която е много по-висока от температурата на газа (която остава близо до стайната температура или около 100 градуса). В тази не-равновесна плазма могат да възникнат различни видове химически реакции; тези реакции се определят основно от фактори като средна електронна енергия, електронна плътност, температура на газа, концентрацията на опасни газови молекули и цялостния състав на газа. Тази способност предлага жизнеспособна алтернатива за улесняване на реакции, които изискват високи енергии на активиране-като отстраняването на устойчиви замърсители в атмосферата-и също така позволява третирането на газови потоци, характеризиращи се с ниски концентрации на замърсители, високи скорости на потока и големи обемни скорости на потока (напр. потоци, съдържащи летливи органични съединения или замърсители, съдържащи сяра).
Най-разпространеният метод за генериране на плазма е газоразрядният. Газовият разряд се отнася до процес, при който специфичен механизъм кара електрон да бъде йонизиран-отцепен-от газов атом или молекула. Получената газообразна среда се нарича "йонизиран газ"; ако този йонизиран газ се генерира от външно електрическо поле и поддържа проводящ ток, явлението се нарича специално "газов разряд". Въз основа на основния механизъм на разряд, естеството на газовата среда и източника на енергия и геометрията на електродите, газоразрядните плазми се класифицират в следните категории: ① тлеещ разряд; ② Диелектрично бариерен разряд (DBD); ③ Радио-честотен (RF) разряд; и ④ Микровълнов разряд. Независимо от използваната конкретна форма на генериране на плазма, неизменно е необходим-разряд с високо напрежение. Това изискване създава потенциален риск от електрическа дъга или искрене, което може да бъде опасно-сериозно безпокойство, като се има предвид, че отстраняването на газообразни замърсители обикновено изисква работа при атмосферно налягане.
Оборудване за фотокатализа и биопречистване
Фотокатализата е усъвършенствана реакционна технология, предназначена за работа при температури на околната среда. Фотокаталитичното окисление позволява пълното преобразуване на органичните замърсители, присъстващи във водата, въздуха и почвата, в не-токсични и безвредни продукти при стайна температура. Обратно, традиционните технологии за високо-температурно изгаряне изискват изключително високи температури за ефективно унищожаване на замърсителите; дори конвенционалните методи за каталитично окисляване обикновено изискват температури, достигащи няколкостотин градуса по Целзий.
Теоретично, при условие че светлинната енергия, погълната от полупроводника, е равна или по-голяма от неговата енергия на забранената зона, той притежава достатъчно енергия, за да възбуди и генерира двойки електрони-дупки; следователно, такъв полупроводник може потенциално да служи като фотокатализатор. Често срещаните примери за фотокатализатори с едно-съединение включват различни метални оксиди и сулфиди-като TiO₂, ZnO, ZnS, CdS и PbS. Всеки от тези катализатори предлага различни предимства за специфични реакции и може да бъде избран според нуждите при практически изследвания. Например, полупроводниковият CdS притежава относително тясна енергия на забранената лента, която се подравнява добре с близката-ултравиолетова област на слънчевия спектър, като по този начин позволява ефективно използване на естествената светлинна енергия; въпреки това е податлив на фотокорозия, което води до ограничен експлоатационен живот. Обратно, TiO2 показва превъзходна цялостна производителност и стои като най-широко използваният и обстойно изследван фотокатализатор с едно-съединение.
