Absorptsiooniseadmed
Absorptsioonimeetodis kasutatakse lenduvate orgaaniliste ühendite absorbeerimiseks madala -lenduvusega või mitte-lenduvaid lahusteid, mis seejärel eraldatakse lenduvate orgaaniliste ühendite ja absorbendi füüsikaliste omaduste erinevuste põhjal.
VOC{0}}laetud gaas siseneb absorptsioonitorni põhjast; tõustes puutub see vastu-kontakti torni tipust sisse voolava absorbendiga. Seejärel juhitakse puhastatud gaas torni tipust välja. Absorbent, mis on nüüd koormatud lenduvate orgaaniliste ühenditega, läbib soojusvahetit enne eemaldamistorni tippu sisenemist, kus desorptsioon toimub kõrgendatud temperatuuril (kõrgem kui neeldumistemperatuur) või alandatud rõhul (madalam kui absorptsioonirõhk). Desorbeeritud absorbent kondenseeritakse lahusti kondensaatori kaudu ja suunatakse tagasi absorptsioonitorni. Desorbeeritud lenduvate orgaaniliste ühendite gaas läbib kondensaatori ja gaasi{6}}vedelike separaatori, väljudes eemaldamistornist suhteliselt puhta lenduvate orgaaniliste ühendite joana, mis on valmis taaskasutamiseks ja taaskasutamiseks. See protsess sobib hästi-gaasivoogude puhastamiseks, mida iseloomustavad kõrge LOÜ kontsentratsioon ja madal temperatuur; muudel juhtudel on vaja protsessi asjakohaseid kohandusi.
Adsorptsiooniseadmed
Kui vedelat segu töödeldakse poorsete tahkete materjalidega, võib ühe või mitu vedeliku komponenti kinni haarata-ja kontsentreerida-tahkele pinnale; seda nähtust nimetatakse adsorptsiooniks. Adsorptsiooniga heitgaaside töötlemise kontekstis on sihtaineteks gaasilised saasteained, mis moodustavad gaasilise -tahke adsorptsiooniprotsessi. Adsorbeeritavaid gaasilisi komponente nimetatakse *adsorbaatideks*, poorset tahket materjali aga *adsorbendiks*.
Kui tahke pind on adsorbeerinud, võib osa adsorbeeritud materjalist seejärel adsorbeerivast pinnast eralduda; seda nähtust nimetatakse desorptsiooniks. Kuid pärast seda, kui adsorptsiooniprotsess on teatud aja jooksul kestnud, põhjustab adsorbaatide kogunemine pinnale adsorbendi võime märkimisväärselt vähenemist, mis ei vasta tõhusa puhastamise nõuetele. Sel hetkel tuleb rakendada erimeetmeid, et adsorbendist kogunenud materjal desorbeerida, taastades seeläbi selle adsorptsioonivõime; seda protsessi nimetatakse *adsorbendi regenereerimiseks*. Järelikult kasutatakse praktilistes adsorptsioonitehnilistes rakendustes tsüklilist protsessi, -mis hõlmab adsorptsiooni, regenereerimist ja sellele järgnevat adsorptsiooni-, et tõhusalt eemaldada heitgaasist saasteaineid, taastades samal ajal gaasivoos sisalduvaid väärtuslikke komponente.
Puhastusseadmed
Põletus{0}}põhinevad meetodid on väga tõhusad heitgaasivoogude töötlemisel, mis sisaldavad kõrges kontsentratsioonis lenduvaid orgaanilisi ühendeid ja halvalõhnalisi ühendeid. Aluspõhimõte hõlmab liigse õhu kasutamist nende lisandite põletamiseks; Suurem osa neist ainetest muundatakse seeläbi süsinikdioksiidiks ja veeauruks, mida saab seejärel ohutult atmosfääri lasta. Kloori või väävlit sisaldavate orgaaniliste ühendite töötlemisel on aga põlemissaadused HCl või SO2; järelikult vajavad põlemisjärgsed-gaasid täiendavat töötlemist.
Reostustõrje seadmed
Plasma on ioniseeritud olekus gaas. Mõiste "plasma" võttis kasutusele Ameerika teadlane Irving Langmuir 1927. aastal, kui ta uuris elavhõbedaaurust väljuvaid nähtusi madala rõhu all. Plasma koosneb suurest hulgast elektronidest, neutraalsetest aatomitest, ergastatud-olekuaatomitest, footonitest ja vabadest radikaalidest; elektronide negatiivne kogulaeng ja ioonide positiivne laeng peavad aga tasakaalustuma, mille tulemuseks on üldine elektriline neutraalsus -see on "plasma" määrav omadus. Plasmadel on juhtivad omadused ja nad reageerivad elektromagnetväljadele viisil, mis erineb oluliselt tahketest ainetest, vedelikest ja gaasidest; sel põhjusel nimetatakse neid sageli "aine neljandaks olekuks". Plasmad liigitatakse nende oleku, temperatuuri ja ioonitiheduse põhjal tavaliselt kahte kategooriasse: kõrge -temperatuuriga plasmad ja madala {{9}temperatuuriga plasmad (sealhulgas termilised ja külmad plasmad). Kõrgetemperatuurilistel plasmadel on ühtsusele lähenev ionisatsiooniaste ja kõigi koostisosakeste temperatuurid on peaaegu identsed, mis asetab süsteemi termodünaamilise tasakaalu olekusse; neid kasutatakse peamiselt uuringutes, mis hõlmavad kontrollitud termotuumasünteesi reaktsioone. Madala temperatuuriga plasmad seevastu eksisteerivad termodünaamilises mittetasakaalus, kus erinevate koostisosakeste temperatuurid on erinevad. Täpsemalt, elektronide temperatuur (Te) on oluliselt kõrgem kui ioonide temperatuur (Ti)-sageli üle 10^4 K-, samas kui ioonide ja neutraalsete osakeste temperatuur võib jääda suhteliselt madalaks, ulatudes 300–500 K. Üldiste gaaslahendusprotsesside käigus tekkivad plasmad kuuluvad plasma3}}}madala temperatuuri{{2 kategooriasse.
2013. aasta seisuga näitavad madalatemperatuuriliste plasmade alusmehhanismide uuringud, et nende mõju on peamiselt osakeste ebaelastsete kokkupõrgete tulemus. Madala temperatuuriga plasmas on palju elektrone, ioone, vabu radikaale ja ergastatud-olekumolekule. Suure-energiaga elektronid põrkuvad gaasimolekulidega (või aatomitega), kandes oma kineetilise energia maa-olekumolekulide (või aatomite) siseenergiasse; see protsess käivitab reaktsioonide kaskaadi,{8}}sealhulgas ergastus, dissotsiatsioon ja ionisatsioon-, viies seeläbi molekulid aktiveeritud olekusse. Ühest küljest lõhustab see protsess gaasis molekulaarseid sidemeid, tekitades lihtsamaid molekule ja tahkeid osakesi; teisest küljest toodab see vabu radikaale -nagu •OH ja H2O2-, aga ka osooni (O3), mis on väga tugev oksüdeerija. Kogu selles protsessis mängivad{18}}suure energiaga elektronid otsustavat rolli, samas kui ioonide soojusliikumisel on vaid sekundaarne või abiefekt. Atmosfäärirõhu all on gaaslahendusega tekitatud väga ebatasakaalulise plasma elektronide temperatuur-tavaliselt vahemikus mitu tuhat kraadi Celsiuse järgi{23}}, mis on palju kõrgem kui gaasi temperatuur (mis jääb toatemperatuuri lähedale ehk umbes 100 kraadi juurde). Selles mittetasakaalulises plasmas võivad toimuda erinevat tüüpi keemilised reaktsioonid; need reaktsioonid määravad peamiselt sellised tegurid nagu keskmine elektronide energia, elektronide tihedus, gaasi temperatuur, ohtlike gaasimolekulide kontsentratsioon ja gaasi üldine koostis. See võimalus pakub elujõulist alternatiivi selliste reaktsioonide hõlbustamiseks, mis nõuavad suurt aktiveerimisenergiat,-nagu püsivate saasteainete eemaldamine atmosfäärist-ja võimaldab töödelda gaasivooge, mida iseloomustavad madalad saasteainete kontsentratsioonid, suured voolukiirused ja suured voolukiirused (nt lenduvaid orgaanilisi ühendeid või väävleid sisaldavad voolud).
Levinuim meetod plasma genereerimiseks on gaaslahendus. Gaaslahendus viitab protsessile, mille käigus konkreetne mehhanism põhjustab elektroni ioniseerumise-eraldumise-gaasi aatomist või molekulist. Saadud gaasilist keskkonda nimetatakse "ioniseeritud gaasiks"; kui see ioniseeritud gaas on genereeritud välise elektrivälja poolt ja see säilitab juhtiva voolu, nimetatakse seda nähtust konkreetselt "gaaslahenduseks". Aluseks oleva tühjenemise mehhanismi, gaasikeskkonna ja toiteallika olemuse ning elektroodide geomeetria alusel liigitatakse gaaslahendusplasmad üldiselt järgmistesse kategooriatesse: ① Glow Discharge; ② dielektriline barjäärlahendus (DBD); ③ Raadio-sageduse (RF) tühjenemine; ja ④ Mikrolaineahju tühjendamine. Olenemata kasutatavast plasma genereerimise konkreetsest vormist on alati vaja kõrge{7}pingelahendust. See nõue loob potentsiaalse elektrikaare või sädemete tekkimise ohu, mis võib olla ohtlik{9}}märkimisväärne probleem, arvestades, et gaasiliste saasteainete kõrvaldamine nõuab tavaliselt töötamist atmosfäärirõhu all.
Fotokatalüüsi ja biopuhastusseadmed
Fotokatalüüs on täiustatud reaktsioonitehnoloogia, mis on loodud töötamiseks ümbritseva õhu temperatuuril. Fotokatalüütiline oksüdatsioon võimaldab täielikult muuta vees, õhus ja pinnases leiduvad orgaanilised saasteained toatemperatuuril mitte-toksilisteks ja kahjututeks toodeteks. Seevastu traditsioonilised kõrgel temperatuuril{3}}põletamise tehnoloogiad nõuavad saasteainete tõhusaks hävitamiseks äärmiselt kõrget temperatuuri; isegi tavapärased katalüütilised oksüdatsioonimeetodid nõuavad tavaliselt temperatuuri, mis ulatub mitmesaja kraadini Celsiuse järgi.
Teoreetiliselt, eeldusel, et pooljuhi neeldunud valgusenergia on võrdne või suurem kui selle ribalaiuse energia, on sellel piisavalt energiat elektron{0}}augupaaride ergastamiseks ja genereerimiseks; järelikult võib selline pooljuht potentsiaalselt toimida fotokatalüsaatorina. Ühe-ühendiga fotokatalüsaatorite levinumate näidete hulka kuuluvad mitmesugused metallioksiidid ja sulfiidid-, nagu TiO₂, ZnO, ZnS, CdS ja PbS. Kõik need katalüsaatorid pakuvad konkreetsete reaktsioonide jaoks selgeid eeliseid ja neid saab vastavalt vajadusele praktilistes uuringutes valida. Näiteks pooljuht-CdS-il on suhteliselt kitsas ribalaiuse energia, mis ühtib hästi päikesespektri lähi-ultraviolettpiirkonnaga, võimaldades seeläbi loodusliku valguse energia tõhusat kasutamist; see on aga vastuvõtlik fotokorrosioonile, mille tulemuseks on piiratud kasutusiga. TiO2 on seevastu suurepärase üldise jõudlusega ning see on kõige laialdasemalt kasutatav ja põhjalikumalt uuritud üksikühendist fotokatalüsaator.
