El brote de COVID-19 reveló los grandes desafíos en el ámbito de la seguridad sanitaria pública a nivel mundial, especialmente en áreas rurales con infraestructura pública débil y baja conciencia sobre la seguridad sanitaria. Este artículo, enfocado en las necesidades particulares de la prevención epidémica rural, desarrolla un nuevo dispositivo multifuncional de tratamiento de aire basado en las tecnologías de adsorción gas-sólido y dióxido de cloro inmovilizado, que combina desinfección, repelencia de insectos y fertilización rica en carbono. La unidad utiliza un método combinado de adsorción eléctrica de cuatro camas (ESA) para la captura de carbono y adsorción por cambio de presión (PSA) para la producción cíclica de nitrógeno, concentrando CO2 y N2; simultáneamente, se aplica dióxido de cloro inmovilizado en el adsorbente para lograr un efecto desinfectante significativo. Basándose en datos de prueba y modelos simulados, se analiza el efecto del diferencial de temperatura entre adsorción y desorción en el ciclo de captura de carbono, así como la velocidad de salida y presión de adsorción en el ciclo de producción de nitrógeno sobre el rendimiento de separación del dispositivo (recuperación, pureza, productividad) y la eficiencia energética (consumo específico de energía, trabajo mínimo de separación, eficiencia de la segunda ley). Los resultados muestran que la recuperación, pureza y productividad del CO2 aumentan con el incremento del diferencial de temperatura; la pureza de N2 disminuye con el aumento de la velocidad de salida y aumenta con el incremento de la presión de adsorción; la recuperación y productividad de N2 aumentan con la velocidad de salida y presión; el consumo específico de energía del sistema aumenta con la presión de adsorción y disminuye con el diferencial de temperatura y velocidad de salida; la eficiencia de la segunda ley varía en sentido contrario al consumo específico de energía. La simulación mostró que cuando el diferencial de temperatura es 105 K, la velocidad de salida es 0.01 m/s y la presión de adsorción es 1 MPa, la pureza de CO2 y N2 alcanza su valor máximo, con fracciones volumétricas respectivas de 80.6% y 97.05%; en este caso, el consumo específico de energía es de 2.13 MJ/kg, y la eficiencia de la segunda ley es 4.71%, indicando un buen nivel de eficiencia energética; incluso bajo otras condiciones operativas, la pureza de CO2 generalmente es superior al 60%VOL, la pureza de N2 generalmente supera el 95%VOL, y otros parámetros del sistema alcanzan niveles elevados.

tecnología de acondicionamiento de aire; captura de dióxido de carbono; fertilización gaseosa; desinfección ecológica; dióxido de cloro inmovilizado