흡수 장비
흡착법은 저-휘발성 또는 비휘발성 용제를 사용하여 VOC를 흡착한 후, VOC와 흡착제의 물리적 특성 차이를 바탕으로 분리하는 방식입니다.
VOC-함유 가스는 바닥에서 흡수탑으로 유입됩니다. 상승하면서 탑 꼭대기에서 유입되는 흡수제와 역류 접촉을 하게 됩니다. 정화된 가스는 탑 꼭대기에서 배출됩니다. 이제 VOC가 포함된 흡수제는 열 교환기를 통과한 후 스트리핑 타워 상단으로 들어갑니다. 여기서 탈착은 고온(흡수 온도보다 높음) 또는 감압(흡수 압력보다 낮음) 조건에서 발생합니다. 탈착된 흡수제는 용매 응축기를 통해 응축되어 흡수탑으로 되돌아갑니다. 탈착된 VOC 가스는 응축기와 가스{6}}액체 분리기를 통과하여 회수 및 재사용이 가능한 비교적 순수한 VOC 스트림으로 스트리핑 타워를 빠져나갑니다. 이 공정은-VOC 농도가 높고 온도가 낮은 가스 흐름을 정화하는 데 매우 적합합니다. 다른 상황에서는 적절한 프로세스 조정이 필요합니다.
흡착설비
다공성 고체 물질을 사용하여 유체 혼합물을 처리할 때 유체 내의 하나 이상의 구성 요소가 고체 표면에 의해-포집되어-고체 표면에 집중될 수 있습니다. 이 현상을 흡착이라고 합니다. 흡착을 통한 폐가스 처리의 맥락에서 대상 물질은 기체-고체 흡착 공정을 구성하는 기체 오염물질입니다. 흡착되는 기체 성분을 *흡착물*이라고 하며, 다공성 고체 물질을 *흡착제*라고 합니다.
고체 표면이 흡착물을 흡착하면, 흡착된 물질의 일부가 흡착제 표면에서 분리될 수 있습니다. 이 현상을 탈착이라고 합니다. 그러나, 흡착과정이 일정 기간 진행된 후에는 표면에 흡착물이 축적되면서 흡착제의 능력이 현저히 감소되어 효과적인 정화를 위한 요구사항을 충족시키지 못하게 된다. 이 시점에서 흡착제에서 축적된 물질을 탈착하여 흡착 용량을 복원하기 위해 특별한 조치를 취해야 합니다. 이 과정을 *흡착제 재생*이라고 합니다. 결과적으로 실제 흡착 공학 응용 분야에서는 흡착, 재생 및 후속 흡착으로 구성된 순환 공정-을 활용하여 폐가스에서 오염 물질을 효과적으로 제거하는 동시에 가스 흐름에 포함된 가치 있는 성분을 회수합니다.
정화 장비
연소{0} 기반 방법은 고농도의 VOC 및 악취 화합물을 포함하는 폐가스 흐름을 처리하는 데 매우 효과적입니다. 기본 원리는 과도한 공기를 활용하여 이러한 불순물을 연소시키는 것입니다. 이러한 물질의 대부분은 이산화탄소와 수증기로 변환되어 대기 중으로 안전하게 배출될 수 있습니다. 그러나 염소나 황을 함유한 유기 화합물을 처리할 때 연소 생성물에는 HCl 또는 SO2가 포함됩니다. 결과적으로 연소 후 가스는 추가 처리가 필요합니다.-
오염 제어 장비
플라즈마는 이온화된 상태의 기체입니다. "플라즈마"라는 용어는 1927년 미국 과학자 Irving Langmuir가 저압 조건에서 수은 증기의 방전 현상을 연구하면서 만들어졌습니다.{2}} 플라즈마는 수많은 전자, 중성 원자, 여기-상태 원자, 광자 및 자유 라디칼로 구성됩니다. 그러나 전자의 전체 음전하와 이온의 전체 양전하가 균형을 이루어 전체적인 전기적 중성이 이루어져야 합니다.-이것이 '플라즈마'의 특징을 정의합니다. 플라즈마는 전도성 특성을 나타내며 고체, 액체 및 기체와 크게 다른 방식으로 전자기장에 반응합니다. 이러한 이유로 그들은 종종 "물질의 네 번째 상태"라고 불립니다. 플라즈마는 상태, 온도 및 이온 밀도에 따라 일반적으로 고온-온도 플라즈마와 저온-온도 플라즈마(열 플라즈마 및 저온 플라즈마 포함)의 두 가지 범주로 분류됩니다. 고온-플라즈마는 1에 가까운 이온화도를 가지며 모든 구성 입자의 온도가 거의 동일하여 시스템을 열역학적 평형 상태에 놓습니다. 이는 제어된 열핵융합 반응과 관련된 연구에 주로 활용됩니다. 반대로 저온-온도 플라즈마는 다양한 구성 입자의 온도가 다른 열역학적 비-평형 상태로 존재합니다. 구체적으로 전자 온도(Te)는 이온 온도(Ti)보다 훨씬 높으며-종종 10^4K를 초과-하는 반면, 이온 및 중성 입자의 온도는 300~500K 범위로 비교적 낮게 유지될 수 있습니다. 일반적인 가스 방전 공정을 통해 생성된 플라즈마는 저온 플라즈마 범주에 속합니다.
2013년 현재 저온-플라즈마의 기본 메커니즘에 대한 연구에 따르면 그 효과는 주로 입자 간의 비탄성 충돌의 결과인 것으로 나타났습니다. 저온-온도 플라즈마에는 전자, 이온, 자유 라디칼 및 여기-상태 분자가 풍부합니다. 고-에너지 전자는 기체 분자(또는 원자)와 충돌하여 운동 에너지를 바닥-상태 분자(또는 원자)의 내부 에너지로 전달합니다. 이 과정은 여기, 해리 및 이온화를 포함하는 일련의 반응-을 유발하여-분자를 활성화된 상태로 만듭니다. 한편으로, 이 과정은 가스 내의 분자 결합을 절단하여 더 단순한 분자와 고체 미립자를 생성합니다. 반면에, 이는 강력한 산화제인 오존(O3)뿐만 아니라 •OH 및 H2O2-와 같은 자유 라디칼-을 생성합니다. 이 전체 과정에서 고에너지 전자가 결정적인 역할을 하는 반면, 이온의 열 운동은 보조 효과 또는 보조 효과에만 기여합니다. 대기압 하에서 가스 방전에 의해 생성된 -비평형 플라즈마의 전자 온도는 -일반적으로 섭씨 수천도 범위-이며 이는 가스 온도(상온 근처 또는 약 100도에 유지됨)보다 훨씬 높습니다. 이 비평형 플라즈마 내에서는 다양한 유형의 화학 반응이 발생할 수 있습니다. 이러한 반응은 주로 평균 전자 에너지, 전자 밀도, 가스 온도, 유해 가스 분자의 농도 및 전체 가스 구성과 같은 요인에 의해 결정됩니다. 이 기능은 높은 활성화 에너지가 필요한 반응을 촉진하기 위한 실행 가능한 대안을 제공합니다.-예: 대기 중 잔류 오염물질 제거-또한 낮은 오염물질 농도, 높은 유속 및 큰 체적 유량을 특징으로 하는 가스 흐름(예: 휘발성 유기 화합물 또는 황 함유 오염물질을 포함하는 흐름)의 처리를 가능하게 합니다.
플라즈마를 생성하는 가장 일반적인 방법은 가스 방전입니다. 가스 방전은 특정 메커니즘으로 인해 전자가 가스 원자 또는 분자에서 이온화-분리-되는 과정을 의미합니다. 생성된 기체 매질을 "이온화된 가스"라고 합니다. 이 이온화된 가스가 외부 전기장에 의해 생성되어 전도성 전류를 유지하는 경우, 이 현상을 구체적으로 "가스 방전"이라고 합니다. 기본 방전 메커니즘, 가스 매질과 전원의 특성, 전극의 기하학적 구조에 따라 가스 방전 플라즈마는 크게 다음 범주로 분류됩니다. ① 글로우 방전; ② 유전체 장벽 방전(DBD); ③ 무선-주파수(RF) 방전; ④ 전자레인지 방전. 사용되는 특정 형태의 플라즈마 생성에 관계없이 고-전압 방전이 항상 필요합니다. 이 요구사항은 전기 아크 또는 스파크의 잠재적인 위험을 야기하며, 이는 위험할 수 있습니다.-일반적으로 가스 오염 물질을 처리하려면 대기압 하에서 작동해야 한다는 점을 고려하면 이는 중요한 문제입니다.
광촉매 및 생물정화 장비
광촉매는 주변 온도에서 작동하도록 설계된 고급 반응 기술입니다. 광촉매 산화를 통해 물, 공기, 토양에 존재하는 유기 오염물질을 실온에서 무-독성 및 무해한 제품으로 완전히 전환할 수 있습니다. 대조적으로, 전통적인 고온-소각 기술은 오염 물질을 효과적으로 파괴하기 위해 매우 높은 온도를 요구합니다. 기존의 촉매 산화 방법이라도 일반적으로 섭씨 수백도에 달하는 온도가 필요합니다.
이론적으로 반도체에 흡수된 빛 에너지가 밴드 갭 에너지보다 크거나 같으면 반도체는 전자{0}}정공 쌍을 여기시키고 생성하기에 충분한 에너지를 보유합니다. 결과적으로, 그러한 반도체는 잠재적으로 광촉매 역할을 할 수 있습니다. 단일{2}}복합 광촉매의 일반적인 예로는 다양한 금속 산화물과 황화물-(예: TiO2, ZnO, ZnS, CdS 및 PbS)이 있습니다. 이러한 각 촉매는 특정 반응에 대해 뚜렷한 이점을 제공하며 실제 연구에서 필요에 따라 선택할 수 있습니다. 예를 들어, 반도체 CdS는 상대적으로 좁은 밴드 갭 에너지를 갖고 있으며, 이는 태양 스펙트럼의 근-자외선 영역과 잘 정렬되어 자연광 에너지를 효율적으로 활용할 수 있습니다. 그러나 광부식에 취약하여 서비스 수명이 제한됩니다. 대조적으로, TiO2는 전반적으로 우수한 성능을 나타내며 가장 널리 활용되고 광범위하게 연구된 단일-화합물 광촉매입니다.
