(57)【要約】      （修正有）【課題】廃ガスに含まれる酸化エチレンガスの除去性能に優れた処理装置を提供する。【解決手段】滅菌処理後の廃ガスに含まれる酸化エチレンガスを除去する廃ガス処理装置５であって、廃ガスを一旦貯蔵するタンク４を含み、タンクを通過した廃ガス中の酸化エチレンガスを分解するための処理槽２が接続されている。処理方法と滅菌処理後の廃ガスに含まれる酸化エチレンガスを除去する廃ガス処理装置を組み合わせることにより、酸化エチレンガスが完全分解される。処理槽２内には触媒が入っており、触媒は硫酸水溶液である。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
滅菌処理後の廃ガスに含まれる酸化エチレンガスを除去する廃ガス処理装置であって、廃ガスを単体もしくは複数のタンクに一旦貯蔵し、単体もしくは複数の処理槽を通過させることによって、廃ガス中の酸化エチレンガスを分解する処理装置において、
前記処理槽には触媒として硫酸水溶液が入っていることを特徴とする処理装置。
【請求項２】
前記処理槽は、内部の前記硫酸水溶液が外部に漏れないように防波堤を有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記防波堤が、前記タンク及び前記処理槽を覆う囲いである請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記防波堤が、前記処理槽が入れられた前記タンク自体である請求項２記載の装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、酸化エチレンガス（以下ＥＯＧとする）滅菌器の廃ガスを加水分解して毒性の少ないエチレングリコール（以下ＥＧ）に変化させることにより、廃ガスに含まれるＥＯＧの濃度を低減するＥＯＧ滅菌器の廃ガス処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療の安全性の保証に関する重要な項目に滅菌保証がある。医療の高度化に伴い医療現場で使用される医療用具の滅菌保証が従来よりも強く要求されつつある。滅菌法としては、ＥＯＧ滅菌法、薬剤滅菌法、高圧蒸気滅菌法、放射線滅菌法などが挙げられ、医療用具の材質に応じて最適な滅菌法が採用される。現在、医療用具としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、ポリ塩化ビニルなどを素材とするディスポーザブル製品が汎用されている。素材の損傷が少ないこと、操作がきわめて容易であること、幅広い菌スペクトルに対して有効であることなどの理由から、上記滅菌法の中でもＥＯＧ滅菌法が主流である。
【０００３】
しかしながら、酸化エチレンガス（以下、ＥＯＧと略記することがある）は、細菌や微生物に有効である反面、作業者の身体に及ぼす影響も皆無ではない。特にＥＯＧは、皮膚、粘膜の一過性あるいは長期にわたる損傷を引き起こすことが懸念されている（たとえば、高島征助「酸化エチレンの気管上皮への影響に関する実験的研究」、耳鼻臨床、補柵１１：１〜２５，１９８７）。
【０００４】
また、東京都、大阪府、埼玉県などの自治体では、医療施設や医療用具の製造施設に対して、大気中に排出するＥＯＧに対して極めて厳しいゼロ規制を施行しており、早晩、全国的な規制に拡大されることは必至である。
【０００５】
国内の大規模な医療施設などでは、ＥＯＧを何らかの方法で分解処理している。ＥＯＧを分解処理する代表的な方法としては、ＥＯＧを炭酸ガスと水に分解する接触分解法が挙げられる。最も一般的な接触分解法は、金属製あるいはセラミック製の両端が解放された筒状の反応器内に五酸化バナジウムなどの強固な固体触媒を充填し、ＥＯＧを反応器内に導入し電気ヒーターで２５０〜３５０℃に加熱するという方法である。なお、接触分解法では、触媒活性が経時的に低下することが知られており触媒を適宜交換する必要がある。しかしながら、接触触媒法で用いられる触媒は高価であるため頻繁に交換することは現実
的には難しい。また、接触触媒法による廃ガス処理装置は、廃ガスを大量の空気で希釈するので、装置が大型化し、また、触媒を加熱して活性温度にするために大量の熱を放出する。このため、設置場所が制限されるので、産業向け以外に一般の病院施設に設置するのは困難であった（特許文献１）。
【０００６】
一方、本考案者らは、硫酸を用いてＥＯＧをＥＧに加水分解する分解法を検討してきた。前記硫酸は水溶液にして用いる。ＥＯＧは、沸点が１２．５℃の気体であり、爆発限界はごく低濃度（３％）〜ほぼ１００％と極めて広く、火源があれば爆発する危険性は極めて高い。ＥＯＧを扱うに際しては引火、爆発に細心の注意を払う必要があるが、硫酸を用いた加水分解法は常温・常圧下で操作可能であるため安全性が高い。なお、加水分解法は、用いる硫酸水溶液の容積にもよるが、一定期間処理を行うと硫酸水溶液のｐＨが上昇するとともにＥＯＧの分解率が低下することが確認されている。そのため、一定期間処理を行った硫酸水溶液は交換する必要があり、交換のたびに大量の硫酸水溶液を廃棄処理しなければならない問題があった。
【０００７】
従来、ＥＯＧ滅菌器に使用されるガスは取扱いしやすいようにＥＯＧと炭酸ガスを混合させた混合ガスを使用している。このため、滅菌後の廃ガスの処理は、一般に燃焼炉を用いた燃焼処理、触媒を用いて燃焼させる触媒燃焼処理、薬液を用いた加水分解処理のいずれかで行っている。
【０００８】
しかしながら、ＥＯＧ滅菌器で滅菌処理した廃ガスは、最初に排出される廃ガスは高濃度の酸化エチレン（以下、ＥＯとする）であるが、エアレーション運転中に排出される廃ガスは低濃度であるため、前記処理では高濃度の廃ガスの処理は効率よく経済的に行うことができるが、低濃度の廃ガスの処理を行わなければならず、作業効率が悪くなるという欠点があった（特許文献２）。
【０００９】
また、現在市販されている酸化エチレンガス処理装置は、サイズが大きく、作業場所が確保できないという欠点もあった。
【００１０】
考案者らは、特許文献３において、滅菌処理後の廃ガスに含まれるＥＯＧを除去する廃ガス処理方法であって、石油または石炭または植物を原料とする活性炭に前記廃ガスを接触させてＥＯＧを吸着させて分解することにより該廃ガスからＥＯを除去することを特徴とする廃ガス処理装置方法を提案したが、ＥＯを吸着させた活性炭の処理が難しいという課題もあった。
【００１１】
また、硫酸水溶液を使用することにより、外部へ前記硫酸水溶液が漏れるおそれがある。そのため、防波堤が必要となり、処理装置が大型化になる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１８１２４４号公報
【特許文献２】特開２００６−７５８号公報
【特許文献３】特開２０１６−２２１４９７号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【００１３】
本考案は上記課題を解決するためになされたものであり、廃ガスに含まれるＥＯＧの除去性能に優れた処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題は、滅菌処理後の廃ガスに含まれるＥＯＧを除去する廃ガス処理装置であって、一旦貯蔵するタンク、及びタンクを通過した廃ガス中のＥＯＧを分解するための処理装置が接続されていることを特徴とする廃ガス処理装置である。前記の処理方法と滅菌処理後の廃ガスに含まれるＥＯＧを除去する廃ガス処理装置を組み合わせることにより、ＥＯＧが完全分解されることにより解決される。
【００１５】
このとき、前記タンクは、役割として、（１）滅菌処理後の廃ガスを一旦入れる、（２）滅菌処理後の廃ガスを一時保管する、２つの機能を有する。
【００１６】
滅菌処理後の廃ガスはＥＯＧ滅菌器から排出される廃ガスをタンクに一旦入れる。前記タンクに吹込むには、制御、もしくはＥＯＧ滅菌器の圧力によって行われる。
【００１７】
前記タンクの大きさは大きければ大きいほど良いが、高さが２ｍ以下、底面積が１ｍ２以下であることが好ましい。大きくなればＥＯＧ処理装置がコンパクトにならず、効率が悪くなるからである。また、円筒であろうが、直方体であろうが、形状に問題は無く、ＥＯＧや硫酸水溶液が外部に漏れなければ良い。
【００１８】
また、ＥＯＧ滅菌器から前記タンク、前記タンクから前記処理槽、排出するための配管は耐酸性、耐腐食性が好ましい。配管は金属系ではステンレス３１６、コバルトクロムなどがあげられる。また、樹脂系ではＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）などがあげられる。
【００１９】
また、前記タンクはＥＯＧや硫酸水溶液などに接触もしくは接触する可能性があり、耐酸性、耐腐食性であることが好ましい。
【００２０】
このとき、前記処理槽には触媒が入っており、前記触媒は液体酸および固体酸であって、液体酸には硫酸、酢酸、塩酸などの水素イオンを有している薬液であって、固体酸にはイオン交換樹脂などの水素イオンが付着している樹脂があるが、液体酸である硫酸を使用するのが好ましい。
【００２１】
また、前記処理槽の大きさは大きければ大きいほど良いが、高さが２ｍ以下、底面積が１ｍ２以下であることが好ましい。大きくなればＥＯＧ処理装置がコンパクトにならず、効率が悪くなるからである。また、円筒であろうが、直方体であろうが、形状に問題は無く、ＥＯＧや硫酸水溶液が外部に漏れなければ良い。
【００２２】
また、このとき、前記硫酸は水溶液にして使用する。硫酸水溶液の濃度は１％から５０％であって、そのなかでも５％から３０％の濃度が好ましい。
【００２３】
前記処理槽には、硫酸水溶液が入っており、ＥＯＧ滅菌器から排出される廃ガスを気泡にして、硫酸水溶液と接触させ（加水分解させ）、毒性の少ないＥＧに変化する。
【００２４】
また、前記処理槽の素材は耐酸性のものが好ましい。耐酸性の材料として、金属系ではステンレス３１６、コバルトクロムなどがあげられる。また、樹脂系ではＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）などがあげられる。
【００２５】
また、前記処理槽には、硫酸水溶液が入っており、外部に漏れるおそれもあることから防波堤を必要とする。例えば、図１のように前記タンク、前記処理槽を覆う囲いと底板をボルト等で連結することで対応したり、図２のように大きい筒状容器に小さい筒状容器を入れることにより対応することができる。前記防波堤は硫酸水溶液が漏れない形状であることが好ましい。図１の囲い、図２の大きい筒状容器とすることによって、処理装置として販売が可能となる。
【００２６】
また、図２は前記タンクと硫酸水溶液の漏れ防止の機能を兼ね備えている。こうすることにより、小型化（コンパクト）にすることが可能となる。
【００２７】
上記記載の方法を組み合わせることによって、ＥＯＧが完全分解される方法を提供することによっても解決される。
【００２８】
また、これらの処理槽を組合せ、制御装置によって制御することによって、ＥＯＧが完全分解される。
【考案の効果】
【００２９】
本考案により、廃ガスに含まれるＥＯＧの除去効率に優れた処理方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本考案の実施例の全体的な構成を示す構成図の一例である。
【図２】本考案の実施例の全体的な構成を示す構成図の一例である。
【図３】本考案の実施例の全体的な構成を示す構成図の一例である。
【図４】本考案の実施例の全体的な構成を示す構成図の一例である。
【図５】本考案の実施例の漏れ防止のための防波堤を示した図の一例である。
【図６】本考案の実施例の漏れ防止のための防波堤を示した図の一例である。
【考案を実施するための形態】
【００３１】
以下に図面を参照して本考案の実施の形態について説明する。
【００３２】
本考案は、滅菌処理後の廃ガスに含まれるＥＯＧを除去する廃ガス処理装置及び方法であって、図１の模式図に示す装置は、一旦貯蔵するタンク１、及びタンク１を通過した廃ガス中のＥＯＧを分解するための処理槽２が接続され、無毒化された廃ガスを排出する廃ガス処理装置である。前記処理槽２にはＥＯＧを泡状にして吹込む。
【００３３】
前記タンク、前記処理槽は、耐酸性で、耐腐食性であることが好ましい。また、硫酸水溶液が外部に漏れださない密閉系であることが好ましい。図１の囲い３を行うことによって処理装置の販売が可能となる。
【００３４】
また、処理槽は１つであっても、複数の処理槽が直列に連結されてもよく、また並列に連結されていてもよい。処理槽が複数の場合は、より短時間でＥＯＧを処理することができる。
【００３５】
また、図２の模式図に示す装置は、廃ガスを一旦貯蔵する単体のタンク４の中に、単体のタンク４を通過した廃ガス中のＥＯＧを分解するための処理槽２がある処理装置である。前記処理槽２にはＥＯＧを泡状にして吹込む。
【００３６】
前記タンク、前記処理槽は、耐酸性で、耐腐食性であることが好ましい。また、硫酸水溶液が外部に漏れださない密閉系であることが好ましい。図２のタンク４を行うことによって処理装置の販売が可能となる。
【００３７】
また、処理槽は１つであっても、複数の処理槽が直列に連結されてもよく、また並列に連結されていてもよい。処理槽が複数の場合は、より短時間でＥＯＧを処理することができる。
【００３８】
また、図３、図４の模式図は制御系を示した図の一例である。緊急停止することにより、タンク及び処理槽にＥＯＧを残留することは危険であるので、タンク及び処理槽に手動及び自動によって開放することのできる弁を設置している。
【００３９】
図５、図６は漏れ防止のための防波堤の一例である。図示した方法以外のどの方法を選択しても、漏れを防止することができる。図１の形状について、装置内部に防波堤１２を設け、前記防波堤には、タンクと処理槽が入っており、当該機能を有するものが好ましい。図２の形状について、タンク４（処理装置（囲い）５）が防波堤１３の機能を有する。前記防波堤は、前記処理槽に入ってある硫酸水溶液がすべて漏れても良い大きさの防波堤とする。前記防波堤は、耐酸性で、耐腐食性であることが好ましい。
【実施例】
【００４０】
以下に、本考案に関する実施例を述べる。実施例には分解率測定試験について示している。
【００４１】
ＥＯＧ分解率の測定方法と定義について、以下のように設定する。ＥＯＧ分解率の測定は処理槽の排出口から排出されたＥＯＧ質量を１００ｍＬシリンジによって測定する。
分解率（％）＝処理後のＥＯＧ濃度測定（ガス質量：Ｌ）／導入ＥＯＧ濃度試料採取口測定×１００
【００４２】
目標とする分解率は東京都の排出規制基準が日本で一番厳しい基準値であることから４６ｐｐｍ以下（当社計算分解率９９．９９５％以上）として検討を行った。
【実施例１】
【００４３】
まず、ＥＯＧ滅菌器から排出される廃ガスをＦＲＰ製処理槽に直接吹込むこと試験を実施した。前記ＦＲＰ製処理槽の構成は、容器をＦＲＰ樹脂で作製し、処理槽内に散気管を有している。分解率を測定したところ、９９．７％（平均）であり、目標とする分解率とはならなかった（ＥＯＧ滅菌器からの流量は１５Ｌ／ｍｉｎ、処理槽内の硫酸水溶液の液相高さは３０ｃｍ、硫酸水溶液濃度は３０％であった）。流量、液相高さ、硫酸水溶液濃度を変化させても、分解率は上記記載値と同様な結果が得られた。
【００４４】
さらに、考案者らは検討したところ、ＥＯＧ滅菌器から排出される廃ガスを吹込む時間によって分解率が上昇することがわかり、時間を１０秒、６０秒、１２０秒で確認試験を実施した。下記表の分解率はＥＯＧ滅菌器からの流量は１５Ｌ／ｍｉｎ、処理槽内の硫酸水溶液の液相高さは３０ｃｍ、硫酸水溶液濃度は３０％のときに測定したものである。また、流量、液相高さ、硫酸水溶液濃度を変化させても、分解率は下記記載値と同様な結果が得られた。
【００４５】
分解率は以下の結果となった。
【表１】
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時間を置いてからＥＯＧを処理槽に吹込むことによって、分解率が上昇することがわかった。そこで、考案者らはＥＯＧを一旦保管し、処理槽に吹込むことにより、目標とする分解率を達成することができた。実施例２以降で、ＥＯＧをタンクに一旦置き、処理槽に
吹込む方法での分解率測定試験の結果を示す。
【実施例２】
【００４６】
廃ガスを一旦貯蔵する単体のタンク、及び単体のタンクを通過した廃ガス中のＥＯＧを分解するための処理槽を接続し、分解率を測定した（図１）。
【００４７】
処理装置に使用する薬液は硫酸水溶液を使用した。硫酸水溶液濃度は１％から５０％で、処理装置には流量１〜１２０Ｌ／ｍｉｎで吹き込みを行った。
【００４８】
分解率は以下の結果となった。
【表２】
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※液相高さとは、処理槽内にある硫酸水溶液の液面高さのことであり、処理槽底面からの液面までの高さを示す。
※上記の試験結果は、ＥＯＧ滅菌器からの流量１５Ｌ／ｍｉｎ、硫酸水溶液濃度３０％のときを示す。
【００４９】
液相高さを１０ｃｍより小さくなると、分解率は９９．９９２％（平均）であり、分解率は悪くなる。また、液相高さを５０ｃｍより大きくなると、分解率は９９．９９６％（平均）であり、分解率は液相高さ５０ｃｍと変わらない。液相高さが高くなることによって分解率は上昇する。これは硫酸水溶液とＥＯＧが接触する時間が長くなり、分解率が上昇したと考えているが、液相高さが高くなることによって泡は大きくなり分解率は変化しなかったものと考えられる。
【００５０】
硫酸水溶液濃度については、１％から５％にすると、分解率は上記の結果と変わらないが、交換頻度が硫酸水溶液濃度５％から３０％と比較して多くなる。ちなみに、１％から５％のときは月１回、硫酸水溶液濃度５％から３０％のときは年１回である。メンテナンスのことを考慮すれば、年１回のペースが望ましい。また、硫酸水溶液濃度３０％より大きくなると、交換頻度は変わらない。これは硫酸水溶液中の水素イオンの量によって決まっていると考えている。ＥＯＧは加水分解反応により（触媒として水素イオンが利用される）エチレングリコールを生成する。硫酸水溶液の濃度が低いと水素イオンが少ないため、初期の分解率は目標とする分解率９９．９９５％以上であるが、１０回以上になると分解率は９９．９９５％以下となる。また、硫酸水溶液の濃度が高いと水素イオンが多くなるが、交換頻度は変わらない。水素イオンが過剰に存在しても、少なすぎても影響がある。
【００５１】
流量については流量の大きさを小さくすることによって（流量１Ｌ／ｍｉｎのとき）、分解率が上がる傾向があるが、分解率は９９．９９６％（平均）であり、変化しない。また、流量１２０Ｌ／ｍｉｎのときは、分解率は下がる傾向があるが、分解率は９９．９９５％（平均）であり、変化しない。タンクに一旦ＥＯＧを置くことによる効果があると考えている。
【００５２】
ＥＯＧと硫酸水溶液が長く接触することにより、分解率は向上すると考えられる。
【実施例３】
【００５３】
廃ガスを一旦貯蔵する単体のタンクの中に、単体のタンクを通過した廃ガス中の酸化エチレンガスを分解するための処理槽がある処理装置を使って、分解率を測定した（図２）。
【００５４】
処理装置に使用する薬液は硫酸水溶液を使用した。硫酸水溶液濃度は１％から５０％で、処理装置には流量１〜１２０Ｌ／ｍｉｎで吹き込みを行った。
【００５５】
分解率は以下の結果となった。
【表３】
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※液相高さとは、処理槽内にある硫酸水溶液の液面高さのことであり、処理槽底面からの液面までの高さを示す。
※上記の試験結果は、ＥＯＧ滅菌器からの流量１５Ｌ／ｍｉｎ、硫酸水溶液濃度３０％のときを示す。
【００５６】
液相高さを１０ｃｍより小さくなると、分解率は９９．９９２％（平均）であり、分解率は悪くなる。また、液相高さを５０ｃｍより大きくなると、分解率は９９．９９６％（平均）であり、分解率は液相高さ５０ｃｍと変わらない。液相高さを１０ｃｍより小さくなると、分解率は９９．９９２％（平均）であり、分解率は悪くなる。また、液相高さを５０ｃｍより大きくなると、分解率は９９．９９６％（平均）であり、分解率は液相高さ５０ｃｍと変わらない。液相高さが高くなることによって分解率は上昇する。これは硫酸水溶液とＥＯＧが接触する時間が長くなり、分解率が上昇したと考えているが、液相高さが高くなることによって泡は大きくなり分解率は変化しなかったものと考えられる。
【００５７】
硫酸水溶液濃度については、１％から５％にすると、分解率は上記の結果と変わらないが、交換頻度が硫酸水溶液濃度５％から３０％と比較して多くなる。ちなみに、１％から５％のときは月１回、硫酸水溶液濃度５％から３０％のときは年１回である。メンテナンスのことを考慮すれば、年１回のペースが望ましい。また、硫酸水溶液濃度３０％より大きくなると、交換頻度は変わらない。これは硫酸水溶液中の水素イオンの量によって決まっていると考えている。ＥＯＧは加水分解反応により（触媒として水素イオンが利用される）エチレングリコールを生成する。硫酸水溶液の濃度が低いと水素イオンが少ないため、初期の分解率は目標とする分解率９９．９９５％以上であるが、１０回以上になると分解率は９９．９９５％以下となる。また、硫酸水溶液の濃度が高いと水素イオンが多くなるが、交換頻度は変わらない。水素イオンが過剰に存在しても、少なすぎても影響がある。
【００５８】
流量については流量の大きさを小さくすることによって（流量１Ｌ／ｍｉｎのとき）、分解率が上がる傾向があるが、分解率は９９．９９６％（平均）であり、変化しない。また、流量１２０Ｌ／ｍｉｎのときは、分解率は下がる傾向があるが、分解率は９９．９９５％（平均）であり、変化しない。タンクに一旦ＥＯＧを置くことによる効果があると考えている。
【実施例４】
【００５９】
底面積と分解率の関係について以下に示す。底面積については広ければ広いほど良いが、０．５ｍ２以上になると分解率は変わらない。下記表の分解率はＥＯＧ滅菌器からの流量は１５Ｌ／ｍｉｎ、処理槽内の硫酸水溶液の液相高さは３０ｃｍ、硫酸水溶液濃度は３０％のときに測定したものである。
【表４】
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【００６０】
底面積を大きくすることは装置の小型化（コンパクト化）につながらないので、底面積を１ｍ２以下にすることが好ましい。上記試験結果は底面が円状での結果であるが、正方形でも長方形でも同様の結果を得ることができた。
【００６１】
また、液相高さ、硫酸水溶液濃度、流量を変化させても同様の結果を得ることができた。
【００６２】
本考案の特定の実施形態について説明を行ったが、この技術分野における当事者は本明細書において記述された上記の実施形態を容易に修正することができることは明らかである。従って、本考案は、この明細書で示された特定の実施形態に限定されることなく、他のいかなる修正、変更、実施の形態への利用に適用されるものであり、それゆえに、他のすべての修正、変更、実施形態は、本考案の精神および範囲内に入るものとみなされるべきである。
【符号の説明】
【００６３】
１，４，６，９  タンク
２，７，１０  処理槽
３，５，８，１１  処理装置（囲い）
１２，１３  防波堤
【図１】
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【図２】
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【図３】
0003235005.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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