CN101683583A

CN101683583A - 大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化技术装备

Info

Publication number: CN101683583A
Application number: CN200910161253A
Authority: CN
Inventors: 吕延利; 李凌云; 吕欣谋
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-07-20
Filing date: 2009-07-20
Publication date: 2010-03-31

Abstract

本发明涉及一种大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，由净化系统、加热系统、控制系统组成。加热器的一端固定在箱体侧壁上，至上而下设置多个加热器，加热管浸没在介质油中。净化系统为弯曲的管道，均布于加热管两侧，净化管路中间对应两侧各设一个吸附器，吸附器内置蜂窝陶瓷。净化管路的出入口伸出箱体与箱盖固定连接。在伸出箱体的净化管路尾气入口处依次设有与管路相互连通的单向阀、真空阀、浓度检测器，净化管路伸出箱盖的出口连通真空泵。尾气经氧化、分解、吸附，最终排放出水蒸气，净化装置结构简单、安全有效、运行费用低，是各行业使用大型环氧乙烷灭菌设备理想的尾气处理技术和环保装备。

Description

大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化技术装备

技术领域

本发明涉及一种环氧乙烷灭菌尾气净化技术装备，尤其是能够对大型灭菌设备尾气中排放量大、浓度高的环氧乙烷废气进行净化处理的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化技术装备。

背景技术

环氧乙烷简称EO，分子式为：C₂H₄O，常温为无色气体，低于4℃为无色透明液体，沸点：10.8℃，略带乙醚气味，毒。爆炸上限(V/V)：100％；爆炸下限(V/V)：3.0％。环氧乙烷的杀菌机理是烷化作用，与菌体蛋白质中的氨基(-NH₂)、羟基(-OH)、羧基(-COOH)或巯基(-SH)结合成羟乙基，通过蛋白质分子的烷基化作用，造成蛋白质失去反应基因，阻碍蛋白质的新陈代谢，抑制生物酶活性，对细菌的代谢细胞产生不可逆损害，导致菌体死亡，包括细菌繁殖体，芽胞.病毒、结核杆菌和真菌孢子等各种微生物均可杀灭。环氧乙烷灭菌是负压、低温、熏蒸式消毒，灭菌过程不会对物体产生破坏，是当今世界上灭菌最彻底最简单亦最节能的方式，应用领域广泛。但大型灭菌设备尾气排放的环氧乙烷含量高达10％以上，污染土壤、水资源、大气层，给工作人员的健康和环境植被造成破坏。尤其是尾气一旦发生爆炸，整个工厂都将面临灭顶之灾。正因为这样惨痛的事件曾经发生，并造成无法挽救的后果，国际标准规定：放入大气的环氧乙烷气体不得大于1PPm。国家标准规定，环氧乙烷在空气中的浓度不得超过1mg/m³。

现在市场应用的环氧乙烷灭菌器一般不具备有效的尾气处理技术，当灭菌完成打开设备后，撤离工作人员，用排气扇将废气排放到室外的空气中，待到第二日才将灭菌产品推出设备，大多数灭菌设备没有任何废气排放处理措施。还有一些使用大型环氧乙烷灭菌设备的厂家，为了尾气排放不至于引发爆炸，将尾气通入水中，经检测通入水中的尾气绝大部分依然以毒气状态扩散到环境中。用上述方式排放的尾气，主要存在以下缺陷：

1.尾气的含量超过爆炸下限，一个烟头就可以导致一个灭菌车间飞上天。

2.尾气毒杀人体蛋白，造成基因损伤，身体健壮者，在连续工作不到2小时、每日工作不到5小时的情况下，最多坚持1个月；身体健康一般者，工作2周；体弱者甚至只工作2小时，就会出现头痛、腿痛、站立不住等症状。尾气对人和环境造成严重危害。

3.要时常更换工人，经常招工，每期都要进行安全操作培训，提高生产成本。

4.尾气排放时不能工作，要等待尾气排完后才可进行下步生产，导致设备能源和资源的浪费。

发明内容

为了环氧乙烷灭菌生产的安全、操作人员的健康、保护灭菌环境和工业灭菌可持续发展、解决现有环氧乙烷灭菌技术发展瓶颈，本发明提供一种供大中型环氧乙烷灭菌设备配套的尾气净化装置。该发明用一种完全氧化的方式解决了环氧乙烷灭菌尾气处理技术的难点，尾气处理速度快、效率高，与灭菌设备对接简易，适合各行业大规模工业化集中高效消毒所用的大型环氧乙烷灭菌设备的尾气净化处理和安全环保排放。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，由净化系统、加热系统、控制系统组成，其特征在于：净化装置设有箱盖和箱体；净化系统由净化管路和吸附器组成；加热系统由加热器、热电偶、介质油组成。

所述的净化管路为弯曲的管道，中间对应两侧各设一个吸附器；净化管路的入口伸出箱体与箱盖固定连接，入口端通过活接头与环氧乙烷灭菌设备连通；净化管路出口端伸出尾气净化装置和真空泵接通。

所述的加热器的一端固定在箱体侧壁上，至上而下设置多个加热器，箱体的内腔是盛有介质油的加热室；加热管浸没在介质油中，弯曲的净化管路均布于加热管两侧。

所述的控制系统由工控台、单片机、显示屏组成，连接单向阀、空气阀、热电偶、油标和各开关。

所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于箱体内壁是由不锈钢板制成的防爆装置；箱体的内壁和外饰面版的中间夹层为保温层；外饰面板安装单片机显示屏。

所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于净化管路是由不锈钢管弯制焊接的防爆系统，净化管路入口依次设有单向阀、空气阀和浓度检测器。

所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于吸附器是由不锈钢管和法兰盘焊接、与净化管路焊接的法兰盘用螺栓连通，在两法兰盘之间设有密封圈；吸附器内置圆柱型蜂窝陶瓷，上面涂有钴铝过渡金属，在两块蜂窝陶瓷之间加不锈钢环垫。

所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于箱体内设带蜂鸣器的油标、热电偶，箱体侧上方设加油管与加热室相通。

所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于真空泵为水环式，根据环氧乙烷灭菌设备的体积设计净化管路的长度、吸附器的级数、真空泵的轴功率和吸气量。

本发明的有益效果是：

1.采用大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，解决了10立方以上所有大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化技术问题，10立方以下中型灭菌器亦可采用此技术，使危险的灭菌工种变得安全又环保，节省劳力和工时。

2.采用加吸附器的管式净化系统，通过真空泵直接抽取尾气进行净化，排放速度快，净化效果明显，完成15立方环氧乙烷灭菌设备尾气净化时间不到10分钟。尾气净化装置还可随客户要求放置的空间制造，可悬挂墙外，可架设房梁墙角，不占用厂房面积，节约投资成本。

3.采用水环式真空泵，节约能源并耐用，效率高。一般大型环氧乙烷灭菌设备在加进环氧乙烷之前都需要真空泵将灭菌室抽成负压，该尾气净化装置不必购买专用真空泵，直接安装在原有真空泵之前即可，节省了动力系统的购置经费，降低尾气净化装置造价。

4.采用不锈钢材料可以避免环氧乙烷尾气的腐蚀，尾气净化装置使用耐久。

5.采用介质油热传导性能好，温度升高快，系统受热均衡，散热慢，节省能耗，工作可靠。如果用户厂房设有蒸汽系统，加热系统也可根据用户要求，改成蒸汽加热以节省能源。

6.采用的控制系统全自动远程操作，各类数据可直接在操作电脑和处理装置的显示屏上显示，车间设一个人员即可安全有效地操作灭菌工序所有设备。

本发明技术原理简易，装备简单而实用，安全环保、省时省力、节能方便；低成本、低能耗、运行费用低、造价低，是中、大型环氧乙烷灭菌设备最理想的尾气处理技术装备。

面临世界对生态环境要求的标准日益增高，每一台环氧乙烷灭菌设备，都要配备相匹配的废气处理技术。在环氧乙烷灭菌生产得到安全的同时，让工作人员的健康和周边环境均得到安全和保障。

下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步的详细描述：

附图说明

图1为本发明结构主视示意图

图2为本发明净化系统的净化管路和吸附器结构示意图

图中标记：1-箱盖、2-箱体、3-浓度检测器、4-空气阀、5-单向阀、6-加油管、7-单片机和显示屏、8-真空泵、9-油标、10-介质油、11-热电偶、12-加热器、13-净化管路、14-吸附器、15-密封圈、16-法兰盘、17-蜂窝陶瓷、18-环垫、19-螺栓

具体实施方式

如图1所示，一种大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，由净化系统、加热系统、控制系统组成，净化装置设有箱盖1和箱体2；净化系统由净化管路13和吸附器14组成；加热系统由加热器12、热电偶11、介质油10组成；

所述的净化管路13为弯曲的管道，中间对应两侧各设一个吸附器14；净化管路13的入口伸出箱体2与箱盖固定连接，入口端通过活接头与环氧乙烷灭菌设备连通；净化管路13出口端伸出尾气净化装置和真空泵8接通；

所述的加热器12的一端固定在箱体2侧壁上，至上而下设置多个加热器12，箱体2的内腔是盛有介质油10的加热室；加热管浸没在介质油10中，弯曲的净化管路13均布于加热管两侧；

所述的控制系统由工控台、单片机、显示屏7组成，连接单向阀5、空气阀4、热电偶11、油标9和各开关。

所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，箱体2内壁是由不锈钢板制成的防爆装置；箱体2的内壁和外饰面版的中间夹层为保温层；外饰面板安装单片机显示屏7。

所述的净化管路13是由不锈钢管弯制焊接的防爆系统，净化管路13入口依次设有单向阀5、空气阀4和浓度检测器3。

如图2所示，所述的吸附器14是由不锈钢管和法兰盘16焊接、与净化管路13焊接的法兰盘16用螺栓19连通，在两法兰盘之间设有密封圈15；吸附器14内置圆柱型蜂窝陶瓷17，上面涂有钴铝过渡金属，在两块蜂窝陶瓷之间加不锈钢环垫18。

如图1所示，所述的箱体2内设带蜂鸣器的油标9、热电偶11，箱体2侧上方设加油管6与加热室相通。

所述的真空泵8为水环式，根据环氧乙烷灭菌设备的体积设计净化管路13的长度、吸附器的级数、真空泵8的轴功率和吸气量。

灭菌结束前半小时开启加热系统11、12，对介质油10进行预热。待灭菌任务结束后，净化系统达到工作温度。真空泵8和单向阀5同时启动，尾气进入；空气阀4打开；进气管上的浓度检测器3检验环氧乙烷浓度，浓度越高，空气阀4开口越大；空气随尾气一同进入净化管路13。环氧乙烷和空气中的氧分子在净化系统中受热产生氧化反应，环氧乙烷的链结构松弛并掉链氧化，进入吸附器14；蜂窝陶瓷17提高氧化反应的比表面积，蜂窝陶瓷17上的钴铝过渡金属使环氧乙烷尾气反应加速，进行高速分解：2C₂H₄O+5O₂＝4CO₂+4H₂O，有毒的环氧乙烷分解为无毒的二氧化碳和水蒸汽。尾气经催化、氧化、分解、吸附二氧化碳及灭菌杂质，最终排出的是水蒸气。

因环氧乙烷浓度超过3万ppm有爆炸危险，在尾气处理初始灭菌设备保持密闭，抽取大量尾气，密闭的灭菌设备内产生负压；又因环氧乙烷比重大于空气，密封的灭菌设备中有产品阻隔，尾气流动性差，真空泵8抽出的尾气浓度呈抛物线，浓度高时，一级净化不能完全氧化，故有二级净化管路13、吸附器14对系统中残留环氧乙烷进行二次处理。净化气体由真空泵的排气口排出。完成尾气净化处理，立刻打开灭菌室，取出灭菌物。

Claims

1.一种大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，由净化系统、加热系统、控制系统组成，其特征在于：净化装置设有箱盖(1)和箱体(2)；净化系统由净化管路(13)和吸附器(14)组成；加热系统由加热器(12)、热电偶(11)、介质油(10)组成；

所述的净化管路(13)为弯曲的管道，中间对应两侧各设一个吸附器(14)；净化管路(13)的入口伸出箱体(2)与箱盖(1)固定连接，入口端通过活接头与环氧乙烷灭菌设备连通；净化管路(13)出口端伸出尾气净化装置，和真空泵(8)接通；

所述的加热器(12)的一端固定在箱体(2)侧壁上，至上而下设置多个加热器(12)，箱体(2)的内腔是盛有介质油(10)的加热室；加热管浸没在介质油(10)中，弯曲的净化管路(13)均布于加热管两侧；

所述的控制系统由工控台、单片机、显示屏(7)组成，连接单向阀(5)、空气阀(4)、热电偶(11)、油标(9)和各开关。

2.按照权利要求1所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于箱体(2)内壁是由不锈钢板制成的防爆装置；箱体(2)的内壁和外饰面版的中间夹层为保温层；外饰面版安装单片机显示屏(7)。

3.按照权利要求1所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于净化管路(13)是由不锈钢管弯制焊接的防爆系统，净化管路(13)入口依次设有单向阀(5)、空气阀(4)和浓度检测器(3)。

4.按照权利要求1所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于吸附器(14)是由不锈钢管和法兰盘(16)焊接、与净化管路(13)焊接的法兰盘(16)用螺栓(19)连通，在两法兰盘之间设有密封圈(15)；吸附器(14)内置圆柱型蜂窝陶瓷(17)，上面涂有钴铝过渡金属，在两块蜂窝陶瓷之间加不锈钢环垫(18)。

5.按照权利要求1所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于箱体(2)内设带蜂鸣器的油标(9)、热电偶(11)，箱体(2)侧上方设加油管(6)与加热室相通。

6.按照权利要求1所述的大型环氧乙烷灭菌设备尾气净化装置，其特征在于真空泵(8)为水环式，根据环氧乙烷灭菌设备的体积设计净化管路(13)的长度、吸附器(14)的级数、真空泵(8)的轴功率和吸气量。