Absorptionsudstyr
Absorptionsmetoden anvender lav-flygtige eller ikke-flygtige opløsningsmidler til at absorbere VOC'er, og adskille dem efterfølgende baseret på forskellene i de fysiske egenskaber af VOC'erne og absorbenten.
VOC-ladet gas kommer ind i absorptionstårnet fra bunden; når den stiger, kommer den i modstrøm-kontakt med absorbenten, der strømmer ind fra toppen af tårnet. Den rensede gas udledes derefter fra tårntoppen. Absorbenten, der nu er fyldt med VOC'er, passerer gennem en varmeveksler, før den kommer ind i toppen af et stripningstårn, hvor desorption sker under forhold med forhøjet temperatur (højere end absorptionstemperaturen) eller reduceret tryk (lavere end absorptionstrykket). Den desorberede absorbent kondenseres via en opløsningsmiddelkondensator og returneres til absorptionstårnet. Den desorberede VOC-gas passerer gennem en kondensator og en gas-væskeseparator og forlader strippingstårnet som en relativt ren VOC-strøm klar til genvinding og genbrug. Denne proces er velegnet til rensning af gasstrømme karakteriseret ved høje VOC-koncentrationer og lave temperaturer; under andre omstændigheder kræves passende procesjusteringer.
Adsorptionsudstyr
Når en flydende blanding behandles med porøse faste materialer, kan en eller flere komponenter i væsken blive opfanget af-og koncentreret på-den faste overflade; dette fænomen er kendt som adsorption. I forbindelse med spildgasbehandling via adsorption er målstofferne gasformige forurenende stoffer, der udgør en gas-fast adsorptionsproces. De gasformige komponenter, der adsorberes, benævnes *adsorbater*, mens det porøse faste materiale betegnes *adsorbenten*.
Når først den faste overflade har adsorberet adsorbatet, kan en del af det adsorberede materiale efterfølgende løsne sig fra den adsorberende overflade; dette fænomen er kendt som desorption. Men efter at adsorptionsprocessen har forløbet i en periode, bevirker ophobningen af adsorbater på overfladen, at adsorbentens kapacitet formindskes væsentligt, og derved ikke opfylder kravene til effektiv oprensning. På dette tidspunkt skal der anvendes specifikke foranstaltninger for at desorbere det akkumulerede materiale fra adsorbenten, hvorved dets adsorptionskapacitet genoprettes; denne proces omtales som *adsorbentregenerering*. I praktiske adsorptionstekniske applikationer anvendes en cyklisk proces-omfattende adsorption, regenerering og efterfølgende adsorption-til effektivt at fjerne forurenende stoffer fra spildgassen og samtidig genvinde værdifulde komponenter indeholdt i gasstrømmen.
Udstyr til rensning
Forbrændings-baserede metoder er yderst effektive til behandling af spildgasstrømme, der indeholder høje koncentrationer af VOC'er og ildelugtende forbindelser. Det underliggende princip involverer at bruge et overskud af luft til at forbrænde disse urenheder; størstedelen af disse stoffer omdannes derved til kuldioxid og vanddamp, som derefter sikkert kan udledes til atmosfæren. Ved behandling af organiske forbindelser indeholdende klor eller svovl omfatter forbrændingsprodukterne imidlertid HCl eller SO2; følgelig kræver efter-forbrændingsgasserne yderligere behandling.
Forureningskontroludstyr
Et plasma er en gas i ioniseret tilstand. Udtrykket "plasma" blev opfundet af den amerikanske videnskabsmand Irving Langmuir i 1927, mens han studerede udledningsfænomener i kviksølvdamp under lav-tryksforhold. Et plasma består af et stort antal elektroner, neutrale atomer, exciterede-tilstandsatomer, fotoner og frie radikaler; dog skal elektronernes samlede negative ladning og ionernes samlede positive ladning balancere, hvilket resulterer i overordnet elektrisk neutralitet-dette er den definerende karakteristik af et "plasma". Plasmaer udviser ledende egenskaber og reagerer på elektromagnetiske felter på måder, der adskiller sig væsentligt fra faste stoffer, væsker og gasser; af denne grund omtales de ofte som "stoffets fjerde tilstand." Baseret på deres tilstand, temperatur og iontæthed klassificeres plasmaer typisk i to kategorier: høj-temperaturplasmaer og lav-temperaturplasmaer (inklusive termiske plasmaer og kolde plasmaer). Plasmaer med høj-temperatur har en ioniseringsgrad, der nærmer sig enhed, og temperaturerne for alle partikler, der består af, er næsten identiske, hvilket placerer systemet i en tilstand af termodynamisk ligevægt; disse bruges primært i forskning, der involverer kontrollerede termonukleære fusionsreaktioner. Plasmaer med lav-temperatur eksisterer derimod i en tilstand af termodynamisk ikke-{14}}ligevægt, hvor temperaturen på de forskellige partikler, der består af, er forskellige. Specifikt er elektrontemperaturen (Te) væsentligt højere end iontemperaturen (Ti)-og ofte overstiger 10^4 K-mens temperaturerne på ionerne og de neutrale partikler kan forblive relativt lave, varierende fra 300 til 500 K. Plasmaer genereret via generelle gasudledningsprocesser falder ind under kategorien lav{23}}.
Fra 2013 tyder forskning i de underliggende mekanismer af lav-temperaturplasmaer, at deres virkninger primært er resultatet af uelastiske kollisioner mellem partikler. Plasmaer med lav-temperatur er rige på elektroner, ioner, frie radikaler og exciterede-tilstandsmolekyler. Høj-elektroner kolliderer med gasmolekyler (eller atomer) og overfører deres kinetiske energi til den indre energi af jordtilstandsmolekyler (eller atomer); denne proces udløser en kaskade af reaktioner-inklusive excitation, dissociation og ionisering-og driver derved molekylerne ind i en aktiveret tilstand. På den ene side spalter denne proces molekylære bindinger i gassen, hvilket genererer enklere molekyler og faste partikler; på den anden side producerer det frie radikaler-såsom •OH og H2O2-samt ozon (O3), et meget potent oxidationsmiddel. I hele denne proces spiller høj--elektroner den afgørende rolle, mens ionernes termiske bevægelse kun bidrager med en sekundær eller hjælpeeffekt. Under atmosfærisk tryk har det meget ikke{19}}ligevægtsplasma, der genereres af gasudladning, en elektrontemperatur-typisk i intervallet adskillige tusinde grader Celsius-der er langt højere end gastemperaturen (som forbliver tæt på stuetemperatur eller omkring 100 grader). Forskellige typer kemiske reaktioner kan forekomme i dette ikke-{25}}ligevægtsplasma; disse reaktioner er primært bestemt af faktorer som gennemsnitlig elektronenergi, elektrondensitet, gastemperatur, koncentrationen af farlige gasmolekyler og den samlede gassammensætning. Denne evne tilbyder et levedygtigt alternativ til at lette reaktioner, der kræver høje aktiveringsenergier-såsom fjernelse af persistente forurenende stoffer i atmosfæren-og muliggør også behandling af gasstrømme karakteriseret ved lave forurenende koncentrationer, høje strømningshastigheder og store volumetriske strømningshastigheder (f.eks. strømme, der indeholder flygtige eller forurenende svovlstoffer).
Den mest almindelige metode til at generere plasma er gasudledning. Gasudladning refererer til en proces, hvor en specifik mekanisme får en elektron til at blive ioniseret -løsrevet- fra et gasatom eller et molekyle. Det resulterende gasformige medium betegnes som en "ioniseret gas"; hvis denne ioniserede gas genereres af et eksternt elektrisk felt og opretholder en ledende strøm, omtales fænomenet specifikt som en "gasudladning". Baseret på den underliggende udladningsmekanisme, arten af gasmediet og strømkilden og elektrodernes geometri, er gasudladningsplasmaer bredt klassificeret i følgende kategorier: ① Glødeudladning; ② Dielektrisk barriereudladning (DBD); ③ Radio-Frekvens (RF) udladning; og ④ Mikrobølgeudladning. Uanset den specifikke form for plasmagenerering, der anvendes, er en høj-udladning uvægerligt påkrævet. Dette krav skaber en potentiel risiko for elektrisk lysbue eller gnistdannelse, hvilket kan være farligt-en væsentlig bekymring, da rensningen af gasformige forurenende stoffer typisk kræver drift under atmosfærisk tryk.
Fotokatalyse og biorensningsudstyr
Fotokatalyse er en avanceret reaktionsteknologi designet til drift ved omgivende temperaturer. Fotokatalytisk oxidation muliggør fuldstændig omdannelse af organiske forurenende stoffer i vand, luft og jord til ikke--toksiske og harmløse produkter ved stuetemperatur. I modsætning hertil kræver traditionelle høje-forbrændingsteknologier ekstremt høje temperaturer for effektivt at ødelægge forurenende stoffer; selv konventionelle katalytiske oxidationsmetoder kræver typisk temperaturer, der når flere hundrede grader Celsius.
Teoretisk set, forudsat at lysenergien absorberet af en halvleder er lig med eller større end dens båndgab-energi, besidder den tilstrækkelig energi til at excitere og generere elektron-hulpar; følgelig kan en sådan halvleder potentielt tjene som en fotokatalysator. Almindelige eksempler på enkelt-sammensatte fotokatalysatorer omfatter forskellige metaloxider og sulfider-såsom TiO₂, ZnO, ZnS, CdS og PbS. Hver af disse katalysatorer giver forskellige fordele for specifikke reaktioner og kan vælges efter behov i praktisk forskning. For eksempel besidder halvlederen CdS en relativt smal båndgab-energi, som flugter godt med det nære -ultraviolette område af solspektret, og derved muliggør effektiv udnyttelse af naturlig lysenergi; det er dog modtageligt for fotokorrosion, hvilket resulterer i en begrænset levetid. I modsætning hertil udviser TiO2 overlegen overordnet ydeevne og står som den mest udbredte og omfattende undersøgte enkelt-fotokatalysator.
