Absorpsjonsutstyr
Absorpsjonsmetoden bruker lav-flyktige eller ikke-flyktige løsningsmidler for å absorbere VOC, og separere dem deretter basert på forskjellene i de fysiske egenskapene til VOCene og absorbenten.
VOC-ladet gass kommer inn i absorpsjonstårnet fra bunnen; når den stiger, kommer den i motstrøm-kontakt med absorbenten som strømmer inn fra toppen av tårnet. Den rensede gassen slippes deretter ut fra tårntoppen. Absorbenten, nå lastet med VOC, passerer gjennom en varmeveksler før den kommer inn i toppen av et strippetårn, hvor desorpsjon skjer under forhold med forhøyet temperatur (høyere enn absorpsjonstemperaturen) eller redusert trykk (lavere enn absorpsjonstrykket). Den desorberte absorbenten kondenseres via en løsemiddelkondensator og returneres til absorpsjonstårnet. Den desorberte VOC-gassen passerer gjennom en kondensator og en gass-væskeseparator, og går ut av strippingtårnet som en relativt ren VOC-strøm klar for gjenvinning og gjenbruk. Denne prosessen er godt-egnet for å rense gassstrømmer preget av høye VOC-konsentrasjoner og lave temperaturer; under andre omstendigheter kreves passende prosessjusteringer.
Adsorpsjonsutstyr
Når en væskeblanding behandles med porøse faste materialer, kan en eller flere komponenter i væsken fanges opp av-og konsentreres på-den faste overflaten; dette fenomenet er kjent som adsorpsjon. I sammenheng med avgassbehandling via adsorpsjon, er målstoffene gassformige forurensninger, som utgjør en gass-fast adsorpsjonsprosess. De gassformige komponentene som adsorberes kalles *adsorbater*, mens det porøse faste materialet kalles *adsorbenten*.
Så snart den faste overflaten har adsorbert adsorbatet, kan en del av det adsorberte materialet senere løsne fra adsorbentoverflaten; dette fenomenet er kjent som desorpsjon. Etter at adsorpsjonsprosessen har pågått i en periode, fører imidlertid akkumuleringen av adsorbater på overflaten til at adsorbentens kapasitet reduseres betydelig, og dermed ikke oppfyller kravene til effektiv rensing. På dette tidspunktet må spesifikke tiltak brukes for å desorbere det akkumulerte materialet fra adsorbenten, for derved å gjenopprette dets adsorpsjonskapasitet; denne prosessen blir referert til som *adsorbentregenerering*. Følgelig, i praktiske adsorpsjonstekniske applikasjoner, blir en syklisk prosess-som omfatter adsorpsjon, regenerering og påfølgende adsorpsjon-brukt for å effektivt fjerne forurensninger fra avfallsgassen samtidig som verdifulle komponenter som finnes i gasstrømmen gjenvinnes.
Renseutstyr
Forbrenningsbaserte-metoder er svært effektive for å behandle avgassstrømmer som inneholder høye konsentrasjoner av VOC og illeluktende forbindelser. Det underliggende prinsippet innebærer å bruke et overskudd av luft for å forbrenne disse urenhetene; de fleste av disse stoffene blir dermed omdannet til karbondioksid og vanndamp, som deretter trygt kan slippes ut i atmosfæren. Ved behandling av organiske forbindelser som inneholder klor eller svovel, inkluderer imidlertid forbrenningsproduktene HCl eller SO2; følgelig krever etter-forbrenningsgassene ytterligere behandling.
Forurensningskontrollutstyr
Et plasma er en gass i ionisert tilstand. Begrepet "plasma" ble laget av den amerikanske vitenskapsmannen Irving Langmuir i 1927 mens han studerte utslippsfenomener i kvikksølvdamp under lavt-trykksforhold. Et plasma består av et stort antall elektroner, nøytrale atomer, eksiterte-tilstandsatomer, fotoner og frie radikaler; imidlertid må den totale negative ladningen til elektronene og den totale positive ladningen til ionene balansere ut, noe som resulterer i generell elektrisk nøytralitet-dette er den definerende egenskapen til et "plasma". Plasmaer viser ledende egenskaper og reagerer på elektromagnetiske felt på måter som skiller seg betydelig fra faste stoffer, væsker og gasser; av denne grunn blir de ofte referert til som "materiens fjerde tilstand." Basert på deres tilstand, temperatur og ionetetthet, klassifiseres plasmaer vanligvis i to kategorier: plasmaer med høy-temperatur og plasma med lav-temperatur (inkludert termiske plasmaer og kalde plasmaer). Plasma med høye-temperaturer har en ioniseringsgrad som nærmer seg enhet, og temperaturene til alle partikler som inngår er nesten identiske, noe som plasserer systemet i en termodynamisk likevektstilstand; disse brukes først og fremst i forskning som involverer kontrollerte termonukleære fusjonsreaksjoner. Plasmaer med lav-temperatur eksisterer derimot i en tilstand av termodynamisk ikke-{14}}likevekt, der temperaturene til de ulike partiklene er forskjellige. Spesifikt er elektrontemperaturen (Te) betydelig høyere enn ionetemperaturen (Ti)-som ofte overstiger 10^4 K-mens temperaturen på ionene og nøytrale partiklene kan forbli relativt lave, fra 300 til 500 K. Plasmaer generert via generelle gassutladningsprosesser faller inn under kategorien lav{23}}.
Fra og med 2013 antyder forskning på de underliggende mekanismene til lav-temperaturplasma at effektene deres først og fremst er et resultat av uelastiske kollisjoner mellom partikler. Plasma med lav-temperatur er rike på elektroner, ioner, frie radikaler og eksiterte-tilstandsmolekyler. Høy-elektroner kolliderer med gassmolekyler (eller atomer), og overfører kinetisk energi til den indre energien til molekyler (eller atomer) i grunntilstanden. denne prosessen utløser en kaskade av reaksjoner-inkludert eksitasjon, dissosiasjon og ionisering-og driver dermed molekylene inn i en aktivert tilstand. På den ene siden spalter denne prosessen molekylære bindinger i gassen, og genererer enklere molekyler og faste partikler; på den annen side produserer den frie radikaler-som •OH og H2O2-samt ozon (O3), et svært potent oksidasjonsmiddel. I hele denne prosessen spiller høy--elektroner den avgjørende rollen, mens den termiske bevegelsen til ionene bare bidrar med en sekundær eller hjelpeeffekt. Under atmosfærisk trykk har det svært ikke{19}}likevektsplasmaet generert av gassutladning en elektrontemperatur-typisk i området flere tusen grader Celsius-som er langt høyere enn gasstemperaturen (som forblir nær romtemperatur, eller rundt 100 grader). Ulike typer kjemiske reaksjoner kan forekomme i dette ikke-{25}}likevektsplasmaet; disse reaksjonene bestemmes først og fremst av faktorer som gjennomsnittlig elektronenergi, elektrontetthet, gasstemperatur, konsentrasjonen av farlige gassmolekyler og den totale gasssammensetningen. Denne evnen tilbyr et levedyktig alternativ for å tilrettelegge reaksjoner som krever høy aktiveringsenergi-som fjerning av vedvarende forurensninger i atmosfæren-og muliggjør også behandling av gassstrømmer preget av lave forurensningskonsentrasjoner, høye strømningshastigheter og store volumetriske strømningshastigheter (f.eks. strømmer som inneholder flyktige eller flyktige svovelstoffer).
Den vanligste metoden for å generere plasma er gassutslipp. Gassutladning refererer til en prosess der en spesifikk mekanisme får et elektron til å ioniseres-løsgjøres-fra et gassatom eller et gassmolekyl. Det resulterende gassformige mediet kalles en "ionisert gass"; hvis denne ioniserte gassen genereres av et eksternt elektrisk felt og opprettholder en ledende strøm, blir fenomenet spesifikt referert til som en "gassutladning". Basert på den underliggende utladningsmekanismen, arten av gassmediet og kraftkilden, og geometrien til elektrodene, er gassutladningsplasmaer grovt klassifisert i følgende kategorier: ① Glødeutladning; ② Dielektrisk barriereutladning (DBD); ③ Radio-Frekvens (RF) utladning; og ④ Mikrobølgeutladning. Uavhengig av den spesifikke formen for plasmagenerering som brukes, er en høy-utladning alltid nødvendig. Dette kravet skaper en potensiell risiko for elektrisk lysbue eller gnistdannelse, noe som kan være farlig-en betydelig bekymring gitt at sanering av gassformige forurensninger vanligvis krever drift under atmosfærisk trykk.
Fotokatalyse og biorensingsutstyr
Fotokatalyse er en avansert reaksjonsteknologi designet for drift ved omgivelsestemperaturer. Fotokatalytisk oksidasjon muliggjør fullstendig omdannelse av organiske forurensninger som finnes i vann, luft og jord til ikke--giftige og ufarlige produkter ved romtemperatur. I kontrast krever tradisjonelle høy-forbrenningsteknologier ekstremt høye temperaturer for å effektivt ødelegge forurensninger; selv konvensjonelle katalytiske oksidasjonsmetoder krever typisk temperaturer som når flere hundre grader Celsius.
Teoretisk sett, forutsatt at lysenergien absorbert av en halvleder er lik eller større enn energien i båndgapet, har den tilstrekkelig energi til å eksitere og generere elektron-hullpar; følgelig kan en slik halvleder potensielt tjene som en fotokatalysator. Vanlige eksempler på enkelt-sammensatte fotokatalysatorer inkluderer forskjellige metalloksider og sulfider-som TiO₂, ZnO, ZnS, CdS og PbS. Hver av disse katalysatorene gir distinkte fordeler for spesifikke reaksjoner og kan velges etter behov i praktisk forskning. For eksempel har halvlederen CdS en relativt smal båndgapenergi, som er på linje med det nære -ultrafiolette området av solspekteret, og muliggjør dermed effektiv utnyttelse av naturlig lysenergi; den er imidlertid utsatt for fotokorrosjon, noe som resulterer i begrenset levetid. I motsetning til dette viser TiO2 overlegen ytelse og står som den mest brukte og omfattende studerte enkeltforbindelsesfotokatalysatoren.
