Применение адсорбционной технологии в системе очистки остаточных газов промышленного этиленоксидного стерилизатора

Во многих областях, таких как медицина, фармацевтика и пищевая промышленность, стерилизаторы на основе оксида этилена (ЭО) пользуются популярностью из-за их эффективного стерилизующего эффекта и широкого применения. Однако, поскольку газ является токсичным, горючим и взрывоопасным, обработка хвостовых газов, образующихся после стерилизации, стала ключевым звеном обеспечения экологической безопасности и здоровья персонала. В система очистки хвостовых газов , адсорбционная технология является эффективным методом очистки, особенно при удалении следов вредных веществ.

Стерилизаторы на основе оксида этилена обеспечивают стерилизацию путем введения газообразного оксида этилена в замкнутое пространство и использования его убивающего действия на микроорганизмы. Однако отходящие газы, образующиеся в процессе стерилизации, содержат оксид этилена и продукты его реакции, такие как органические вещества, такие как альдегиды и кетоны, а также возможные кислотные газы и твердые частицы. Если эти вредные вещества выбрасываются напрямую без надлежащего обращения, они загрязняют атмосферную среду и угрожают здоровью окружающих жителей и работников. Таким образом, эффективная очистка хвостовых газов стерилизатора оксида этилена является необходимой мерой для обеспечения экологической безопасности и здоровья персонала, чтобы обеспечить соответствие национальным или региональным стандартам защиты окружающей среды.

Адсорбционная технология – это метод очистки, основанный на физических или химических силах. Через микропористую структуру на поверхности адсорбента вредные вещества из отходящих газов адсорбируются и фиксируются внутри адсорбента. Обычно используемые адсорбенты включают активированный уголь, молекулярные сита, цеолиты и т. д. Они имеют большую удельную поверхность и богатую микропористую структуру, что обеспечивает достаточную площадь контакта и места адсорбции для процесса адсорбции.

Активированный уголь – пористый углеродистый материал с богатой микропористой и мезопористой структурой. Площадь поверхности может достигать сотен и тысяч квадратных метров на грамм и обладает хорошими характеристиками адсорбции органических веществ, кислых газов и т. д. Молекулярное сито представляет собой неорганический кристаллический материал с регулярной структурой пор. Он избирательно адсорбирует определенные молекулы или ионы за счет эффекта экранирования и адсорбции. Цеолит — природный или синтетический силикатный минерал с богатой микропористой структурой и высокой ионообменной способностью. Обладает хорошим адсорбционным действием на органические вещества, ионы тяжелых металлов и т. д.

Адсорбционная технология имеет преимущества высокой эффективности, экономичности и простоты эксплуатации. Во-первых, адсорбент обладает высокой адсорбционной способностью и селективностью в отношении вредных веществ в отходящих газах, что позволяет обеспечить эффективную очистку. Во-вторых, процесс адсорбции обычно не требует дополнительных энергозатрат и имеет низкие эксплуатационные затраты. Кроме того, адсорбционная технология проста в эксплуатации и обслуживании и подходит для систем очистки хвостовых газов различных размеров.

В системе очистки отходящих газов стерилизатора на основе оксида этилена выбор адсорбентов следует рассматривать комплексно, исходя из таких факторов, как состав отходящих газов, требования к очистке и эксплуатационные затраты. Активированный уголь является одним из широко используемых адсорбентов из-за его хороших характеристик адсорбции органических веществ и кислых газов. Однако адсорбционная способность активированного угля ограничена, и его необходимо регулярно заменять или регенерировать. Процесс регенерации обычно включает такие методы, как десорбция при нагревании и химическая промывка для восстановления адсорбционных характеристик адсорбента.

Адсорбенты, такие как молекулярные сита и цеолиты, обладают более высокой селективностью и стабильностью и подходят для глубокой очистки конкретных вредных веществ. Однако стоимость таких адсорбентов высока, а процесс регенерации относительно сложен и требует профессионального оборудования и технологии работы. Поэтому при практическом применении следует выбирать соответствующие адсорбенты в соответствии с составом отходящих газов и требованиями очистки, а процесс регенерации следует оптимизировать для повышения эффективности очистки и снижения эксплуатационных затрат.

В системе очистки отходящих газов стерилизатора на основе оксида этилена при проектировании адсорбционной системы следует полностью учитывать поток, концентрацию, температуру и другие параметры отходящих газов, а также характеристики и метод регенерации адсорбента. Разумная конструкция системы может гарантировать равномерное распределение отходящих газов в адсорбционном слое, повысить эффективность адсорбции и эффект очистки.

Размер и количество адсорбционного слоя следует определять в зависимости от расхода и концентрации отходящего газа. Больший слой может обеспечить больше мест адсорбции, но это также увеличит инвестиционные затраты и рабочее потребление энергии. Поэтому дизайн следует взвешивать в соответствии с фактическими потребностями.

Следует выбрать соответствующий метод заполнения адсорбента и структуру слоя. Общие методы наполнения включают фиксированный слой, подвижный слой и псевдоожиженный слой. Неподвижный слой имеет простую конструкцию и удобен в эксплуатации, однако процесс регенерации требует остановки. Подвижный слой и псевдоожиженный слой позволяют обеспечить непрерывную работу и онлайн-регенерацию, но конструкция сложна, а затраты на техническое обслуживание высоки. Таким образом, соответствующий метод заполнения и структура слоя должны быть выбраны в соответствии с фактическими потребностями во время проектирования.

Следует также учитывать контроль температуры и давления в адсорбционной системе. Соответствующие условия температуры и давления могут улучшить эффективность адсорбции и эффект регенерации. В практических приложениях его следует оптимизировать и регулировать в соответствии с характеристиками адсорбента и составом отходящих газов.

Хотя адсорбционная технология хорошо себя зарекомендовала при очистке отходящих газов из этиленоксидных стерилизаторов, она все же имеет некоторые ограничения. Во-первых, адсорбционная способность адсорбента ограничена и его необходимо регулярно заменять или регенерировать, что увеличивает эксплуатационные расходы и сложность обслуживания. Некоторые вредные вещества могут быть трудно эффективно удалить с помощью адсорбента, и их необходимо дополнить другими методами очистки.

Учитывая эти ограничения, будущие исследования должны быть сосредоточены на разработке новых и эффективных адсорбентов, оптимизации процесса регенерации и повышении эффективности и стабильности адсорбции. Например, модифицируя активированный уголь, синтезируя новые молекулярные сита, цеолиты и другие материалы, можно улучшить адсорбционные характеристики и селективность адсорбентов по отношению к конкретным вредным веществам. Можно изучить более эффективные и энергосберегающие методы регенерации, чтобы снизить эксплуатационные расходы и трудности с обслуживанием. Также возможно изучить совместное применение технологии адсорбции с другими методами очистки, такими как каталитическое окисление и биоразложение, для достижения более эффективной и комплексной очистки отходящих газов.

Адсорбционная технология, являясь эффективным методом очистки отходящих газов, играет важную роль в системе очистки остаточных газов стерилизаторов на основе оксида этилена. Путем выбора подходящих адсорбентов, оптимизации конструкции системы и повышения эффективности и стабильности адсорбции можно добиться эффективной очистки отходящих газов, обеспечивающей соответствие национальным или региональным стандартам защиты окружающей среды. Будущие исследования должны продолжать изучение разработки новых и эффективных адсорбентов, оптимизации процесса регенерации и комбинированного применения с другими методами очистки для содействия непрерывному развитию и прогрессу технологии очистки отходящих газов стерилизаторов с оксидом этилена.

Адсорбционная технология имеет широкие перспективы применения и важное экологическое значение в системах очистки остаточных газов промышленных этиленоксидных стерилизаторов. Благодаря постоянным технологическим инновациям, оптимизации и совершенствованию мы можем предоставить более безопасные и эффективные решения по защите окружающей среды для устойчивого развития медицины, фармацевтики, пищевой промышленности и других областей.