Peralatan Penyerapan
Kaedah penyerapan menggunakan pelarut-volatiliti atau tidak{1}}rendah untuk menyerap VOC, seterusnya mengasingkannya berdasarkan perbezaan dalam sifat fizikal VOC dan penyerap.
VOC-gas sarat memasuki menara serapan dari bawah; apabila ia naik, ia datang ke balas-sentuhan semasa dengan penyerap yang mengalir masuk dari atas menara. Gas yang telah disucikan kemudiannya dilepaskan dari puncak menara. Penyerap, kini sarat dengan VOC, melalui penukar haba sebelum memasuki bahagian atas menara pelucutan, di mana penyahsorpsian berlaku dalam keadaan suhu tinggi (lebih tinggi daripada suhu penyerapan) atau tekanan berkurangan (lebih rendah daripada tekanan penyerapan). Penyerap yang tidak diserap dipekatkan melalui pemeluwap pelarut dan dikembalikan ke menara penyerapan. Gas VOC yang tidak diserap melalui pemeluwap dan pemisah cecair-gas, keluar dari menara pelucutan sebagai aliran VOC yang agak tulen sedia untuk pemulihan dan penggunaan semula. Proses ini sangat-sesuai untuk menulenkan aliran gas yang dicirikan oleh kepekatan VOC yang tinggi dan suhu rendah; dalam keadaan lain, pelarasan proses yang sesuai diperlukan.
Peralatan Penjerapan
Apabila campuran bendalir dirawat menggunakan bahan pepejal berliang, satu atau lebih komponen dalam bendalir boleh ditangkap oleh-dan tertumpu pada-permukaan pepejal; fenomena ini dikenali sebagai penjerapan. Dalam konteks rawatan gas buangan melalui penjerapan, bahan sasaran adalah bahan pencemar gas, membentuk proses penjerapan pepejal-gas. Komponen gas yang diserap dipanggil *penjerap*, manakala bahan pepejal berliang dipanggil *penjerap*.
Sebaik sahaja permukaan pepejal telah menjerap penjerap, sebahagian daripada bahan terjerap kemudiannya boleh tertanggal daripada permukaan penjerap; fenomena ini dikenali sebagai desorption. Walau bagaimanapun, selepas proses penjerapan berjalan untuk satu tempoh, pengumpulan bahan penjerap pada permukaan menyebabkan kapasiti penjerap berkurangan dengan ketara, sekali gus gagal memenuhi keperluan untuk penulenan yang berkesan. Pada persimpangan ini, langkah-langkah khusus mesti digunakan untuk menyahserap bahan terkumpul daripada penjerap, dengan itu memulihkan kapasiti penjerapannya; proses ini dirujuk sebagai *penjanaan semula penjerap*. Akibatnya, dalam aplikasi kejuruteraan penjerapan praktikal, proses kitaran-yang terdiri daripada penjerapan, penjanaan semula dan penjerapan seterusnya-digunakan untuk membuang bahan pencemar daripada gas buangan secara berkesan sambil memulihkan komponen berharga yang terkandung dalam aliran gas secara berkesan.
Peralatan Pemurnian
Kaedah berasaskan pembakaran{0}}amat berkesan untuk merawat aliran gas buangan yang mengandungi kepekatan tinggi VOC dan sebatian berbau busuk. Prinsip asas melibatkan penggunaan lebihan udara untuk membakar kekotoran ini; majoriti bahan ini dengan itu ditukar kepada karbon dioksida dan wap air, yang kemudiannya boleh dilepaskan dengan selamat ke atmosfera. Walau bagaimanapun, apabila memproses sebatian organik yang mengandungi klorin atau sulfur, hasil pembakaran termasuk HCl atau SO2; akibatnya, pasca-gas pembakaran memerlukan rawatan lanjut.
Peralatan Kawalan Pencemaran
Plasma ialah gas dalam keadaan terion. Istilah "plasma" telah dicipta oleh saintis Amerika Irving Langmuir pada tahun 1927 semasa mengkaji fenomena nyahcas dalam wap merkuri di bawah-keadaan tekanan rendah. Plasma terdiri daripada sejumlah besar elektron, atom neutral,-atom keadaan teruja, foton dan radikal bebas; walau bagaimanapun, jumlah cas negatif elektron dan jumlah cas positif ion mesti seimbang, menghasilkan neutraliti elektrik keseluruhan-ini ialah ciri penentu "plasma." Plasma mempamerkan sifat konduktif dan bertindak balas kepada medan elektromagnet dengan cara yang berbeza dengan ketara daripada pepejal, cecair dan gas; atas sebab ini, mereka sering dirujuk sebagai "keadaan jirim keempat." Berdasarkan keadaan, suhu dan ketumpatan ionnya, plasma biasanya dikelaskan kepada dua kategori: plasma suhu-tinggi dan plasma suhu-rendah (termasuk plasma terma dan plasma sejuk). Plasma suhu tinggi-mempunyai darjah pengionan yang menghampiri kesatuan, dan suhu semua zarah juzuk adalah hampir sama, meletakkan sistem dalam keadaan keseimbangan termodinamik; ini digunakan terutamanya dalam penyelidikan yang melibatkan tindak balas pelakuran termonuklear terkawal. Plasma suhu-rendah, sebaliknya, wujud dalam keadaan tidak{14}}keseimbangan termodinamik, di mana suhu pelbagai zarah juzuk berbeza. Khususnya, suhu elektron (Te) jauh lebih tinggi daripada suhu ion (Ti)-sering melebihi 10^4 K-manakala suhu ion dan zarah neutral mungkin kekal secara relatifnya rendah, antara 300 hingga 500 K. Plasma yang dijana melalui proses nyahcas gas am berada di bawah kategori suhu rendah{23}} plasma{23}
Setakat 2013, penyelidikan ke dalam mekanisme asas plasma suhu-rendah menunjukkan bahawa kesannya adalah terutamanya akibat perlanggaran tidak anjal antara zarah. Plasma suhu-rendah kaya dengan elektron, ion, radikal bebas dan molekul keadaan-teruja. Elektron bertenaga tinggi-berlanggar dengan molekul gas (atau atom), memindahkan tenaga kinetiknya ke dalam tenaga dalaman-molekul keadaan tanah (atau atom); proses ini mencetuskan rangkaian tindak balas-termasuk pengujaan, penceraian dan pengionan-dengan itu memacu molekul ke dalam keadaan diaktifkan. Di satu pihak, proses ini memecahkan ikatan molekul dalam gas, menghasilkan molekul yang lebih ringkas dan zarah pepejal; sebaliknya, ia menghasilkan radikal bebas-seperti •OH dan H2O2-serta ozon (O3), agen pengoksidaan yang sangat kuat. Dalam keseluruhan proses ini,-elektron bertenaga tinggi memainkan peranan yang menentukan, manakala gerakan terma ion hanya menyumbang kesan sekunder atau tambahan. Di bawah tekanan atmosfera, plasma yang sangat tidak-keseimbangan yang dihasilkan oleh nyahcas gas menampilkan suhu elektron-biasanya dalam julat beberapa ribu darjah Celsius-yang jauh lebih tinggi daripada suhu gas (yang kekal berhampiran suhu bilik, atau sekitar 100 darjah ). Pelbagai jenis tindak balas kimia boleh berlaku dalam plasma bukan keseimbangan ini; tindak balas ini ditentukan terutamanya oleh faktor-faktor seperti tenaga elektron purata, ketumpatan elektron, suhu gas, kepekatan molekul gas berbahaya, dan komposisi gas keseluruhan. Keupayaan ini menawarkan alternatif yang berdaya maju untuk memudahkan tindak balas yang memerlukan tenaga pengaktifan tinggi-seperti penyingkiran bahan pencemar yang berterusan di atmosfera-dan juga membolehkan rawatan aliran gas yang dicirikan oleh kepekatan pencemar yang rendah, halaju aliran tinggi dan kadar aliran isipadu yang besar (cth, aliran yang mengandungi sebatian organik sulfur meruap).
Kaedah yang paling biasa untuk menghasilkan plasma ialah pelepasan gas. Pelepasan gas merujuk kepada proses di mana mekanisme tertentu menyebabkan elektron terion-tertanggal-daripada atom atau molekul gas. Medium gas yang terhasil dipanggil "gas terion"; jika gas terion ini dijana oleh medan elektrik luaran dan mengekalkan arus konduktif, fenomena ini secara khusus dirujuk sebagai "pelepasan gas." Berdasarkan mekanisme nyahcas asas, sifat medium gas dan sumber kuasa, dan geometri elektrod, plasma nyahcas gas secara umumnya dikelaskan ke dalam kategori berikut: ① Nyahcas Cahaya; ② Nyahcas Penghalang Dielektrik (DBD); ③ Radio-Nyahcas Frekuensi (RF); dan ④ Pelepasan Gelombang Mikro. Tidak kira bentuk khusus penjanaan plasma yang digunakan,-nyahcas voltan tinggi sentiasa diperlukan. Keperluan ini mewujudkan potensi risiko arka atau percikan elektrik, yang boleh membahayakan-kebimbangan penting memandangkan pemulihan bahan pencemar gas biasanya mewajibkan operasi di bawah tekanan atmosfera.
Fotocatalysis dan Peralatan Biopurification
Photocatalysis ialah teknologi tindak balas termaju yang direka untuk operasi pada suhu ambien. Pengoksidaan fotokatalitik membolehkan penukaran lengkap bahan pencemar organik yang terdapat dalam air, udara dan tanah kepada produk bukan-toksik dan tidak berbahaya pada suhu bilik. Sebaliknya, teknologi insinerasi suhu tinggi-yang tradisional memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk memusnahkan bahan pencemar dengan berkesan; malah kaedah pengoksidaan katalitik konvensional biasanya memerlukan suhu mencecah beberapa ratus darjah Celsius.
Secara teorinya, dengan syarat tenaga cahaya yang diserap oleh semikonduktor adalah sama atau lebih besar daripada tenaga jurang jalurnya, ia mempunyai tenaga yang mencukupi untuk menguja dan menjana pasangan lubang-elektron; akibatnya, semikonduktor sedemikian berpotensi berfungsi sebagai fotomangkin. Contoh biasa bagi-fotomangkin sebatian tunggal termasuk pelbagai oksida logam dan sulfida-seperti TiO₂, ZnO, ZnS, CdS dan PbS. Setiap pemangkin ini menawarkan kelebihan yang berbeza untuk tindak balas tertentu dan boleh dipilih mengikut keperluan dalam penyelidikan praktikal. Contohnya, CdS semikonduktor mempunyai tenaga jurang jalur yang agak sempit, yang sejajar dengan kawasan-ultraviolet berhampiran spektrum suria, dengan itu membolehkan penggunaan tenaga cahaya semula jadi yang cekap; walau bagaimanapun, ia terdedah kepada karat foto, mengakibatkan hayat perkhidmatan terhad. Sebaliknya, TiO2 mempamerkan prestasi keseluruhan yang unggul dan berdiri sebagai pemangkin foto kompaun tunggal-yang paling banyak digunakan dan dikaji secara meluas.
