Aplicação da tecnologia de adsorção no sistema de tratamento de gases residuais do esterilizador industrial de óxido de etileno

Em muitos campos, como médico, farmacêutico e processamento de alimentos, os esterilizadores de óxido de etileno (EO) são preferidos por seu efeito de esterilização eficiente e ampla aplicabilidade. No entanto, por ser um gás tóxico, inflamável e explosivo, o tratamento do gás residual produzido após a esterilização tornou-se um elo fundamental para garantir a segurança ambiental e a saúde do pessoal. No sistema de tratamento de gases residuais , a tecnologia de adsorção é um método de purificação eficiente, especialmente na remoção de vestígios de substâncias nocivas.

Os esterilizadores de óxido de etileno conseguem a esterilização injetando gás óxido de etileno em um espaço confinado e usando seu efeito destruidor de microorganismos. Contudo, o gás residual gerado durante o processo de esterilização contém óxido de etileno e seus produtos de reação, tais como matéria orgânica, como aldeídos e cetonas, bem como possíveis gases ácidos e partículas. Se estas substâncias nocivas forem descarregadas directamente sem tratamento adequado, poluirão o ambiente atmosférico e ameaçarão a saúde dos residentes e trabalhadores circundantes. Portanto, é uma medida necessária para garantir a segurança ambiental e a saúde do pessoal purificar eficientemente o gás residual do esterilizador de óxido de etileno para garantir a conformidade com os padrões nacionais ou regionais de proteção ambiental.

A tecnologia de adsorção é um método de purificação baseado em forças físicas ou químicas. Através da estrutura microporosa na superfície do adsorvente, as substâncias nocivas do gás residual são adsorvidas e fixadas dentro do adsorvente. Os adsorventes comumente usados ​​incluem carvão ativado, peneiras moleculares, zeólitas, etc. Eles têm uma grande área superficial específica e uma rica estrutura microporosa, que fornece área de contato e locais de adsorção suficientes para o processo de adsorção.

O carvão ativado é um material carbonáceo poroso com ricas estruturas microporosas e mesoporosas. A área de superfície pode atingir centenas a milhares de metros quadrados/grama e possui bom desempenho de adsorção de matéria orgânica, gases ácidos, etc. A peneira molecular é um material cristalino inorgânico com uma estrutura de poros regular. Ele adsorve seletivamente moléculas ou íons específicos por meio de efeito de triagem e adsorção. Zeólita é um mineral de silicato natural ou sintético com rica estrutura microporosa e alta capacidade de troca iônica. Tem bom efeito de adsorção em matéria orgânica, íons de metais pesados, etc.

A tecnologia de adsorção tem as vantagens de alta eficiência, economia e fácil operação. Primeiro, o adsorvente tem alta capacidade de adsorção e seletividade para substâncias nocivas no gás residual, o que pode alcançar uma purificação eficiente. Em segundo lugar, o processo de adsorção geralmente não requer energia adicional e tem baixos custos operacionais. Além disso, a tecnologia de adsorção também é fácil de operar e manter e é adequada para sistemas de tratamento de gases residuais de vários tamanhos.

No sistema de tratamento de gases residuais do esterilizador de óxido de etileno, a seleção de adsorventes deve ser considerada de forma abrangente com base em fatores como composição do gás residual, requisitos de tratamento e custos operacionais. O carvão ativado é um dos adsorventes comumente usados ​​devido ao seu bom desempenho de adsorção de matéria orgânica e gases ácidos. Contudo, a capacidade de adsorção do carvão ativado é limitada e precisa ser substituída ou regenerada regularmente. O processo de regeneração geralmente inclui métodos como dessorção por aquecimento e lavagem química para restaurar o desempenho de adsorção do adsorvente.

Adsorventes como peneiras moleculares e zeólitas têm maior seletividade e estabilidade e são adequados para purificação profunda de substâncias nocivas específicas. Porém, o custo desses adsorventes é alto e o processo de regeneração é relativamente complexo, exigindo equipamentos profissionais e técnicas operacionais. Portanto, em aplicações práticas, os adsorventes apropriados devem ser selecionados de acordo com a composição do gás residual e os requisitos de tratamento, e o processo de regeneração deve ser otimizado para melhorar a eficiência do tratamento e reduzir os custos operacionais.

No sistema de tratamento de gases residuais do esterilizador de óxido de etileno, o projeto do sistema de adsorção deve considerar totalmente o fluxo, concentração, temperatura e outros parâmetros do gás residual, bem como as características e método de regeneração do adsorvente. O projeto razoável do sistema pode garantir que o gás residual seja distribuído uniformemente no leito de adsorção, melhorando a eficiência de adsorção e o efeito de purificação.

O tamanho e o número do leito de adsorção devem ser determinados de acordo com o fluxo e concentração do gás residual. Um leito maior pode fornecer mais locais de adsorção, mas também aumentará o custo de investimento e o consumo de energia operacional. Portanto, o projeto deve ser ponderado de acordo com as necessidades reais.

O método de enchimento do adsorvente e a estrutura do leito apropriados devem ser selecionados. Os métodos de enchimento comuns incluem leito fixo, leito móvel e leito fluidizado. O leito fixo possui estrutura simples e fácil de operar, mas o processo de regeneração requer desligamento. O leito móvel e o leito fluidizado podem alcançar operação contínua e regeneração on-line, mas a estrutura é complexa e o custo de manutenção é alto. Portanto, o método de enchimento e a estrutura do leito apropriados devem ser selecionados de acordo com as necessidades reais durante o projeto.

O controle de temperatura e pressão do sistema de adsorção também deve ser considerado. Condições adequadas de temperatura e pressão podem melhorar a eficiência de adsorção e o efeito de regeneração. Em aplicações práticas, deve ser otimizado e ajustado de acordo com as características do adsorvente e da composição do gás residual.

Embora a tecnologia de adsorção tenha um bom desempenho no tratamento de gases residuais de esterilizadores de óxido de etileno, ela ainda apresenta algumas limitações. Primeiro, a capacidade de adsorção do adsorvente é limitada e precisa ser substituída ou regenerada regularmente, o que aumenta o custo operacional e a dificuldade de manutenção. Algumas substâncias nocivas podem ser difíceis de serem efetivamente removidas pelo adsorvente e precisam ser complementadas por outros métodos de purificação.

Tendo em conta estas limitações, a investigação futura deverá centrar-se no desenvolvimento de adsorventes novos e eficientes, na optimização do processo de regeneração e na melhoria da eficiência e estabilidade da adsorção. Por exemplo, modificando o carvão ativado, sintetizando novas peneiras moleculares e zeólitas e outros materiais, o desempenho de adsorção e a seletividade dos adsorventes para substâncias nocivas específicas podem ser melhorados. Métodos de regeneração mais eficientes e com economia de energia podem ser estudados para reduzir custos operacionais e dificuldades de manutenção. Também é possível explorar a aplicação combinada da tecnologia de adsorção com outros métodos de purificação, como oxidação catalítica e biodegradação, para obter uma purificação de gases residuais mais eficiente e abrangente.

Como um método eficiente de purificação de gases residuais, a tecnologia de adsorção desempenha um papel importante no sistema de tratamento de gases residuais de esterilizadores de óxido de etileno. Ao selecionar adsorventes adequados, otimizar o projeto do sistema e melhorar a eficiência e a estabilidade da adsorção, a purificação eficiente dos gases residuais pode ser alcançada para garantir a conformidade com os padrões de proteção ambiental nacionais ou regionais. A pesquisa futura deve continuar a explorar o desenvolvimento de adsorventes novos e eficientes, a otimização do processo de regeneração e a aplicação combinada com outros métodos de purificação para promover o desenvolvimento contínuo e o progresso da tecnologia de tratamento de gases residuais do esterilizador de óxido de etileno.

A tecnologia de adsorção tem amplas perspectivas de aplicação e importante significado ambiental em sistemas industriais de tratamento de gases residuais de esterilizadores de óxido de etileno. Por meio de inovação tecnológica contínua, otimização e melhoria, podemos fornecer soluções de proteção ambiental mais seguras e eficientes para o desenvolvimento sustentável das áreas médica, farmacêutica, de processamento de alimentos e outras áreas.