Absorpcijska oprema
Absorpcijska metoda uporablja nizko{0}}hlapna ali ne-nehlapna topila za absorpcijo HOS, ki jih nato loči na podlagi razlik v fizikalnih lastnostih HOS in absorbenta.
HOS-napolnjeni plini vstopijo v absorpcijski stolp z dna; ko se dvigne, pride v proti{1}}stik z absorbentom, ki teče z vrha stolpa. Očiščeni plin se nato izpusti z vrha stolpa. Absorbent, ki je zdaj obremenjen z HOS, gre skozi toplotni izmenjevalnik, preden vstopi na vrh stripping stolpa, kjer pride do desorpcije v pogojih povišane temperature (višja od absorpcijske temperature) ali znižanega tlaka (nižji od absorpcijskega tlaka). Desorbirani absorbent se kondenzira preko kondenzatorja topila in vrne v absorpcijski stolp. Desorbirani plin HOS gre skozi kondenzator in separator-tekoče plina ter izstopi iz stolpa za odstranjevanje kot razmeroma čisti tok HOS, pripravljen za predelavo in ponovno uporabo. Ta postopek je -primeren za čiščenje plinskih tokov, za katere so značilne visoke koncentracije VOC in nizke temperature; v drugih okoliščinah so potrebne ustrezne prilagoditve postopka.
Adsorpcijska oprema
Ko je mešanica tekočin obdelana z uporabo poroznih trdnih materialov, lahko ena ali več komponent v tekočini zajame-in se koncentrira na-trdno površino; ta pojav je znan kot adsorpcija. V okviru čiščenja odpadnih plinov z adsorpcijo so ciljne snovi plinasta onesnaževala, ki tvorijo proces adsorpcije plina-trdnega. Plinaste komponente, ki se adsorbirajo, imenujemo *adsorbati*, medtem ko porozni trdni material imenujemo *adsorbent*.
Ko je trdna površina adsorbirala adsorbat, se lahko del adsorbiranega materiala nato loči od površine adsorbenta; ta pojav je znan kot desorpcija. Vendar pa po tem, ko postopek adsorpcije traja nekaj časa, kopičenje adsorbatov na površini povzroči znatno zmanjšanje zmogljivosti adsorbenta in s tem ne izpolnjuje zahtev za učinkovito čiščenje. V tem trenutku je treba uporabiti posebne ukrepe za desorpcijo nabranega materiala iz adsorbenta, s čimer se obnovi njegova adsorpcijska sposobnost; ta proces se imenuje *regeneracija adsorbenta*. Posledično se v praktičnih aplikacijah adsorpcijskega inženiringa uporablja cikličen proces-, ki obsega adsorpcijo, regeneracijo in kasnejšo adsorpcijo-za učinkovito odstranjevanje onesnaževal iz odpadnega plina ob hkratnem obnavljanju dragocenih komponent, ki jih vsebuje tok plina.
Oprema za čiščenje
Metode,-ki temeljijo na zgorevanju, so zelo učinkovite za obdelavo tokov odpadnih plinov, ki vsebujejo visoke koncentracije HOS in spojin neprijetnega vonja. Osnovno načelo vključuje uporabo presežka zraka za sežig teh nečistoč; večina teh snovi se pri tem pretvori v ogljikov dioksid in vodno paro, ki se lahko nato varno odvajata v ozračje. Vendar pa pri predelavi organskih spojin, ki vsebujejo klor ali žveplo, produkti zgorevanja vključujejo HCl ali SO2; posledično plini po zgorevanju zahtevajo nadaljnjo obdelavo.
Oprema za nadzor onesnaževanja
Plazma je plin v ioniziranem stanju. Izraz "plazma" je leta 1927 skoval ameriški znanstvenik Irving Langmuir med preučevanjem pojavov razelektritve v živosrebrovih hlapih pod nizkim{2}}tlakom. Plazma je sestavljena iz velikega števila elektronov, nevtralnih atomov, atomov v-vzbujenem stanju, fotonov in prostih radikalov; vendar se morata skupni negativni naboj elektronov in skupni pozitivni naboj ionov uravnotežiti, kar ima za posledico splošno električno nevtralnost-to je značilnost »plazme«. Plazma ima prevodne lastnosti in se odziva na elektromagnetna polja na načine, ki se bistveno razlikujejo od trdnih snovi, tekočin in plinov; zaradi tega jih pogosto imenujemo "četrto agregatno stanje". Glede na stanje, temperaturo in gostoto ionov je plazma običajno razvrščena v dve kategoriji: visoko-temperaturna plazma in nizko-temperaturna plazma (vključno s toplotno plazmo in hladno plazmo). Plazma z visoko{11}}temperaturo ima ionizacijsko stopnjo, ki se približuje enotnosti, temperature vseh sestavnih delcev pa so skoraj enake, zaradi česar je sistem v stanju termodinamičnega ravnovesja; ti se uporabljajo predvsem v raziskavah, ki vključujejo nadzorovane reakcije termonuklearne fuzije. Plazma z nizko{13}}temperaturo nasprotno obstaja v stanju termodinamičnega ne{14}}ravnotežja, kjer se temperature različnih sestavnih delcev razlikujejo. Natančneje, temperatura elektronov (Te) je znatno višja od temperature ionov (Ti)-pogosto presega 10^4 K-, medtem ko lahko temperature ionov in nevtralnih delcev ostanejo razmeroma nizke, v razponu od 300 do 500 K. Plazma, ustvarjena s splošnimi procesi praznjenja v plinu, spada v kategorijo nizko{23}}temperaturne plazme.
Od leta 2013 raziskave osnovnih mehanizmov nizko{1}}temperaturne plazme kažejo, da so njihovi učinki predvsem posledica neelastičnih trkov med delci. Nizko{3}}temperaturna plazma je bogata z elektroni, ioni, prostimi radikali in molekulami v-vzbujenem stanju. Visoko{6}}energijski elektroni trčijo ob plinske molekule (ali atome), pri čemer svojo kinetično energijo prenesejo v notranjo energijo osnovnih-molekul (ali atomov); ta proces sproži kaskado reakcij-vključno z vzbujanjem, disociacijo in ionizacijo-in s tem popelje molekule v aktivirano stanje. Po eni strani ta proces cepi molekularne vezi v plinu, kar ustvarja enostavnejše molekule in trdne delce; po drugi strani pa proizvaja proste radikale,-kot sta •OH in H2O2-ter ozon (O3), zelo močan oksidant. V tem celotnem procesu imajo visoko{18}}energijski elektroni odločilno vlogo, medtem ko toplotno gibanje ionov prispeva le sekundarni ali pomožni učinek. Pod atmosferskim tlakom ima zelo ne{19}}ravnotežna plazma, ki jo ustvari plinska razelektritev, temperaturo elektronov-običajno v območju nekaj tisoč stopinj Celzija-, ki je veliko višja od temperature plina (ki ostaja blizu sobne temperature ali okoli 100 stopinj). V tej ne-ravnovesni plazmi lahko pride do različnih vrst kemičnih reakcij; te reakcije v prvi vrsti določajo dejavniki, kot so povprečna energija elektronov, gostota elektronov, temperatura plina, koncentracija molekul nevarnega plina in celotna sestava plina. Ta zmožnost ponuja izvedljivo alternativo za olajšanje reakcij, ki zahtevajo visoke aktivacijske energije-kot je odstranjevanje obstojnih onesnaževal v ozračju-in omogoča tudi obdelavo plinskih tokov, za katere so značilne nizke koncentracije onesnaževal, visoke hitrosti pretoka in velike volumetrične stopnje pretoka (npr. tokovi, ki vsebujejo hlapne organske spojine ali onesnaževala, ki vsebujejo žveplo).
Najpogostejša metoda za ustvarjanje plazme je praznjenje v plinu. Plinska razelektritev se nanaša na proces, pri katerem določen mehanizem povzroči, da se elektron ionizira-odcepi-od atoma ali molekule plina. Nastali plinasti medij se imenuje "ioniziran plin"; če ta ionizirani plin ustvari zunanje električno polje in vzdržuje prevodni tok, se pojav posebej imenuje "plinska razelektritev". Na podlagi osnovnega mehanizma praznjenja, narave plinskega medija in vira energije ter geometrije elektrod se plazma praznjenja v plinu na splošno razvršča v naslednje kategorije: ① žareča razelektritev; ② Razelektritev z dielektrično pregrado (DBD); ③ Radio{5}}razelektritev (RF); in ④ mikrovalovna razelektritev. Ne glede na uporabljeno posebno obliko ustvarjanja plazme je vedno potrebna-razelektritev z visoko napetostjo. Ta zahteva ustvarja potencialno nevarnost električnega obloka ali iskrenja, ki je lahko nevarno-, kar je precejšnja skrb glede na to, da sanacija plinastih onesnaževal običajno zahteva delovanje pod atmosferskim tlakom.
Oprema za fotokatalizo in biočiščenje
Fotokataliza je napredna reakcijska tehnologija, zasnovana za delovanje pri sobni temperaturi. Fotokatalitična oksidacija omogoča popolno pretvorbo organskih onesnaževal, prisotnih v vodi, zraku in zemlji, v ne-toksične in neškodljive produkte pri sobni temperaturi. Nasprotno pa tradicionalne visoko{3}}temperaturne tehnologije sežiganja zahtevajo izjemno visoke temperature za učinkovito uničenje onesnaževal; celo običajne metode katalitične oksidacije običajno zahtevajo temperature, ki dosežejo nekaj sto stopinj Celzija.
Teoretično, pod pogojem, da je svetlobna energija, ki jo absorbira polprevodnik, enaka ali večja od njegove pasovne vrzeli, ima polprevodnik dovolj energije za vzbujanje in generiranje parov elektronskih-lukenj; posledično lahko takšen polprevodnik potencialno služi kot fotokatalizator. Pogosti primeri eno-sestavljenih fotokatalizatorjev vključujejo različne kovinske okside in sulfide-, kot so TiO₂, ZnO, ZnS, CdS in PbS. Vsak od teh katalizatorjev ponuja posebne prednosti za posebne reakcije in jih je mogoče izbrati po potrebi v praktičnih raziskavah. Na primer, polprevodnik CdS ima razmeroma ozko pasovno vrzel, ki se dobro ujema z bližnjo-ultravijolično regijo sončnega spektra, kar omogoča učinkovito uporabo naravne svetlobne energije; vendar je dovzeten za fotokorozijo, kar ima za posledico omejeno življenjsko dobo. V nasprotju s tem ima TiO2 vrhunsko splošno učinkovitost in velja za najpogosteje uporabljen in obširno raziskan eno-kompozicijski fotokatalizator.
