JPH09509094A - 廃空気あるいは廃ガスの流れからエチレン酸化物を分離する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 エチレン酸化物を滅菌装置の廃ガスおよび／または滅菌された品物の保管ホールの廃空気から除去する。触媒を含む吸収剤（例えば、活性炭あるいはシリカゲル）がエチレン酸化物を結合してグリコールを形成する。二つのまたはそれ以上の吸収性フィルター（４a,４b）により、廃空気を縦断することなく浄化できる。その場合、それぞれ一方のフィルターを止めて再活性化させる。この再活性化は吸収剤を液体（例えば、高温水）で抽出して行われる。予備洗浄として水洗浄が使用され、洗浄では約15mg/m³のエチレン酸化物濃度となり、次いで、吸収剤に１mg/m³以下の残留物が確保される。予備洗浄の廃水に含まれるグリコールは後続する生物学的な滴下反応塔（７）でCO₂とH₂Oに分解される。生物学的な滴下反応塔（７）を換気するため、設備のエチレン酸化物を除去した純粋な空気が使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 廃空気あるいは廃ガスの流れからエチレン酸化物を分離する方法 この発明は、廃空気あるいは廃ガスの流れからエチレン酸化物を分離する方法 に関し、その場合、触媒を使用してエチレン酸化物と水からグリコールが形成さ れる。 エチレン酸化物は、薬剤産業、病院の領域や、食品産業でも温度に敏感な医療 装置、薬剤、包装材、調味料等を滅菌するために使用される。癌作用に関する知 識により、エチレン酸化物はドイツで有害物質のリストの第III類に分類されて いる。滅菌室からの廃空気流は比較的少なく、大抵10〜500 Nm³/hの範囲内にあ る。 滅菌室からの廃空気流をガス洗浄装置で浄化することが知られている。洗浄液 体として、例えば１〜５％の硫酸が使用される。硫酸（あるいは他の酸も）はモ ノエチレングリコールを形成してエチレン酸化物と水の反応に触媒作用を与える 。ジエチレングリコール、トリエチレングリコールおよび少量の高エチレングリ コールのような他の反応生成物も生じる。この発明に関連して、エチレン酸化物 とH₂Oの反応生成物をグリコールと称する。 水との望ましくない相平衡および比較的遅いグリコールへの変換のため、エチ レン酸化物を５mg/Nm³以下の値に洗浄することはかなり経費のかかる洗浄設備を 必要とする。 滅菌室から取り出し後でも、未だエチレン酸化物が滅菌した品物に付着してい る。それ故、滅菌した品物の保管室はエチレン酸化物を洗浄するため換気する必 要がある。その場合、例えば1000〜10 000 Nm³/hの範囲の比較的大量の廃空気流 が生じる。エチレン酸化物を５mg/Nm³以下の値に洗浄することは極度に大きくて 経費のかかる洗浄システムを必要とする。エチレン酸化物を大量の空気中で燃や すと非常に大きな燃料コストの原因になるであろう。 吸着により廃空気からエチレン酸化物を除去することも知られている。これに は、例えば特別に調合された活性炭が使用される。しかし、その場合、活性炭の 再生が問題を惹起する。エチレン酸化物の生成物は活性炭に濃縮される。熱およ び／または真空による放出はエチレン酸化物から形成される生成物の蒸気圧が低 いため、および固化の恐れがあるため、可能ではない。高温での炭素の再活性化 はコストを高め、活性炭の一部を損失する原因になる。 この発明の課題は、廃空気あるいは廃ガスの流れからエチレン酸化物を分析検 証能力以下、特に１mg/Nm³以下の濃度に経済的に除去することにある。 上記の課題は、この発明により、請求の範囲第１項の特徴部分の構成により解 決されている。 エチレン酸化物の分離は、グリコール形成用の触媒を含む吸収床を通して浄化 すべき廃空気あるいは廃ガスの流れを案内して行われる。 吸収剤を再活性化するため、この吸収剤からグリコールを溶かす液体を抽出す る。グリコールを除去した吸収剤には新しい触媒が添加され、乾燥後に吸収床を 廃ガスの浄化に利用できる。 適当な吸収剤としては、例えば１〜５％の酸を含む３〜６mmの粒径の活性炭が 知られている。蒸気圧の低い酸、例えば硫酸が適している。グリコールを抽出す るには高温水を使用すると有利である。 この発明の吸収によるエチレン酸化物の分離は、低濃度のエチレン酸化物（例 えば50 mg/Nm³以下）を大量の廃空気流れから除去しなければならない場合に特 に有利である。 エチレン酸化物の濃度が高い場合（例えば50 mg/Nm³以上），約15 mg/Nm³の残 留量にするためガス洗浄が目的にかなっている。この発明の有利な構成では、ガ ス洗浄を予備浄化として採用している。吸着済の活性炭から抽出する場合に生じ る液体は、この吸収性の予備浄化（ガス洗浄）に使用される。 前置されている洗浄工程では、エチレン酸化物を含む廃空気が加湿されるので 、後続する吸収床中でグリコール形成に反応の相手として必要な水を使用できる 。予備浄化で水を蒸発させるとガス洗浄液のグリコール濃度を高めることなる。 十分な濃度（例えば35 重量％）に達すると、洗浄液の一部を取り出し、例えば 石灰乳で中和する。形成された石膏をフィルターあるいは遠心力で分離し、中性 化したグリコール溶液を評価にかける。しかし、グリコールを含む液体を、例え ば滴下床の生物学で生物学的な減成にかけることができる可能性もある。 エチレン酸化物を除去した廃空気は、換気のためグリコールの生物学的な減成 に利用すると有利である。 この発明による方法は、廃棄物処理の問題を提起することはない。グリコール は微生物によりCO₂とH₂Oに分解される。中和で生じた少量の石膏（CaSO₄・2H₂O ）は危険な物質でなく、廃棄処理に問題ない。 以下、この発明の実施例を図面に基づきより詳しく説明する。 図面は廃空気浄化設備を示す。ガス導管を経由して35℃の6000 Nm³/hの廃空気 流が模式的に示す設備を流れる。廃空気流はエチレン酸化物で滅菌された医療装 置の保管ホールから出るものである。エチレン酸化物の濃度は、平均で45 mg/m³ であるが、時として800 mg/m³までのもなる急激な流が生じる。 ガス流は体積が10 m³の充填体層を流れる。換気装置は吸収性のフィルターを 通して廃空気流を下から上に送る。吸収体としては、粒径が３〜６mmとなる約５ m³の活性炭を使用する。この活性炭は２重量％のH₂SOを含む。研究により、活性 炭の代わりに、２％のH₂SOあるいは３％のH₃PO₄を含む粒状のシリカゲルも使用 できることが示されている。 廃空気監視装置は純ガス中のエチレン酸化物の濃度を記録する。一定値（例え ばm³当たり１mgのエチレン酸化物）を越えると、フィルター４ａの捕集能力が枯 渇し、遮断機能を適当に操作してフィルター４bを動作させ、フィルター４ａを 止める。フィルターの寿命は約１ヵ月であった。エチレン酸化物を除去した廃空 気流は導管６を経由して生物学的な滴下床反応塔７に、また導管８を経由して大 気に達する。 二つの吸収性フィルター４ａあるいは４ｂの再活性化をフィルター４ｂについ て説明する。導管９により約50 m³の高温水を数日の経過で個々に吸収床に散布 する。この高温水はグリコールと、吸収剤に含まれるH₂SOも溶かし、洗浄液体タ ンク１０に達する。吸収床の洗浄が終わると、測定された量の20〜50％の硫酸は 吸収剤に散布され、次いで、換気装置１１で吸収剤を乾燥させるため、乾燥剤を 通して空気を吹き付ける。この乾燥が終わると、この換気装置１１と止め、フィ ルター４ｂを再び作動させる。 ポンプ１２は充填剤層２に約30 m³/hのガス洗浄液を散水するために使用され る。充填剤層２から流れ出た液体は反応タンク１３に達する。この反応タンク１ ３は上から下へのピストン流を保証する穴板構造体を有する。約30分の滞留時間 で、洗浄液により捕集されたエチレン酸化物がH₂Oと反応して、グリコールを形 成する。充填剤層２では水が蒸発する。 図面に模式的に示すように、反応タンク１３の液体レベルは液体を洗浄液タン ク１０から流し込んで一定に維持される。 エチレン酸化物をグリコールに化学変換し、グリコールを洗浄液と共にタンク １０から導入して、グリコールの濃度を連続的に高める。約40％の濃度に達する と、導管１４によりグリコール溶液を攪拌容器１５に導き、そこでCa(OH)₂を用 いて中和する。フィルター１６では、形成された石膏を分離する。そして、中和 されたグリコール溶液は保管タンク１７に達する。この保管タンクからグリコー ル溶液を輸送車両に汲み取る。活用が経済的でない場合、グリコールを生物学的 な滴下床反応塔７中でCO₂とH₂Oに分解する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．触媒を使用し、エチレン酸化物と水からグリコールを形成し、廃空気流ある いは廃ガス流からエチレン酸化物を分離する方法において、 ａ）触媒を含む吸収剤の床を通して浄化すべきガス流を導き、 ｂ）吸収剤からグリコールを抽出する液体を使用し、 ｃ）廃ガスの浄化に使用する前に、抽出された吸収剤に触媒を添加し、 ことを特徴とする方法。 ２．吸収剤として粒状の活性炭を使用することを特徴とする請求の範囲第１項に 記載の方法。 ３．触媒として酸を使用することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。 ４．触媒として硫酸を使用することを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法 。 ５．抽出剤として水を使用することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法 。 ６．エチレン酸化物を含む廃空気を予備浄化するため、グリコールと硫酸を添加 した吸収剤の抽出による水を使用することを特徴とする請求の範囲第５項に記載 の方法。 ７．吸収剤の床でエチレン酸化物と反応してグリコールを形成する純水はグリコ ール溶液の水を蒸発させて得られることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の 方法。 ８．水の蒸発で濃縮された液体はカルシウムを含む化学薬品で中和されることを 特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。 ９．形成された石膏を分離し、中和されたグリコールを含む液体を生物学的な減 成にかけることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の方法。 10．生物学的なグリコール減成物を換気するため、エチレン酸化物を除去した廃 空気を使用することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の方法。