Absorbsion uskunalar
Absorbsiya usulida VOClarni singdirish uchun past -uchuvchi yoki-uchuvchi boʻlmagan erituvchilardan foydalaniladi, soʻngra ularni VOC va changni yutish moddalarning fizik xossalaridagi farqlar asosida ajratadi.
VOC{0}}yuklangan gaz assimilyatsiya minorasiga pastdan kiradi; u ko'tarilayotganda minora tepasidan oqib o'tuvchi-to'g'ri oqimga tushadi. Keyin tozalangan gaz minora tepasidan chiqariladi. Endi VOC bilan to'ldirilgan changni yutish moslamasi issiqlik almashtirgichdan o'tadi, bu erda desorbsiya yuqori harorat (absorbtsiya haroratidan yuqori) yoki past bosim (absorbtsiya bosimidan past) sharoitida sodir bo'ladi. Desorbsiyalangan absorbent erituvchi kondensator orqali kondensatsiyalanadi va assimilyatsiya minorasiga qaytariladi. Desorbsiyalangan VOC gazi kondensator va gaz{6}}suyuqlik separatori orqali oʻtadi va tozalash minorasidan qayta tiklash va qayta foydalanishga tayyor nisbatan toza VOC oqimi sifatida chiqadi. Bu jarayon yuqori VOC kontsentratsiyasi va past haroratlar bilan ajralib turadigan gaz oqimlarini tozalash uchun juda mos keladi; boshqa sharoitlarda jarayonga tegishli tuzatishlar kiritish talab etiladi.
Adsorbsion uskunalar
Suyuqlik aralashmasi g'ovakli qattiq materiallar yordamida ishlov berilsa, suyuqlik ichidagi bir yoki bir nechta komponentlar-qattiq yuza tomonidan ushlanib,-to'planishi mumkin; bu hodisa adsorbsiya deb ataladi. Chiqindilarni gazni adsorbsiya orqali tozalash kontekstida maqsadli moddalar gazsimon ifloslantiruvchi moddalar bo'lib, gaz{3}}qattiq adsorbsiya jarayonini tashkil qiladi. Adsorbsiyalanuvchi gazsimon komponentlar *adsorbatlar*, g'ovakli qattiq moddalar esa *adsorbent* deb ataladi.
Qattiq sirt adsorbatni adsorbsiya qilgandan so'ng, adsorbsiyalangan materialning bir qismi keyinchalik adsorbent yuzasidan ajralib chiqishi mumkin; bu hodisa desorbsiya deb ataladi. Biroq, adsorbsiya jarayoni ma'lum muddat davom etgandan so'ng, adsorbatlarning sirtda to'planishi adsorbentning imkoniyatlarini sezilarli darajada pasayishiga olib keladi va shu bilan samarali tozalash talablariga javob bermaydi. Ushbu nuqtada adsorbentdan to'plangan materialni desorbsiyalash va shu bilan uning adsorbsion qobiliyatini tiklash uchun aniq choralarni qo'llash kerak; bu jarayon *adsorbent regeneratsiyasi* deb ataladi. Binobarin, amaliy adsorbsion muhandislik dasturlarida chiqindi gazdan ifloslantiruvchi moddalarni samarali olib tashlash va bir vaqtning o'zida gaz oqimi tarkibidagi qimmatli komponentlarni qayta tiklash uchun-adsorbsiya, regeneratsiya va keyingi adsorbsiyani o'z ichiga olgan tsiklik jarayon qo'llaniladi.
Tozalash uskunalari
Yonish{0}}asoslangan usullar yuqori konsentratsiyali VOC va yomon hidli birikmalarni o'z ichiga olgan chiqindi gaz oqimlarini tozalashda juda samarali. Asosiy printsip bu aralashmalarni yoqish uchun ortiqcha havodan foydalanishni o'z ichiga oladi; bu moddalarning aksariyati shu tariqa karbonat angidrid va suv bug'iga aylanadi, keyinchalik ular xavfsiz tarzda atmosferaga chiqarilishi mumkin. Shu bilan birga, xlor yoki oltingugurt o'z ichiga olgan organik birikmalarni qayta ishlashda yonish mahsulotlari HCl yoki SO2 ni o'z ichiga oladi; demak, yonishdan keyingi gazlar-qo'shimcha ishlov berishni talab qiladi.
Ifloslanishni nazorat qilish uskunalari
Plazma ionlangan holatdagi gazdir. "Plazma" atamasi amerikalik olim Irving Langmur tomonidan 1927 yilda past bosim sharoitida simob bug'ida ajralish hodisalarini o'rganayotganda kiritilgan. Plazma juda koʻp sonli elektronlar, neytral atomlar, qoʻzgʻaluvchan{4}}holat atomlari, fotonlar va erkin radikallardan iborat; ammo elektronlarning umumiy manfiy zaryadi va ionlarning umumiy musbat zaryadi muvozanatlashishi kerak, natijada umumiy elektr neytralligi-bu "plazma" ni belgilovchi xususiyatdir. Plazmalar o'tkazuvchanlik xususiyatlarini namoyon qiladi va elektromagnit maydonlarga qattiq, suyuqlik va gazlardan sezilarli darajada farq qiladigan tarzda javob beradi; shuning uchun ular ko'pincha "materiyaning to'rtinchi holati" deb ataladi. Plazmalar holati, harorati va ion zichligiga qarab, odatda ikki toifaga bo'linadi: yuqori{8}}haroratli plazmalar va past haroratli plazmalar (shu jumladan, termal plazmalar va sovuq plazmalar). Yuqori haroratli plazmalar birlikka yaqinlashadigan ionlanish darajasiga ega va barcha tarkibiy zarrachalarning harorati deyarli bir xil boʻlib, tizimni termodinamik muvozanat holatiga keltiradi; Bular, birinchi navbatda, boshqariladigan termoyadro termoyadroviy reaktsiyalarini o'z ichiga olgan tadqiqotlarda qo'llaniladi. Past haroratli plazmalar, aksincha, termodinamik bo'lmagan{14}}muvozanat holatida mavjud bo'lib, unda turli tarkibiy zarrachalarning harorati har xil bo'ladi. Xususan, elektron harorati (Te) ion haroratidan (Ti)-koʻpincha 10^4 K-dan sezilarli darajada yuqori, ionlar va neytral zarrachalarning harorati nisbatan past boʻlib, 300 dan 500 K gacha boʻlishi mumkin. Umumiy gaz ajralish jarayonlari natijasida hosil boʻlgan plazmalar past plasmalarga kiradi{2}.
2013 yil holatiga ko'ra, past haroratli plazmalarning asosiy mexanizmlari bo'yicha olib borilgan tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ularning ta'siri birinchi navbatda zarralar orasidagi elastik bo'lmagan to'qnashuvlar natijasidir. Past haroratli plazmalar elektronlar, ionlar, erkin radikallar va hayajonlangan holat-molekulalariga boy. Yuqori{6}}energiyali elektronlar gaz molekulalari (yoki atomlari) bilan toʻqnashib, ularning kinetik energiyasini-yer holatidagi molekulalarning (yoki atomlarning) ichki energiyasiga oʻtkazadi; bu jarayon-qo‘zg‘alish, dissotsilanish va ionlanishni o‘z ichiga olgan-reaksiyalar kaskadini ishga tushiradi va shu bilan molekulalarni faollashtirilgan holatga keltiradi. Bir tomondan, bu jarayon gaz ichidagi molekulyar bog'larni ajratib, oddiyroq molekulalar va qattiq zarrachalarni hosil qiladi; boshqa tomondan, u •OH va H2O2 kabi-erkin radikallar- hamda ozon (O3), yuqori kuchli oksidlovchi moddalarni hosil qiladi. Bu jarayonda yuqori energiyali elektronlar hal qiluvchi rol o'ynaydi, ionlarning issiqlik harakati esa faqat ikkilamchi yoki yordamchi effekt beradi. Atmosfera bosimi ostida gaz ajralishi natijasida hosil boʻlgan juda muvozanatli boʻlmagan plazma-odatda bir necha ming daraja Selsiy boʻyicha-elektron haroratiga ega boʻladi, bu gaz haroratidan ancha yuqori (bu xona haroratiga yaqin yoki 100 daraja atrofida qoladi). Bu muvozanatsiz plazma ichida turli xil kimyoviy reaksiyalar yuz berishi mumkin; bu reaktsiyalar birinchi navbatda o'rtacha elektron energiyasi, elektron zichligi, gaz harorati, xavfli gaz molekulalarining kontsentratsiyasi va umumiy gaz tarkibi kabi omillar bilan belgilanadi. Bu imkoniyat atmosferadagi turg‘un ifloslantiruvchi moddalarni olib tashlash kabi-yuqori faollashuv energiyasini talab qiluvchi reaksiyalarni osonlashtirish uchun munosib alternativani taklif etadi, shuningdek, past ifloslantiruvchi kontsentratsiyalari, yuqori oqim tezligi va katta hajmli oqim tezligi bilan tavsiflangan gaz oqimlarini tozalash imkonini beradi (masalan: ifloslantiruvchi moddalar).
Plazma hosil qilishning eng keng tarqalgan usuli gazni chiqarishdir. Gaz deşarj deganda ma'lum bir mexanizm elektronning gaz atomi yoki molekulasidan-ajralishi-ni ionlashiga olib keladigan jarayonga aytiladi. Olingan gaz muhiti "ionlangan gaz" deb ataladi; agar bu ionlangan gaz tashqi elektr maydon tomonidan hosil bo'lsa va o'tkazuvchan tokni ushlab tursa, bu hodisa maxsus "gaz razryadi" deb ataladi. Asosiy deşarj mexanizmi, gaz muhiti va quvvat manbai tabiati hamda elektrodlar geometriyasidan kelib chiqib, gaz deşarj plazmalari keng ma'noda quyidagi toifalarga bo'linadi: ① Yorqin razryad; ② Dielektrik to'siqni zaryadsizlantirish (DBD); ③ Radio-chastota (RF) zaryadsizlanishi; va ④ Mikroto'lqinli pechni zaryadsizlantirish. Qo'llaniladigan plazma hosil bo'lishining o'ziga xos shaklidan qat'i nazar, har doim yuqori-voltajli razryad talab qilinadi. Bu talab elektr yoyi yoki uchqun paydo bo‘lishining potentsial xavfini keltirib chiqaradi, bu esa xavfli-bo‘lishi mumkin, chunki gazsimon ifloslantiruvchi moddalarni tozalash odatda atmosfera bosimi ostida ishlashni talab qiladi.
Fotokataliz va biotozalash uskunalari
Fotokataliz - bu atrof-muhit haroratida ishlash uchun mo'ljallangan ilg'or reaksiya texnologiyasi. Fotokatalitik oksidlanish suv, havo va tuproqdagi organik ifloslantiruvchi moddalarni xona haroratida-toksik bo'lmagan va zararsiz mahsulotlarga to'liq aylantirish imkonini beradi. Aksincha, an'anaviy yuqori haroratli yoqish texnologiyalari ifloslantiruvchi moddalarni samarali yo'q qilish uchun juda yuqori haroratni talab qiladi; hatto an'anaviy katalitik oksidlanish usullari odatda bir necha yuz daraja Selsiyga yetadigan haroratni talab qiladi.
Nazariy jihatdan, agar yarimo'tkazgich tomonidan yutilgan yorug'lik energiyasi uning tarmoqli bo'shlig'i energiyasiga teng yoki undan katta bo'lsa, u elektron teshik juftlarini qo'zg'atish va hosil qilish uchun etarli energiyaga ega bo'ladi-; demak, bunday yarimo'tkazgich potentsial ravishda fotokatalizator bo'lib xizmat qilishi mumkin. Yagona birikma fotokatalizatorlarning umumiy misollari{2}}turli metall oksidlari va sulfidlarini-masalan, TiO₂, ZnO, ZnS, CdS va PbS. Ushbu katalizatorlarning har biri o'ziga xos reaktsiyalar uchun alohida afzalliklarga ega va amaliy tadqiqotlarda kerak bo'lganda tanlanishi mumkin. Masalan, CdS yarimo'tkazgich nisbatan tor tarmoqli bo'shliq energiyasiga ega bo'lib, u quyosh spektrining yaqin ultrabinafsha mintaqasi- bilan yaxshi mos tushadi va shu bilan tabiiy yorug'lik energiyasidan samarali foydalanish imkonini beradi; ammo u fotokorroziyaga moyil bo'lib, xizmat muddati cheklangan. Bundan farqli o'laroq, TiO2 yuqori umumiy unumdorlikni namoyish etadi va eng ko'p qo'llaniladigan va ko'p o'rganilgan-qo'shma fotokatalizator hisoblanadi.
