Absorptiolaitteet
Absorptiomenetelmässä käytetään vähän{0}}haihtuvia tai ei--haihtuvia liuottimia VOC-yhdisteiden absorboimiseksi, minkä jälkeen ne erotetaan VOC-yhdisteiden ja absorbentin fysikaalisten ominaisuuksien erojen perusteella.
VOC{0}}kuormattu kaasu tulee absorptiotorniin pohjasta; kun se nousee, se tulee vastavirtakontaktiin tornin huipulta sisään virtaavan imuaineen kanssa. Puhdistettu kaasu poistetaan sitten tornin huipulta. Absorptioaine, joka on nyt täynnä VOC-yhdisteitä, kulkee lämmönvaihtimen läpi ennen kuin se menee poistotornin huipulle, jossa desorptio tapahtuu korotetussa lämpötilassa (korkeampi kuin absorptiolämpötila) tai alennetussa paineessa (alempi kuin absorptiopaine). Desorboitunut absorbentti kondensoidaan liuotinlauhduttimen kautta ja palautetaan absorptiotorniin. Desorboitu VOC-kaasu kulkee lauhduttimen ja kaasu-nesteerottimen läpi ja poistuu poistotornista suhteellisen puhtaana VOC-virtana, joka on valmis talteenottoon ja uudelleenkäyttöön. Tämä prosessi soveltuu hyvin-kaasuvirtojen puhdistamiseen, joille on ominaista korkeat VOC-pitoisuudet ja alhaiset lämpötilat. muissa olosuhteissa tarvitaan asianmukaisia prosessisäätöjä.
Adsorptiolaitteet
Kun nesteseosta käsitellään käyttämällä huokoisia kiinteitä materiaaleja, yksi tai useampi nesteessä oleva komponentti voi vangita -ja keskittyä-kiinteään pintaan. tämä ilmiö tunnetaan adsorptiona. Kun jätekaasua käsitellään adsorptiolla, kohdeaineet ovat kaasumaisia epäpuhtauksia, jotka muodostavat kaasun -kiinteän adsorptioprosessin. Adsorboitavia kaasumaisia komponentteja kutsutaan *adsorbaateiksi*, kun taas huokoista kiinteää materiaalia kutsutaan *adsorboitavaksi*.
Kun kiinteä pinta on adsorboinut adsorboivan aineen, osa adsorboituneesta materiaalista voi myöhemmin irrota adsorptiopinnasta; tämä ilmiö tunnetaan desorptiona. Kuitenkin sen jälkeen, kun adsorptioprosessi on edennyt jonkin aikaa, adsorbaattien kerääntyminen pinnalle aiheuttaa adsorbentin kapasiteetin huomattavan heikkenemisen, jolloin se ei täytä tehokkaan puhdistuksen vaatimuksia. Tässä vaiheessa on käytettävä erityisiä toimenpiteitä kertyneen materiaalin desorboimiseksi adsorptioaineesta, mikä palauttaa sen adsorptiokyvyn; tätä prosessia kutsutaan *adsorbentin regeneraatioksi*. Tästä syystä käytännön adsorptiotekniikan sovelluksissa syklistä prosessia, -joka käsittää adsorption, regeneroinnin ja myöhemmän adsorption-, käytetään tehokkaasti poistamaan epäpuhtaudet poistokaasusta ja samalla ottamaan talteen kaasuvirran sisältämät arvokkaat komponentit.
Puhdistuslaitteet
Poltto{0}}pohjaiset menetelmät ovat erittäin tehokkaita sellaisten jätekaasuvirtojen käsittelyssä, jotka sisältävät suuria pitoisuuksia VOC-yhdisteitä ja pahanhajuisia yhdisteitä. Perusperiaatteena on käyttää ylimäärää ilmaa näiden epäpuhtauksien polttamiseen; Suurin osa näistä aineista muuttuu siten hiilidioksidiksi ja vesihöyryksi, jotka voidaan sitten turvallisesti päästää ilmakehään. Kuitenkin, kun käsitellään klooria tai rikkiä sisältäviä orgaanisia yhdisteitä, palamistuotteita ovat HCl tai SO2; siksi polton jälkeiset-kaasut vaativat lisäkäsittelyä.
Saastumisentorjuntalaitteet
Plasma on ionisoituneessa tilassa oleva kaasu. Amerikkalainen tiedemies Irving Langmuir keksi termin "plasma" vuonna 1927 tutkiessaan elohopeahöyryn purkausilmiöitä matalapaineisissa olosuhteissa. Plasma koostuu suuresta määrästä elektroneja, neutraaleja atomeja, viritys-tilaatomeja, fotoneja ja vapaita radikaaleja; elektronien negatiivisen kokonaisvarauksen ja ionien positiivisen kokonaisvarauksen täytyy kuitenkin tasapainottua, mikä johtaa yleiseen sähköiseen neutraalisuuteen-tämä on "plasman" määrittävä ominaisuus. Plasmilla on johtavia ominaisuuksia ja ne reagoivat sähkömagneettisiin kenttiin tavoilla, jotka eroavat merkittävästi kiinteistä aineista, nesteistä ja kaasuista; tästä syystä niitä kutsutaan usein "aineen neljänneksi tilaksi". Plasmat luokitellaan tilan, lämpötilan ja ionitiheyden perusteella tyypillisesti kahteen luokkaan: korkean lämpötilan plasmat ja matalan lämpötilan plasmat (mukaan lukien lämpöplasmat ja kylmät plasmat). Korkean lämpötilan plasmalla on ionisaatioaste, joka lähestyy yksikköä, ja kaikkien aineosien lämpötilat ovat lähes identtiset, mikä asettaa järjestelmän termodynaamisen tasapainon tilaan. Näitä käytetään ensisijaisesti tutkimuksessa, johon liittyy kontrolloituja lämpöydinfuusioreaktioita. Matalan lämpötilan plasmat ovat päinvastoin termodynaamisen epätasapainon tilassa, jossa eri aineosien lämpötilat vaihtelevat. Tarkemmin sanottuna elektronin lämpötila (Te) on huomattavasti korkeampi kuin ionin lämpötila (Ti)-usein yli 10^4 K-, kun taas ionien ja neutraalien hiukkasten lämpötilat voivat pysyä suhteellisen alhaisina, välillä 300-500 K. Yleisissä kaasupurkausprosesseissa syntyneet plasmat kuuluvat luokkaan}}matalalämpöiset plasmat.
Vuodesta 2013 lähtien matalan lämpötilan plasman taustalla olevia mekanismeja koskeva tutkimus viittaa siihen, että niiden vaikutukset johtuvat pääasiassa joustamattomista hiukkasten välisistä törmäyksistä. Matalan lämpötilan plasmassa on runsaasti elektroneja, ioneja, vapaita radikaaleja ja virittyneitä -tilamolekyylejä. Suurienergiset elektronit törmäävät kaasumolekyyleihin (tai atomeihin) siirtäen kineettisen energiansa maa-tilamolekyylien (tai atomien) sisäiseen energiaan; tämä prosessi laukaisee sarjan reaktioita, -mukaan lukien viritys, dissosiaatio ja ionisaatio-, mikä ajaa molekyylit aktivoituun tilaan. Toisaalta tämä prosessi katkaisee molekyylisidoksia kaasussa, jolloin syntyy yksinkertaisempia molekyylejä ja kiinteitä hiukkasia; toisaalta se tuottaa vapaita radikaaleja -kuten •OH:ta ja H2O2:ta- sekä otsonia (O3), joka on erittäin voimakas hapetin. Tässä koko prosessissa suurienergiset elektronit ovat ratkaisevassa roolissa, kun taas ionien lämpöliikkeellä on vain toissijainen tai apuvaikutus. Ilmakehän paineessa kaasupurkauksen tuottaman erittäin epätasapainoisen plasman elektronilämpötila-tyypillisesti on useiden tuhansien celsiusasteiden alueella-, joka on paljon korkeampi kuin kaasun lämpötila (joka pysyy lähellä huoneenlämpötilaa eli noin 100 astetta). Tässä epätasapainoisessa plasmassa voi tapahtua monenlaisia kemiallisia reaktioita; nämä reaktiot määräytyvät ensisijaisesti sellaisista tekijöistä kuin keskimääräinen elektronienergia, elektronitiheys, kaasun lämpötila, vaarallisten kaasumolekyylien pitoisuus ja kaasun yleinen koostumus. Tämä ominaisuus tarjoaa käyttökelpoisen vaihtoehdon helpottaa reaktioita, jotka vaativat suuria aktivointienergioita,-kuten ilmakehän pysyvien epäpuhtauksien poistamisen-ja mahdollistaa myös kaasuvirtojen käsittelyn, joille on ominaista alhaiset epäpuhtauspitoisuudet, suuret virtausnopeudet ja suuret tilavuusvirtaukset (esim. virrat, jotka sisältävät haihtuvia orgaanisia yhdisteitä tai rikkiä).
Yleisin menetelmä plasman tuottamiseksi on kaasupurkaus. Kaasupurkaus viittaa prosessiin, jossa tietty mekanismi saa elektronin ionisoitua-irrottamaan-kaasuatomista tai molekyylistä. Tuloksena olevaa kaasumaista väliainetta kutsutaan "ionisoiduksi kaasuksi"; jos tämä ionisoitu kaasu syntyy ulkopuolisen sähkökentän vaikutuksesta ja se ylläpitää johtavaa virtaa, ilmiötä kutsutaan erityisesti "kaasupurkaukseksi". Taustalla olevan purkausmekanismin, kaasuväliaineen ja virtalähteen luonteen sekä elektrodien geometrian perusteella kaasupurkausplasmat luokitellaan yleisesti seuraaviin luokkiin: ① Hehkupurkaus; ② Dielektrinen estepurkaus (DBD); ③ Radio-taajuuden (RF) purkaus; ja ④ Mikroaaltopurkaus. Riippumatta käytetystä plasmantuotantomuodosta, korkea-jännitteen purkaus vaaditaan aina. Tämä vaatimus aiheuttaa mahdollisen kipinöinnin tai kipinöinnin riskin, mikä voi olla vaarallinen -merkittävä huolenaihe, koska kaasumaisten epäpuhtauksien puhdistaminen edellyttää tyypillisesti toimintaa ilmakehän paineessa.
Fotokatalyysi- ja biopuhdistuslaitteet
Fotokatalyysi on edistynyt reaktiotekniikka, joka on suunniteltu toimimaan ympäristön lämpötiloissa. Fotokatalyyttinen hapetus mahdollistaa vedessä, ilmassa ja maaperässä olevien orgaanisten epäpuhtauksien täydellisen muuttamisen myrkyttömiksi ja vaarattomiksi tuotteiksi huoneenlämpötilassa. Sitä vastoin perinteiset korkean lämpötilan{3}polttotekniikat vaativat erittäin korkeita lämpötiloja saasteiden tuhoamiseksi tehokkaasti. jopa tavanomaiset katalyyttiset hapetusmenetelmät edellyttävät tyypillisesti useita satoja celsiusasteita nousevia lämpötiloja.
Teoriassa sillä edellytyksellä, että puolijohteen absorboima valoenergia on yhtä suuri tai suurempi kuin sen kaistavälin energia, sillä on riittävästi energiaa elektroni{0}}reikäparien virittämiseen ja muodostamiseen. näin ollen tällainen puolijohde voi mahdollisesti toimia fotokatalyyttinä. Yleisiä esimerkkejä yksittäisistä-yhdistevalokatalyyteistä ovat erilaiset metallioksidit ja sulfidit-, kuten TiO₂, ZnO, ZnS, CdS ja PbS. Jokainen näistä katalyyteistä tarjoaa erityisiä etuja tiettyihin reaktioihin, ja ne voidaan valita tarpeen mukaan käytännön tutkimuksessa. Esimerkiksi puolijohde-CdS:llä on suhteellisen kapea kaistavälienergia, joka on hyvin linjassa auringon spektrin lähellä-ultraviolettialueen kanssa, mikä mahdollistaa luonnonvaloenergian tehokkaan hyödyntämisen; se on kuitenkin herkkä valokorroosiolle, mikä johtaa rajoitettuun käyttöikään. Sitä vastoin TiO2:lla on ylivoimainen kokonaissuorituskyky ja se on laajimmin käytetty ja laajimmin tutkittu yksittäinen-yhdistefotokatalyytti.
