अवशोषण उपकरण
अवशोषण विधि वीओसी को अवशोषित करने के लिए कम {{0}अस्थिरता या गैर-अस्थिर सॉल्वैंट्स का उपयोग करती है, बाद में वीओसी और अवशोषक के भौतिक गुणों में अंतर के आधार पर उन्हें अलग करती है।
वीओसी से लदी गैस नीचे से अवशोषण टॉवर में प्रवेश करती है; जैसे ही यह ऊपर उठता है, यह टॉवर के शीर्ष से प्रवाहित होने वाले अवशोषक के साथ विपरीत धारा संपर्क में आ जाता है। फिर शुद्ध गैस को टॉवर के शीर्ष से छुट्टी दे दी जाती है। अवशोषक, जो अब वीओसी से भरा हुआ है, एक स्ट्रिपिंग टावर के शीर्ष में प्रवेश करने से पहले हीट एक्सचेंजर से गुजरता है, जहां ऊंचे तापमान (अवशोषण तापमान से अधिक) या कम दबाव (अवशोषण दबाव से कम) की स्थितियों के तहत अवशोषण होता है। अवशोषक को एक विलायक कंडेनसर के माध्यम से संघनित किया जाता है और अवशोषण टॉवर में वापस कर दिया जाता है। अवशोषित वीओसी गैस एक कंडेनसर और एक गैस तरल विभाजक से होकर गुजरती है, स्ट्रिपिंग टॉवर से अपेक्षाकृत शुद्ध वीओसी स्ट्रीम के रूप में बाहर निकलती है जो पुनर्प्राप्ति और पुन: उपयोग के लिए तैयार होती है। यह प्रक्रिया उच्च वीओसी सांद्रता और कम तापमान वाली गैस धाराओं को शुद्ध करने के लिए उपयुक्त है; अन्य परिस्थितियों में, उचित प्रक्रिया समायोजन की आवश्यकता होती है।
सोखना उपकरण
जब किसी तरल मिश्रण को छिद्रपूर्ण ठोस पदार्थों का उपयोग करके उपचारित किया जाता है, तो तरल पदार्थ के भीतर एक या अधिक घटकों को {{0}पकड़ लिया जा सकता है और उन्हें ठोस सतह पर केंद्रित किया जा सकता है। इस घटना को अधिशोषण के रूप में जाना जाता है। सोखना के माध्यम से अपशिष्ट गैस उपचार के संदर्भ में, लक्ष्य पदार्थ गैसीय प्रदूषक होते हैं, जो एक ठोस सोखने की प्रक्रिया का निर्माण करते हैं। अधिशोषित किए जा रहे गैसीय घटकों को *अधिशोषक* कहा जाता है, जबकि छिद्रपूर्ण ठोस पदार्थ को *अधिशोषक* कहा जाता है।
एक बार जब ठोस सतह अधिशोषक को अधिशोषित कर लेती है, तो अधिशोषित सामग्री का एक भाग बाद में अधिशोषक सतह से अलग हो सकता है; इस घटना को विशोषण के रूप में जाना जाता है। हालाँकि, एक अवधि तक सोखने की प्रक्रिया आगे बढ़ने के बाद, सतह पर सोखने वालों के जमा होने से सोखने वालों की क्षमता काफी कम हो जाती है, जिससे प्रभावी शुद्धिकरण की आवश्यकताएं पूरी नहीं हो पाती हैं। इस मोड़ पर, अधिशोषक से संचित सामग्री को सोखने के लिए विशिष्ट उपायों को नियोजित किया जाना चाहिए, जिससे इसकी सोखने की क्षमता बहाल हो सके; इस प्रक्रिया को *अवशोषक पुनर्जनन* कहा जाता है। नतीजतन, व्यावहारिक सोखना इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, एक चक्रीय प्रक्रिया {{3}जिसमें सोखना, पुनर्जनन और बाद में सोखना शामिल होता है, का उपयोग अपशिष्ट गैस से प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से हटाने के साथ-साथ गैस धारा के भीतर निहित मूल्यवान घटकों को पुनर्प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
शुद्धिकरण उपकरण
वीओसी और दुर्गंधयुक्त यौगिकों की उच्च सांद्रता वाली अपशिष्ट गैस धाराओं के उपचार के लिए दहन आधारित विधियाँ अत्यधिक प्रभावी हैं। अंतर्निहित सिद्धांत में इन अशुद्धियों को जलाने के लिए अतिरिक्त हवा का उपयोग करना शामिल है; इनमें से अधिकांश पदार्थ कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प में परिवर्तित हो जाते हैं, जिन्हें बाद में वायुमंडल में सुरक्षित रूप से छोड़ा जा सकता है। हालाँकि, क्लोरीन या सल्फर युक्त कार्बनिक यौगिकों को संसाधित करते समय, दहन उत्पादों में एचसीएल या एसओ2 शामिल होते हैं; परिणामस्वरूप, दहन के बाद की गैसों को अतिरिक्त उपचार की आवश्यकता होती है।
प्रदूषण नियंत्रण उपकरण
प्लाज़्मा आयनित अवस्था में एक गैस है। शब्द "प्लाज्मा" अमेरिकी वैज्ञानिक इरविंग लैंगमुइर द्वारा 1927 में कम दबाव की स्थिति में पारा वाष्प में निर्वहन घटना का अध्ययन करते समय गढ़ा गया था। प्लाज्मा में बड़ी संख्या में इलेक्ट्रॉन, तटस्थ परमाणु, उत्तेजित अवस्था वाले परमाणु, फोटॉन और मुक्त कण होते हैं; हालाँकि, इलेक्ट्रॉनों का कुल ऋणात्मक आवेश और आयनों का कुल धनात्मक आवेश संतुलित होना चाहिए, जिसके परिणामस्वरूप समग्र विद्युत तटस्थता होगी। यह "प्लाज्मा" की परिभाषित विशेषता है। प्लाज़्मा प्रवाहकीय गुण प्रदर्शित करते हैं और विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों पर उन तरीकों से प्रतिक्रिया करते हैं जो ठोस, तरल और गैसों से काफी भिन्न होते हैं; इस कारण से, उन्हें अक्सर "पदार्थ की चौथी अवस्था" कहा जाता है। उनकी स्थिति, तापमान और आयन घनत्व के आधार पर, प्लाज़्मा को आम तौर पर दो श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है: उच्च तापमान वाले प्लाज़्मा और निम्न तापमान वाले प्लाज़्मा (थर्मल प्लाज़्मा और ठंडे प्लाज़्मा सहित)। उच्च तापमान वाले प्लाज़्मा में आयनीकरण की डिग्री एकता के करीब होती है, और सभी घटक कणों का तापमान लगभग समान होता है, जो सिस्टम को थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में रखता है; इनका उपयोग मुख्य रूप से नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर संलयन प्रतिक्रियाओं से जुड़े अनुसंधान में किया जाता है। इसके विपरीत, निम्न तापमान वाले प्लाज़्मा थर्मोडायनामिक गैर संतुलन की स्थिति में मौजूद होते हैं, जिसमें विभिन्न घटक कणों का तापमान भिन्न होता है। विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन तापमान (Te) आयन तापमान (Ti) से काफी अधिक होता है, अक्सर 10^4 K से अधिक होता है, जबकि आयनों और तटस्थ कणों का तापमान अपेक्षाकृत कम रह सकता है, 300 से 500 K तक। सामान्य गैस निर्वहन प्रक्रियाओं के माध्यम से उत्पन्न प्लाज़्मा कम तापमान वाले प्लाज़्मा की श्रेणी में आते हैं।
2013 तक, कम तापमान वाले प्लाज़्मा के अंतर्निहित तंत्र पर शोध से पता चलता है कि उनका प्रभाव मुख्य रूप से कणों के बीच बेलोचदार टकराव का परिणाम है। कम तापमान वाले प्लाज़्मा इलेक्ट्रॉनों, आयनों, मुक्त कणों और उत्तेजित अवस्था वाले अणुओं से भरपूर होते हैं। उच्च ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉन गैस अणुओं (या परमाणुओं) से टकराते हैं, अपनी गतिज ऊर्जा को जमीन के अणुओं (या परमाणुओं) की आंतरिक ऊर्जा में स्थानांतरित करते हैं; यह प्रक्रिया उत्तेजना, पृथक्करण और आयनीकरण सहित प्रतिक्रियाओं का एक झरना शुरू कर देती है, जिसमें अणु सक्रिय अवस्था में आ जाते हैं। एक ओर, यह प्रक्रिया गैस के भीतर आणविक बंधनों को तोड़ती है, जिससे सरल अणु और ठोस कण उत्पन्न होते हैं; दूसरी ओर, यह मुक्त कण {{11}जैसे कि •OH और H2O2{{16}साथ ही ओजोन (O3), एक अत्यधिक शक्तिशाली ऑक्सीकरण एजेंट पैदा करता है। इस पूरी प्रक्रिया में, उच्च -ऊर्जा इलेक्ट्रॉन निर्णायक भूमिका निभाते हैं, जबकि आयनों की तापीय गति केवल द्वितीयक या सहायक प्रभाव डालती है। वायुमंडलीय दबाव के तहत, गैस डिस्चार्ज द्वारा उत्पन्न अत्यधिक गैर-संतुलन प्लाज्मा में एक इलेक्ट्रॉन तापमान होता है, जो आम तौर पर कई हजार डिग्री सेल्सियस की सीमा में होता है, जो गैस के तापमान (जो कमरे के तापमान के करीब या 100 डिग्री के आसपास रहता है) से कहीं अधिक होता है। इस गैर-संतुलन प्लाज्मा के भीतर विभिन्न प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं; ये प्रतिक्रियाएं मुख्य रूप से औसत इलेक्ट्रॉन ऊर्जा, इलेक्ट्रॉन घनत्व, गैस तापमान, खतरनाक गैस अणुओं की एकाग्रता और समग्र गैस संरचना जैसे कारकों द्वारा निर्धारित होती हैं। यह क्षमता उन प्रतिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने के लिए एक व्यवहार्य विकल्प प्रदान करती है जिनके लिए उच्च सक्रियण ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जैसे कि वायुमंडल में लगातार प्रदूषकों को हटाना, साथ ही कम प्रदूषक सांद्रता, उच्च प्रवाह वेग और बड़े वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह दर (उदाहरण के लिए, वाष्पशील कार्बनिक यौगिकों या सल्फर युक्त प्रदूषकों वाली धाराएं) की विशेषता वाली गैस धाराओं के उपचार को भी सक्षम बनाता है।
प्लाज्मा उत्पन्न करने की सबसे आम विधि गैस डिस्चार्ज है। गैस डिस्चार्ज एक ऐसी प्रक्रिया को संदर्भित करता है जिसमें एक विशिष्ट तंत्र एक इलेक्ट्रॉन को गैस परमाणु या अणु से आयनीकृत {{1}अलग कर देता है। परिणामी गैसीय माध्यम को "आयनित गैस" कहा जाता है; यदि यह आयनित गैस किसी बाहरी विद्युत क्षेत्र द्वारा उत्पन्न होती है और एक प्रवाहकीय धारा बनाए रखती है, तो इस घटना को विशेष रूप से "गैस डिस्चार्ज" कहा जाता है। अंतर्निहित डिस्चार्ज तंत्र, गैस माध्यम और शक्ति स्रोत की प्रकृति और इलेक्ट्रोड की ज्यामिति के आधार पर, गैस डिस्चार्ज प्लाज़्मा को मोटे तौर पर निम्नलिखित श्रेणियों में वर्गीकृत किया जाता है: ① ग्लो डिस्चार्ज; ② डाइइलेक्ट्रिक बैरियर डिस्चार्ज (डीबीडी); ③ रेडियो-फ़्रीक्वेंसी (आरएफ) डिस्चार्ज; और ④ माइक्रोवेव डिस्चार्ज। नियोजित प्लाज्मा उत्पादन के विशिष्ट रूप के बावजूद, उच्च वोल्टेज डिस्चार्ज की हमेशा आवश्यकता होती है। यह आवश्यकता विद्युत उत्पन्न होने या स्पार्किंग का संभावित खतरा पैदा करती है, जो खतरनाक हो सकती है। यह एक महत्वपूर्ण चिंता का विषय है, क्योंकि गैसीय प्रदूषकों के निवारण के लिए आमतौर पर वायुमंडलीय दबाव के तहत संचालन को अनिवार्य किया जाता है।
फोटोकैटलिसिस और बायोप्यूरिफिकेशन उपकरण
फोटोकैटलिसिस एक उन्नत प्रतिक्रिया तकनीक है जिसे परिवेश के तापमान पर संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है। फोटोकैटलिटिक ऑक्सीकरण पानी, हवा और मिट्टी में मौजूद कार्बनिक प्रदूषकों को कमरे के तापमान पर गैर-विषाक्त और हानिरहित उत्पादों में पूर्ण रूप से परिवर्तित करने में सक्षम बनाता है। इसके विपरीत, पारंपरिक उच्च तापमान भस्मीकरण प्रौद्योगिकियों को प्रदूषकों को प्रभावी ढंग से नष्ट करने के लिए अत्यधिक उच्च तापमान की आवश्यकता होती है; यहां तक कि पारंपरिक उत्प्रेरक ऑक्सीकरण विधियों के लिए भी आमतौर पर कई सौ डिग्री सेल्सियस तक तापमान की आवश्यकता होती है।
सैद्धांतिक रूप से, बशर्ते कि अर्धचालक द्वारा अवशोषित प्रकाश ऊर्जा उसकी बैंड गैप ऊर्जा के बराबर या उससे अधिक हो, इसमें इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करने और उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा होती है। परिणामस्वरूप, ऐसा अर्धचालक संभावित रूप से फोटोकैटलिस्ट के रूप में काम कर सकता है। एकल -यौगिक फोटोकैटलिस्ट के सामान्य उदाहरणों में विभिन्न धातु ऑक्साइड और सल्फाइड {{3}जैसे TiO₂, ZnO, ZnS, CdS और PbS शामिल हैं। इनमें से प्रत्येक उत्प्रेरक विशिष्ट प्रतिक्रियाओं के लिए अलग-अलग लाभ प्रदान करता है और व्यावहारिक अनुसंधान में आवश्यकतानुसार चुना जा सकता है। उदाहरण के लिए, सेमीकंडक्टर सीडीएस में अपेक्षाकृत संकीर्ण बैंड गैप ऊर्जा होती है, जो सौर स्पेक्ट्रम के निकट {{6}पराबैंगनी क्षेत्र के साथ अच्छी तरह से संरेखित होती है, जिससे प्राकृतिक प्रकाश ऊर्जा का कुशल उपयोग संभव हो पाता है; हालाँकि, यह प्रकाश-संक्षारण के प्रति संवेदनशील है, जिसके परिणामस्वरूप इसका सेवा जीवन सीमित हो जाता है। इसके विपरीत, TiO2 बेहतर समग्र प्रदर्शन प्रदर्शित करता है और सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला और बड़े पैमाने पर अध्ययन किया जाने वाला एकल - यौगिक फोटोकैटलिस्ट है।
