Echipament de absorbție
Metoda de absorbție utilizează solvenți cu -volatilitate scăzută sau ne-volatili pentru a absorbi COV, separându-i ulterior în funcție de diferențele dintre proprietățile fizice ale COV și ale absorbantului.
Gazul încărcat-COV intră în turnul de absorbție de jos; pe măsură ce se ridică, intră în contact în contra-curent cu absorbantul care curge din partea de sus a turnului. Gazul purificat este apoi evacuat din partea de sus a turnului. Absorbantul, încărcat acum cu COV, trece printr-un schimbător de căldură înainte de a intra în partea superioară a unui turn de stripare, unde desorbția are loc în condiții de temperatură ridicată (mai mare decât temperatura de absorbție) sau presiune redusă (mai mică decât presiunea de absorbție). Absorbantul desorbit este condensat printr-un condensator cu solvent și returnat în turnul de absorbție. Gazul COV desorbit trece printr-un condensator și un separator de gaz-lichide, ieșind din turnul de stripare ca un flux de COV relativ pur gata de recuperare și reutilizare. Acest proces este bine-potrivit pentru purificarea fluxurilor de gaz caracterizate prin concentrații ridicate de COV și temperaturi scăzute; în alte circumstanțe, sunt necesare ajustări adecvate ale procesului.
Echipamente de adsorbție
Când un amestec fluid este tratat folosind materiale solide poroase, una sau mai multe componente din fluid pot fi captate de-și concentrate pe-suprafața solidă; acest fenomen este cunoscut sub numele de adsorbție. În contextul tratării gazelor reziduale prin adsorbție, substanțele țintă sunt poluanții gazoși, constituind un proces de adsorbție solidă de gaz-. Componentele gazoase care sunt adsorbite sunt denumite *adsorbați*, în timp ce materialul solid poros este denumit *adsorbant*.
Odată ce suprafața solidă a adsorbit adsorbatul, o porțiune din materialul adsorbit se poate desprinde ulterior de suprafața adsorbantă; acest fenomen este cunoscut sub numele de desorbție. Cu toate acestea, după ce procesul de adsorbție a continuat pentru o perioadă, acumularea de adsorbați pe suprafață face ca capacitatea adsorbantului să se diminueze semnificativ, nereușind astfel să îndeplinească cerințele pentru o purificare eficientă. În acest moment, trebuie luate măsuri specifice pentru a desorbi materialul acumulat din adsorbant, restabilindu-i astfel capacitatea de adsorbție; acest proces este denumit *regenerare adsorbant*. În consecință, în aplicațiile practice de inginerie de adsorbție, un proces ciclic-cuprinzând adsorbția, regenerarea și adsorbția ulterioară-este utilizat pentru a elimina în mod eficient poluanții din gazele reziduale, recuperând simultan componentele valoroase conținute în fluxul de gaz.
Echipament de purificare
Metodele bazate pe ardere-sunt foarte eficiente pentru tratarea fluxurilor de gaz rezidual care conțin concentrații mari de COV și compuși neplăcut. Principiul de bază implică utilizarea unui exces de aer pentru a arde aceste impurități; Majoritatea acestor substanțe sunt astfel transformate în dioxid de carbon și vapori de apă, care pot fi apoi descărcate în siguranță în atmosferă. Cu toate acestea, atunci când se prelucrează compuși organici care conțin clor sau sulf, produsele de ardere includ HCl sau SO2; în consecință, gazele post-combustie necesită un tratament suplimentar.
Echipamente de control al poluării
O plasmă este un gaz în stare ionizată. Termenul „plasmă” a fost inventat de omul de știință american Irving Langmuir în 1927, în timp ce studia fenomenele de descărcare în vapori de mercur în condiții de presiune joasă-. O plasmă constă dintr-un număr mare de electroni, atomi neutri, atomi-excitați, fotoni și radicali liberi; totuși, sarcina negativă totală a electronilor și sarcina totală pozitivă a ionilor trebuie să se echilibreze, rezultând neutralitatea electrică generală-aceasta este caracteristica definitorie a unei „plasme”. Plasmele prezintă proprietăți conductoare și răspund la câmpurile electromagnetice în moduri care diferă semnificativ de solide, lichide și gaze; din acest motiv, ele sunt adesea denumite „a patra stare a materiei”. Pe baza stării lor, a temperaturii și a densității ionilor, plasmele sunt de obicei clasificate în două categorii: plasme cu temperatură înaltă-și plasme cu temperatură-joasă (inclusiv plasme termice și plasme reci). Plasmele cu temperatură înaltă-au un grad de ionizare apropiat de unitate, iar temperaturile tuturor particulelor constitutive sunt aproape identice, plasând sistemul într-o stare de echilibru termodinamic; acestea sunt utilizate în principal în cercetările care implică reacții de fuziune termonucleară controlată. Plasmele cu temperatură joasă, dimpotrivă, există într-o stare de non-echilibru termodinamic, în care temperaturile diferitelor particule constitutive diferă. Mai exact, temperatura electronilor (Te) este semnificativ mai mare decât temperatura ionului (Ti)-depășind adesea 10^4 K{-, în timp ce temperaturile ionilor și ale particulelor neutre pot rămâne relativ scăzute, variind de la 300 la 500 K. Plasmele generate prin procesele generale de descărcare a gazelor se încadrează în categoria temperaturilor joase ale plasmei.
Începând cu 2013, cercetările asupra mecanismelor care stau la baza plasmelor-la temperatură joasă sugerează că efectele acestora sunt în primul rând rezultatul coliziunilor inelastice dintre particule. Plasmele cu temperatură joasă-sunt bogate în electroni, ioni, radicali liberi și molecule-excitate. Electronii de-energie mare se ciocnesc cu moleculele (sau atomii) de gaz, transferându-și energia cinetică în energia internă a moleculelor (sau atomilor) de stare-solală; acest proces declanșează o cascadă de reacții-inclusiv excitație, disociere și ionizare-determinând astfel moleculele într-o stare activată. Pe de o parte, acest proces scindează legăturile moleculare din gaz, generând molecule mai simple și particule solide; pe de altă parte, produce radicali liberi-cum ar fi •OH și H2O2-și ozon (O3), un agent oxidant foarte puternic. În întreg acest proces, electronii de{18}}energie mare joacă rolul decisiv, în timp ce mișcarea termică a ionilor contribuie doar cu un efect secundar sau auxiliar. La presiunea atmosferică, plasma foarte neechilibrată generată de descărcarea gazoasă are o temperatură a electronilor-de obicei cuprinsă în intervalul de câteva mii de grade Celsius-care este mult mai mare decât temperatura gazului (care rămâne aproape de temperatura camerei sau în jur de 100 de grade ). Diverse tipuri de reacții chimice pot avea loc în această plasmă ne-echilibrată; aceste reacții sunt determinate în primul rând de factori precum energia medie a electronilor, densitatea electronilor, temperatura gazului, concentrația de molecule de gaz periculoase și compoziția generală a gazului. Această capacitate oferă o alternativă viabilă pentru facilitarea reacțiilor care necesită energii mari de activare-cum ar fi îndepărtarea poluanților persistenti din atmosferă-și, de asemenea, permite tratarea fluxurilor de gaz caracterizate prin concentrații scăzute de poluanți, viteze mari de curgere și debite volumetrice mari (de exemplu, fluxuri care conțin sulf-poluanți organici volatili sau compuși organici poluanți).
Cea mai comună metodă de generare a plasmei este descărcarea de gaz. Descărcarea gazoasă se referă la un proces în care un mecanism specific face ca un electron să fie ionizat-detașat-din atomul sau moleculă de gaz. Mediul gazos rezultat este denumit „gaz ionizat”; dacă acest gaz ionizat este generat de un câmp electric extern și susține un curent conductiv, fenomenul este denumit în mod specific „descărcare de gaz”. Pe baza mecanismului de descărcare de bază, a naturii mediului de gaz și a sursei de energie și a geometriei electrozilor, plasmele cu descărcare în gaz sunt clasificate în linii mari în următoarele categorii: ① Descărcare strălucitoare; ② Descărcare barieră dielectrică (DBD); ③ Descărcare radio-frecvență (RF); și ④ Descărcarea cuptorului cu microunde. Indiferent de forma specifică de generare a plasmei folosită, o descărcare de-tensiune mare este invariabil necesară. Această cerință creează un risc potențial de arc electric sau scântei, care poate fi periculos-o preocupare semnificativă, având în vedere că remedierea poluanților gazoși impune de obicei funcționarea sub presiune atmosferică.
Echipamente de fotocataliză și biopurificare
Fotocataliza este o tehnologie avansată de reacție concepută pentru funcționarea la temperaturi ambientale. Oxidarea fotocatalitică permite conversia completă a poluanților organici prezenți în apă, aer și sol în produse ne-toxice și inofensive la temperatura camerei. În schimb, tehnologiile tradiționale de-incinerare la temperatură ridicată necesită temperaturi extrem de ridicate pentru a distruge în mod eficient poluanții; chiar și metodele convenționale de oxidare catalitică necesită de obicei temperaturi care ating câteva sute de grade Celsius.
Teoretic, cu condiția ca energia luminoasă absorbită de un semiconductor să fie egală sau mai mare decât energia de bandă interzisă, acesta posedă energie suficientă pentru a excita și a genera perechi de electroni-găuri; în consecință, un astfel de semiconductor poate servi ca fotocatalizator. Exemplele obișnuite de fotocatalizatori cu un singur{{2}compuși includ diferiți oxizi și sulfuri de metal-cum ar fi TiO₂, ZnO, ZnS, CdS și PbS. Fiecare dintre acești catalizatori oferă avantaje distincte pentru reacții specifice și poate fi selectat după cum este necesar în cercetarea practică. De exemplu, semiconductorul CdS posedă o energie de bandă interzisă relativ îngustă, care se aliniază bine cu regiunea aproape-ultravioletă a spectrului solar, permițând astfel utilizarea eficientă a energiei luminii naturale; cu toate acestea, este susceptibil la fotocoroziune, rezultând o durată de viață limitată. În schimb, TiO2 prezintă performanțe generale superioare și este cel mai utilizat și mai amplu studiat fotocatalizator unic-compus.
