Абсорбційне обладнання
Метод абсорбції використовує низько{0}}летючі або-нелеткі розчинники для поглинання ЛОС, згодом їх розділяючи на основі відмінностей у фізичних властивостях ЛОС і абсорбенту.
Газ, насичений ЛОС-, надходить у абсорбційну вежу знизу; коли він піднімається, він вступає в проти-контакт із абсорбентом, що надходить із верхньої частини вежі. Потім очищений газ виводиться з верхньої частини башти. Абсорбент, тепер насичений леткими органічними сполуками, проходить через теплообмінник перед тим, як потрапити у верхню частину очисної вежі, де десорбція відбувається за умов підвищеної температури (вищої за температуру поглинання) або зниженого тиску (нижчого за тиск поглинання). Десорбований абсорбент конденсується через конденсатор розчинника і повертається в абсорбційну вежу. Десорбований газ ЛОС проходить через конденсатор і газо-рідинний сепаратор, виходячи з відпарної вежі у вигляді відносно чистого потоку ЛОС, готового для відновлення та повторного використання. Цей процес добре -підходить для очищення газових потоків, що характеризуються високою концентрацією ЛОС і низькими температурами; за інших обставин потрібні відповідні коригування процесу.
Адсорбційне обладнання
Коли суміш рідин обробляється за допомогою пористих твердих матеріалів, один або кілька компонентів рідини можуть бути захоплені-і сконцентровані на-твердій поверхні; це явище відоме як адсорбція. У контексті очищення відпрацьованих газів за допомогою адсорбції цільовими речовинами є газоподібні забруднюючі речовини, що утворюють процес адсорбції газу-твердого. Газоподібні компоненти, що адсорбуються, називаються *адсорбатами*, тоді як пористі тверді речовини називаються *адсорбентами*.
Як тільки тверда поверхня адсорбує адсорбат, частина адсорбованого матеріалу може згодом від’єднатися від поверхні адсорбенту; це явище відоме як десорбція. Однак після того, як процес адсорбції тривав протягом певного періоду, накопичення адсорбатів на поверхні призводить до значного зменшення здатності адсорбенту, таким чином не відповідаючи вимогам для ефективного очищення. На цьому етапі необхідно застосувати спеціальні заходи для десорбції накопиченого матеріалу з адсорбенту, таким чином відновивши його адсорбційну здатність; цей процес називається *регенерацією адсорбенту*. Отже, у практичних застосуваннях адсорбційної техніки циклічний процес-включає адсорбцію, регенерацію та наступну адсорбцію-використовується для ефективного видалення забруднюючих речовин із відпрацьованого газу з одночасним відновленням цінних компонентів, що містяться в потоці газу.
Очисне обладнання
Методи-засновані на спалюванні є дуже ефективними для обробки потоків відпрацьованих газів, які містять високі концентрації ЛОС і неприємних запахів. Основний принцип передбачає використання надлишку повітря для спалювання цих домішок; більшість цих речовин таким чином перетворюється на вуглекислий газ і водяну пару, які потім можна безпечно викидати в атмосферу. Однак при переробці органічних сполук, що містять хлор або сірку, продукти згоряння включають HCl або SO2; отже, гази після-згоряння вимагають подальшої обробки.
Обладнання для контролю забруднення
Плазма - це газ в іонізованому стані. Термін «плазма» ввів американський вчений Ірвінг Ленгмюр у 1927 році під час вивчення явищ розряду в парах ртуті за умов низького-тиску. Плазма складається з величезної кількості електронів, нейтральних атомів, атомів у збудженому-стані, фотонів і вільних радикалів; однак загальний негативний заряд електронів і загальний позитивний заряд іонів повинні збалансуватися, що призведе до загальної електричної нейтральності-це визначальна характеристика «плазми». Плазма демонструє провідні властивості та реагує на електромагнітні поля способами, які значно відрізняються від твердих тіл, рідин і газів; з цієї причини їх часто називають «четвертим агрегатним станом». За станом, температурою та густиною іонів плазму зазвичай класифікують на дві категорії: високо-температурну плазму та низько-температурну плазму (включаючи теплову плазму та холодну плазму). Високотемпературна-плазма має ступінь іонізації, що наближається до одиниці, а температури всіх складових частинок є майже однаковими, що переводить систему в стан термодинамічної рівноваги; вони в основному використовуються в дослідженнях, пов'язаних з реакціями керованого термоядерного синтезу. Плазма з низькими{13}}температурами, навпаки, існує в стані термодинамічної не{14}}рівноваги, коли температури різних складових частинок відрізняються. Зокрема, температура електронів (Te) значно вища за температуру іонів (Ti)-часто перевищує 10^4 К-, тоді як температури іонів і нейтральних частинок можуть залишатися відносно низькими, коливаючись від 300 до 500 К. Плазма, що утворюється за допомогою звичайних процесів газорозряду, належить до категорії низько{23}}температурної плазми.
Станом на 2013 рік дослідження основних механізмів низько{1}}температурної плазми свідчать про те, що її вплив є насамперед результатом непружних зіткнень між частинками. Низькотемпературна-плазма багата електронами, іонами, вільними радикалами та молекулами у-збудженому стані. Електрони-високої енергії стикаються з молекулами газу (або атомами), перетворюючи свою кінетичну енергію на внутрішню енергію молекул (або атомів) основного-стану; цей процес запускає каскад реакцій-включаючи збудження, дисоціацію та іонізацію-, таким чином приводячи молекули в активований стан. З одного боку, цей процес розриває молекулярні зв’язки в газі, утворюючи простіші молекули та тверді частки; з іншого боку, він утворює вільні радикали-такі як •OH і H2O2-а також озон (O3), дуже потужний окислювач. У всьому цьому процесі високо{18}}енергетичні електрони відіграють вирішальну роль, тоді як тепловий рух іонів створює лише вторинний або допоміжний ефект. Під атмосферним тиском дуже не{19}}рівноважна плазма, створена газовим розрядом, має температуру електронів-зазвичай у діапазоні кількох тисяч градусів Цельсія-, що є набагато вищим за температуру газу (яка залишається близькою до кімнатної температури або близько 100 градусів). У цій нерівноважній плазмі можуть відбуватися різні типи хімічних реакцій; ці реакції в основному визначаються такими факторами, як середня енергія електронів, густина електронів, температура газу, концентрація небезпечних молекул газу та загальний склад газу. Ця здатність пропонує життєздатну альтернативу для сприяння реакціям, які вимагають високих енергій активації-, таким як видалення стійких забруднювачів в атмосфері-, а також забезпечує обробку газових потоків, що характеризуються низькою концентрацією забруднюючих речовин, високою швидкістю потоку та великою об’ємною швидкістю потоку (наприклад, потоки, що містять леткі органічні сполуки або забруднюючі речовини, що містять сірку).
Найбільш поширеним способом генерації плазми є газовий розряд. Газовий розряд означає процес, у якому певний механізм викликає іонізацію-відриву-електрона від атома або молекули газу. Газоподібне середовище, що утворюється, називається «іонізованим газом»; якщо цей іонізований газ генерується зовнішнім електричним полем і підтримує провідний струм, це явище називається «газовим розрядом». На основі основного механізму розряду, природи газового середовища та джерела живлення, а також геометрії електродів газорозрядну плазму в цілому класифікують на такі категорії: ① Тліючий розряд; ② Діелектричний бар’єрний розряд (DBD); ③ Радіо-розряд (РЧ); та ④ мікрохвильовий розряд. Незалежно від конкретної форми генерації плазми, яка використовується, незмінно потрібен-розряд високої напруги. Ця вимога створює потенційний ризик виникнення електричної дуги чи іскроутворення, що може бути небезпечним-, що викликає серйозне занепокоєння, враховуючи, що очищення від газоподібних забруднювачів зазвичай вимагає роботи під атмосферним тиском.
Обладнання для фотокаталізу та біоочищення
Фотокаталіз — це передова технологія реакції, розроблена для роботи при температурах навколишнього середовища. Фотокаталітичне окислення забезпечує повне перетворення органічних забруднюючих речовин у воді, повітрі та ґрунті на не-токсичні та нешкідливі продукти за кімнатної температури. Навпаки, традиційні технології спалювання при високих-температурах вимагають надзвичайно високих температур для ефективного знищення забруднюючих речовин; навіть звичайні методи каталітичного окислення зазвичай вимагають температур, що досягають кількох сотень градусів Цельсія.
Теоретично, за умови, що світлова енергія, яку поглинає напівпровідник, дорівнює або перевищує його енергію забороненої зони, він володіє достатньою енергією для збудження та генерування електронно-{0}}діркових пар; отже, такий напівпровідник потенційно може служити фотокаталізатором. Поширені приклади одно-компонентних фотокаталізаторів включають різні оксиди та сульфіди металів-, такі як TiO₂, ZnO, ZnS, CdS і PbS. Кожен із цих каталізаторів має певні переваги для конкретних реакцій і може бути обраний за потреби в практичних дослідженнях. Наприклад, напівпровідник CdS має відносно вузьку заборонену зону енергії, яка добре узгоджується з ближньою-ультрафіолетовою областю сонячного спектру, що дозволяє ефективно використовувати енергію природного світла; однак він чутливий до фотокорозії, що призводить до обмеженого терміну служби. Навпаки, TiO2 демонструє чудову загальну продуктивність і є найбільш широко використовуваним і широко дослідженим однокомпонентним фотокаталізатором-.
