En muchos campos, como el médico, farmacéutico y de procesamiento de alimentos, los esterilizadores de óxido de etileno (OE) se prefieren por su efecto de esterilización eficiente y su amplia aplicabilidad. Sin embargo, al ser un gas tóxico, inflamable y explosivo, el tratamiento del gas de cola producido después de la esterilización se ha convertido en un eslabón clave para garantizar la seguridad ambiental y la salud del personal. En el sistema de tratamiento de gases de cola , la tecnología de adsorción es un método de purificación eficaz, especialmente para eliminar trazas de sustancias nocivas.

Los esterilizadores de óxido de etileno logran la esterilización inyectando gas de óxido de etileno en un espacio confinado y aprovechando su efecto letal sobre los microorganismos. Sin embargo, el gas de cola generado durante el proceso de esterilización contiene óxido de etileno y sus productos de reacción, como materia orgánica como aldehídos y cetonas, así como posibles gases ácidos y partículas. Si estas sustancias nocivas se vierten directamente sin el tratamiento adecuado, contaminarán el medio ambiente y amenazarán la salud de los residentes y trabajadores de los alrededores. Por lo tanto, es una medida necesaria para garantizar la seguridad ambiental y la salud del personal purificar eficientemente el gas de cola del esterilizador de óxido de etileno para garantizar el cumplimiento de los estándares nacionales o regionales de protección ambiental.

La tecnología de adsorción es un método de purificación basado en fuerzas físicas o químicas. A través de la estructura microporosa de la superficie del adsorbente, las sustancias nocivas del gas de cola se adsorben y fijan dentro del adsorbente. Los adsorbentes de uso común incluyen carbón activado, tamices moleculares, zeolitas, etc. Tienen una gran superficie específica y una rica estructura microporosa, que proporciona suficiente área de contacto y sitios de adsorción para el proceso de adsorción.

El carbón activado es un material carbonoso poroso con ricas estructuras microporosas y mesoporosas. El área de superficie puede alcanzar de cientos a miles de metros cuadrados/gramo y tiene un buen rendimiento de adsorción de materia orgánica, gases ácidos, etc. El tamiz molecular es un material cristalino inorgánico con una estructura de poros regular. Adsorbe selectivamente moléculas o iones específicos mediante efecto de detección y adsorción. La zeolita es un mineral de silicato natural o sintético con una rica estructura microporosa y alta capacidad de intercambio iónico. Tiene un buen efecto de adsorción sobre materia orgánica, iones de metales pesados, etc.

La tecnología de adsorción tiene las ventajas de alta eficiencia, economía y fácil operación. En primer lugar, el adsorbente tiene una alta capacidad de adsorción y selectividad para sustancias nocivas en el gas de cola, lo que puede lograr una purificación eficiente. En segundo lugar, el proceso de adsorción normalmente no requiere un aporte de energía adicional y tiene bajos costos operativos. Además, la tecnología de adsorción también es fácil de operar y mantener, y es adecuada para sistemas de tratamiento de gases de cola de varios tamaños.

En el sistema de tratamiento de gases de cola del esterilizador de óxido de etileno, la selección de adsorbentes debe considerarse de manera integral en función de factores como la composición del gas de cola, los requisitos de tratamiento y los costos operativos. El carbón activado es uno de los adsorbentes más utilizados debido a su buen rendimiento de adsorción de materia orgánica y gases ácidos. Sin embargo, la capacidad de adsorción del carbón activado es limitada y debe reemplazarse o regenerarse periódicamente. El proceso de regeneración generalmente incluye métodos como calentamiento, desorción y lavado químico para restaurar el rendimiento de adsorción del adsorbente.

Los adsorbentes como los tamices moleculares y las zeolitas tienen mayor selectividad y estabilidad y son adecuados para la purificación profunda de sustancias nocivas específicas. Sin embargo, el costo de estos adsorbentes es alto y el proceso de regeneración es relativamente complejo y requiere equipos y técnicas operativas profesionales. Por lo tanto, en aplicaciones prácticas, se deben seleccionar los adsorbentes apropiados de acuerdo con la composición del gas de cola y los requisitos de tratamiento, y se debe optimizar el proceso de regeneración para mejorar la eficiencia del tratamiento y reducir los costos operativos.

En el sistema de tratamiento de gases de cola del esterilizador de óxido de etileno, el diseño del sistema de adsorción debe considerar completamente el flujo de gas de cola, la concentración, la temperatura y otros parámetros, así como las características y el método de regeneración del adsorbente. Un diseño razonable del sistema puede garantizar que el gas de cola se distribuya uniformemente en el lecho de adsorción, mejorar la eficiencia de la adsorción y el efecto de purificación.

El tamaño y el número del lecho de adsorción deben determinarse de acuerdo con el flujo y la concentración del gas de cola. Un lecho más grande puede proporcionar más sitios de adsorción, pero también aumentará el costo de inversión y el consumo de energía operativa. Por lo tanto, el diseño debe sopesarse según las necesidades reales.

Se debe seleccionar el método de llenado de adsorbente y la estructura del lecho apropiados. Los métodos de llenado comunes incluyen lecho fijo, lecho móvil y lecho fluidizado. El lecho fijo tiene una estructura simple y es fácil de operar, pero el proceso de regeneración requiere parada. El lecho móvil y el lecho fluidizado pueden lograr un funcionamiento continuo y una regeneración en línea, pero la estructura es compleja y el costo de mantenimiento es alto. Por lo tanto, durante el diseño se debe seleccionar el método de llenado y la estructura del lecho apropiados de acuerdo con las necesidades reales.

También se debe considerar el control de temperatura y presión del sistema de adsorción. Las condiciones adecuadas de temperatura y presión pueden mejorar la eficiencia de la adsorción y el efecto de regeneración. En aplicaciones prácticas, debe optimizarse y ajustarse según las características del adsorbente y la composición del gas de cola.

Aunque la tecnología de adsorción funciona bien en el tratamiento del gas de cola de los esterilizadores de óxido de etileno, todavía tiene algunas limitaciones. En primer lugar, la capacidad de adsorción del adsorbente es limitada y necesita ser reemplazada o regenerada periódicamente, lo que aumenta el costo operativo y la dificultad de mantenimiento. Algunas sustancias nocivas pueden resultar difíciles de eliminar eficazmente con el adsorbente y es necesario complementarlas con otros métodos de purificación.

En vista de estas limitaciones, la investigación futura debería centrarse en desarrollar adsorbentes nuevos y eficientes, optimizar el proceso de regeneración y mejorar la eficiencia y estabilidad de la adsorción. Por ejemplo, modificando el carbón activado, sintetizando nuevos tamices moleculares y zeolitas y otros materiales, se puede mejorar el rendimiento de adsorción y la selectividad de los adsorbentes para sustancias nocivas específicas. Se pueden estudiar métodos de regeneración más eficientes y que ahorren energía para reducir los costos operativos y las dificultades de mantenimiento. También es posible explorar la aplicación combinada de la tecnología de adsorción con otros métodos de purificación, como la oxidación catalítica y la biodegradación, para lograr una purificación más eficiente y completa de los gases de cola.

Como método eficiente de purificación de gases de cola, la tecnología de adsorción desempeña un papel importante en el sistema de tratamiento de gases residuales de los esterilizadores de óxido de etileno. Al seleccionar adsorbentes adecuados, optimizar el diseño del sistema y mejorar la eficiencia y estabilidad de la adsorción, se puede lograr una purificación eficiente del gas de cola para garantizar el cumplimiento de los estándares de protección ambiental nacionales o regionales. Las investigaciones futuras deben continuar explorando el desarrollo de adsorbentes nuevos y eficientes, la optimización del proceso de regeneración y la aplicación combinada con otros métodos de purificación para promover el desarrollo continuo y el progreso de la tecnología de tratamiento de gases de cola de esterilizadores de óxido de etileno.

La tecnología de adsorción tiene amplias perspectivas de aplicación y una importante importancia ambiental en los sistemas industriales de tratamiento de gases residuales de esterilizadores de óxido de etileno. A través de la innovación tecnológica continua, la optimización y la mejora, podemos proporcionar soluciones de protección ambiental más seguras y eficientes para el desarrollo sostenible de los campos médico, farmacéutico, de procesamiento de alimentos y otros.