DE19609204A1

DE19609204A1 - Verfahren zur Abgaswäsche der Abgase einer Desorptionseinrichtung eines Sterilisators, in welchem Sterilisiergut mit Ethylenoxid zur Keimabtötung begast worden ist

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Publication number: DE19609204A1
Application number: DE1996109204
Authority: DE
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Priority date: 1996-03-09
Filing date: 1996-03-09
Publication date: 1997-09-11
Anticipated expiration: 2016-03-10
Also published as: WO1997032660A3; WO1997032660A2; AU2689997A; DE19609204C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgaswäsche der Abgase einer Desorptionseinrichtung eines Sterilisators, in welchem Sterilisiergut mit Ethylenoxid zur Keimabtötung begast worden ist gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 5.

Nach der Herstellung thermolabiler Güter, wie zum Beispiel Medikalgüter, sind diese in bestimmten Anwendungsfällen vom Hersteller oder von Lohnsterilisierfirmen zu steriliseren, ehe sie in den Verkehr gebracht werden können. Solche Güter sind zum Beispiel medizinische Einwegartikel wie Blut- und Urinbeutel, Einwegspritzenbestecke, Katheterschläuche usw., die in großen Stückzahlen gefertigt, in Spezialfolien verpackt und in Handelspackungen, wie Kartons, abgepackt werden. Hundert und mehr derartiger Handelspackungen können in je einem Versandkarton zusammengefaßt sein.

Eine Sterilisation, beispielsweise eine Kaltsterilisation mit Ethylenoxid, erfolgt in der Weise, daß die Medikalgüter versandfertig verpackt sterilisiert werden. Dazu werden die Versandkartons mit definierten Zwischenräumen auf Europaletten ca. 2 m hoch gestapelt. Je nach Größe der Sterilisations kammer werden zehn oder mehr Paletten in die Kammer gefahren und darin nach Verschluß über mehrere Stunden mit Konzentrationen zwischen c = 200g bis 1200g Ethylenoxid/m³ sterilisiert. Dabei diffundiert das Ethylenoxid durch die Verpackungen und die keimdichten Spezialfolien an das zu sterilisierende Gut und tötet hier Keime ab. Gleichzeitig absorbieren sowohl die Güter als auch die Verpackungen erhebliche Mengen an Ethylenoxid, das wegen der molekularen Bindungskräfte tief in die Material matrix der Papierfasern, Zellstoffe oder Kunststoffe in Abhängigkeit von der Begasungskonzentration des Ethylenoxids eindiffundiert.

Nach dem Ende der Begasung wird die Konzentration des Ethylenoxids in der Umgebungsluft auf gewünscht 0g Ethylenoxid/m³ herabgesetzt. Das jetzt vorhandene Konzentrationsgefälle von Gesamtgut zur Umgebungsluft bewirkt, daß das darin eindiffundierte Ethylenoxid an die Umgebungsluft abgegeben wird. Nach Messungen werden insbesondere von Ligninen, von Zellstoff, PVC usw. bei Begasung mit 1000g Ethylenoxid/m³ bis zu 0,18% Ethylenoxid adsorbiert, die gegen absolut ethylenoxidfreie Luft mit Halb wertzeiten tH ≅ 11 Stunden durch Desorption wieder abgegeben werden.

Diese Vorgänge führen dazu, daß bei normaler Sterilisation großer Mengen an Medikalgütern bei Sterilisationskammergrößen von ca. 20 m³ bis zu 2kg Ethylenoxid vom Sterilisiergut mit den Verpackungen absorbiert werden. Demzufolge sind Massenströme des desorbierten Ethylenoxids bis zu m_EO,0 = 130g/h = 36 mg/s zu Beginn der Desorption möglich. Dieser Massenstrom sinkt nach 24 Sunden auf m_EO,24 = 25-30g/h ab.

Wird das Gut nicht ausreichend belüftet, kommt wegen des eintretenden Gleichgewichts zwischen Adsorption und Desorption die Desorption voll ständig zum Erliegen. Die Medikalgüter werden dann ausgeliefert mit unzulässigen Restgehalten an Ethylenoxid. Deshalb besteht die einzig ver tretbare Lösung darin, jeweils die Befüllung einer Sterilisationskammer geschlossen in einer Desorptionskammer zur Desorption zwischenzulagern und in derselben unter Verschluß so lange mit gezielter Belüftung zu belas sen, bis der Restgehalt an Ethylenoxid den gewünschten Wert erreicht hat.

Diese Ethylenoxid-Massenströme durch Belüftung auf die geforderte Abgas konzentrationen des Ethylenoxids von <5 mg/m³ zu verdünnen, ist weder energetisch vertretbar, zumal auch im Winter in der Desorptionsphase Mindesttemperaturen ϑ < 25 Grad C eingehalten werden sollten, noch aus Gründen des Emissionsschutzes sinnvoll. Das erfordert nach TA-Luft eine Belüftung mit fünfzig Luftwechseln/h. Es ist für eine hinreichende Desorption für den Versand mindestens eine Ausgasungszeit von 48-72 Stunden nötig. Da Lohnsterilisierbetriebe in der Regel mit mehreren Sterilisationskammern mit einem Volumen zwischen 15 bis 50 m³ mehrschichtig arbeiten, beträgt das Aufkommen etwa 6 Kammerfüllungen pro Tag.

Die durch Desorption freigesetzten EO-Mengen einfach unentsorgt mit dem Abgasstrom in die Umwelt abzugeben, ist aus Gründen des Emissions rechtes ungesetzlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit welchen die für die Belüftung einer Desorptionseinrichtung erforderliche Heiz- und Förderenergie reduziert, das Gesamtabgasvolumen drastisch herabgesetzt und gleichzeitig das anfallende Ethylenoxid umweltverträglich entsorgt werden kann.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß in der Desorptionseinrichtung das Sterilisiergut für wenigstens 48 Stunden einem Luftstrom eines geschlossenen Luftstromkreislaufe s ausgesetzt wird, wobei der Luftstrom das desorbierende Ethylenoxid aufnimmt und das Gasge misch aus Luft und Ethylenoxid entweder einer Füllkörper- oder einer Wäschersäule, in der sich eine Waschflüssigkeit aus 1%-6%-tiger Schwefel säure befindet, unter Ausbildung einer großen Phasengrenzfläche zugeführt wird, und das Ethylenoxid in der Waschflüssigkeit als Ethylenglykol in Lösung geht und anschließend der Luftstrom über einen Filter in die Desorptionseinrichtung zurückgeführt wird, wobei die mittlere Konzen tration des Ethylenoxidgases innerhalb der Desorptionseinrichtung immer so weit durch die Wäsche abgesenkt wird, daß die Konzentration von Ethylenoxid im zugeführten Luftstrom geringer als die momentane Konzentration von Ethylenoxid innerhalb der Desorptionseinrichtung ist, so daß die Desorption von weiterem Ethylenoxid aus dem Sterilisiergut nicht verhindert wird, wonach nach dem Abfall der Konzentration des Ethylen oxids im Luftstrom unter einen vorgegebenen Wert der Luftstromkreislauf unterbrochen und der Luftstrom mit geringfügigen Resten an Ethylenoxid aus der Desorptionseinrichtung nach außen weggeführt wird und der Wäscher entweder eine Füllkörper- oder eine Wäschersäule ist und durch den Wäscher ein Kreislauf der Waschflüssigkeit aufrechterhalten wird, wobei zur Vermeidung von Konzentrationen von Ethylenglykol im Wasch wasser oberhalb eines vorgebbaren Wertes ein Teilstrom an Waschflüssigkeit entnommen und anschließend aufbereitet wird, und die Menge an entzogener Waschflüssigkeit durch Zufuhr von Wasser und Schwefelsäure in den Kreislauf der Waschflüssigkeit ausgeglichen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt den Vorteil, daß mit demselben die für eine Belüftung erforderliche Heiz- und Förderenergie reduziert werden kann. Das Gesamtabgasvolumen wird ebenfalls drastisch herabgesetzt, wobei insbesondere das anfallende Ethylenoxid umweltverträglich entsorgt wird und die restlichen Emmissionen erheblich herabgesetzt werden unter Einhaltung der vorgeschriebenen TRK-Werte.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung kann zur Begrenzung der Masse des zu reinigenden Abgasstromes die mittlere Konzentration an Ethylenoxid durch die Wäsche auf unter 1 g Ethylenoxid/m³ abgesenkt werden, wobei durch die Füllkörper- oder der Wäschersäule vorteilhaft ein Kreislauf der Waschflüssigkeit aufrechterhalten wird.

Dazu kann die Entnahme der verbrauchten Waschflüssigkeit wahlweise entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen und zur Aufberei tung der aus dem Kreislauf abgezogenen Waschflüssigkeit dieselbe über ein Bett aus Kalkstein geleitet und in einem Neutralisationsbehälter neu tralisiert werden, wonach die neutralisierte Waschflüssigkeit in einen Sedimentator geleitet wird, um den entstehenden Gips abzuscheiden. Das praktisch nur noch Wasser und Ethylenglykol enthaltende Abwasser, eventuell mit geringen Konzentrationen gelösten Gipses, kann danach einer thermischen Verwertung zugeführt werden, in dem innerhalb einer Brennkammer mit Verbrennung eines Stützgases das ethylenglykolhaltige Abwasser mittels einer Zerstäuberdüse über der Flamme des Stützgases versprüht wird, wodurch das enthaltene Wasser verdampft, hingegen das Ethylenglykol autotherm verbrannt wird, wobei gegebenenfalls die im Abgas enthaltene Wärme über einen Wärmetauscher rückgewonnen und für Heizzwecke eingesetzt werden kann.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem geschlossenen Gaskreislauf aus einer Desorptionseinrichtung, einer Abgas leitung, einem Gebläse, einem Wäscher und einer Rückleitung sowie einem geschlossenen Wäscherkreislauf, gebildet aus dem Wäscher, einer Leitung, einer Pumpe und einer Rückleitung, wobei innerhalb des Wäscherkreis laufes ein Waschflüssigkeitsbehälter angeordnet sein kann.

Der Wäscher kann entweder eine Füllkörpersäule oder eine Wäschersäule sein, wobei die Füllkörpersäule mit Waschflüssigkeit aus einer 1%- bis 6% tigen Schwefelsäure berieselbar oder in der Wäschersäule die mit Ethylen oxid belastete Luft feinblasig verteilbar ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können eine Mehrzahl von Desorptionskammern parallel angeordnet sein, die dergestalt im Abgasstrom zusammengeschaltet sind, daß sie einerseits mit ausreichendem gewaschenem Abgas zur Abführung desorbierenden Ethylenoxids durchströmbar, andererseits zur Entnahme des desorbierten Sterilisiergutes und zur Neubeschickung aus dem Gasstrom heraus schaltbar und separat belüftbar sind. Dazu sind die Desorptionskammern untereinander mittels einer gemeinsamen Zuleitung und Rückführsam melleitung parallel und in Reihe nacheinander mit Verbindungsleitungen verrohrt, die eine Ringleitung zu den Desorptionskammern bilden. An alle Desorptionskammern ist sowohl eine mit einem Gebläse ausgerüstete hinführende Frischluftsammelleitung als auch eine wegführende Luftab gassammelleitung jeweils mittels paralleler Stichleitungen angeschlossen. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen gekennzeichnet.

Kurzebeschreibung der Zeichnung, in der zeigen:

Fig. 1 ein Grundfließbild einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Darstellung des Luftstromkreislaufes und des Waschstromkreislaufes

Fig. 2 den Teil der Anlage in Fig. 1, der sich an die Leitungen A, B, C anschließt

Fig. 3 ein Grundfließbild zur Darstellung der Brennkammer und der Wärmerückgewinnung und

Fig. 4 eine Darstellung der Anordnung einer Mehrzahl von parallel arbeitenden Desorptionseinrichtungen.

Fig. 1 zeigt ein Grundfließbild einer Anlage zur Durchführung des Ver fahrens zur Abgaswäsche der Abgase aus einer Desorptionskammer 1 beliebiger Bauart. Wegen des großen Desorptionsmassenstroms an Ethylen oxid aus Losgrößen des Sterilisiergutes von einer Tonne und mehr versand fertig verpackter Medikalgüter nach Abschluß einer sterilisierenden Bega sung wird das Gut in die gasdicht verschließbare Desorptionskammer 1 verbracht.

Dort wird das Sterilisiergut für mindestens 48 h einem definierten Luftstrom ausgesetzt, der das desorbierende Ethylenoxid zusammen mit der Luft über eine Abgasleitung 44, in der sich ein Gebläse 5 befindet, durch die Förderleistung desselben und ein Ventil 6 einem Wäscher 8 zugeführt, der entweder eine Füllkörpersäule oder eine Wäschersäule sein kann. Wird eine Füllkörpersäule verwendet, so wird sie mit Waschflüssigkeit, die 1%- bis 6% tige Schwefelsäure ist, berieselt; wird eine Wäschersäule verwendet, so wird die mit Ethylenoxid belastete Luft in der Waschflüssigkeit feinblasig verteilt, um eine möglichst große Phasengrenzfläche zu erzielen.

Durch die hohe Verweilzeit und die große Phasengrenzfläche zwischen Abgas und Waschflüssigkeit reagiert das Ethylenoxid in bekannter Weise zum größten Teil zu Ethylenglykol unter katalytischer Wirkung der H+- Ionen der Schwefelsäure. Das Ethylenglykol geht in der Waschflüssigkeit in Lösung und reichert sich darin an.

Die Abluft aus dem Wäscher 8 wird über eine Rückleitung 60 und ein Ventil 9 in die Desorptionskammer 1 zurückgeführt, so daß ein geschlossener, zirkulierender Luftkreislauf vorhanden ist. Da es physikalisch nicht möglich ist, das Ethylenoxid vollständig aus dem Abgas zu eliminieren, befindet sich in der Rückleitung 60 ein Filter 7, über welches das Abgas in die Desorptionskammer 1 zurückgefördert wird. Während der Desorptionsphase bilden somit Desorptionskammer 1, Abgasleitung 44, Gebläse 5, Wäscher 8, Filter 7 und Rückleitung 60 einen nach außen geschlossenen Luftkreislauf.

Die mittlere Ethylenoxidkonzentration in der Desorptionskammer 1 ist ein Gleichgewichtszustand zwischen desorbierendem Ethylenoxid und Wasch leistung des Wäschers. Da während des Desorptionsvorganges das System aus Desorptionskammer 1, Abgasleitung 44, Gebläse 5, Ventil 6, Wäscher 8 und Filter 7 gasdicht zur Umgebung abgeschlossen ist, muß die mittlere Konzentration an Ethylenoxid lediglich soweit durch die Wäsche abgesenkt werden, daß die Desorption nicht verhindert wird. Diese Konzentration kann in der zuletzt durchströmten Desorptionskammer 2 bis 3 g Ethylenoxid/m³ betragen, wodurch die Masse des zu reinigenden Abgasstromes erheblich begrenzt wird; Frischluft wird in dieser Phase nicht zugeführt, wodurch mögliche Wärmeverluste durch Frischluft vermieden werden und Emissionen nicht stattfinden. Ist die Restkonzentration an Ethylenoxid im Gut nach 48 bis 72 Stunden auf einen zulässigen Wert abgesunken, ist infolgedessen auch die Restkonzentration des Ethylenoxids im vorher gewaschenen Abgas entsprechend gering. Vor Entnahme des Gutes wird nun der Abgasstrom über die Ventile 6 und 9 gesperrt. Über eine an die Desorptionskammer 1 angeschlossene Luftabführleitung 18, ein darin befindliche s Gebläse 3 sowie ein Ventil 4 wird das in der Desorptionskammer 1 befindliche Gas mit fünf bis sechsfachem Luftwechsel in die Luftab führleitung 18 gefördert; über eine an die Desorptionskammer 1 ange schlossene Luftzuführleitung 21 und ein Ventil 2 strömt Luft in die Desorptionskammer 1 nach. In der Desorptionskammer 1 wird dabei die Restkonzentration an Ethylenoxid sicher unter den TRK-Wert abgesenkt. Das Gut kann der Desorptionskammer 1 entnommen und neues Gut nachgefüllt werden.

Auf diese Weise wird das Gesamtvolumen an gefördertem Abgas während des Prozesses auf weniger als 3‰ gegenüber bisher angewendeten Tech nologien abgesenkt und damit die Emission erheblich verringert. Unnötige Wärmeverluste durch eine laufende Frischluftzufuhr werden vermieden.

Die Waschflüssigkeit besteht aus 1%-tiger bis 6%-tiger Schwefelsäure, die innerhalb einer Zuführleitung 19 durch eine Pumpe 13, die zwischen zwei Ventilen 12 und 16 angeordnet ist, in den Wäscher 8 gefördert und fließt von da über eine Rückflußleitung 61 und ein Ventil 10 in einen Zwischenbehälter 11 für die Waschflüssigkeit zurück, aus dem die Waschflüssigkeit mittels der Pumpe 13 wieder in die Zuführleitung 19 gefördert werden kann, so daß ein geschlossener Kreislauf der Waschflüssigkeit vorhanden ist, die sich durch den Auswaschvorgang des Ethylenoxids aus dem umgewälzten Gas mit Ethylenglykol anreichert. Dieser Kreislauf der Waschflüssigkeit besteht somit aus den Anlagenteilen Wäscher 8 - Leitung 19 - Leitung 61 - Ventil 10 - Zwischenbehälter 11 - Ventil 12 - Pumpe 13 - Leitung 19.

Um durch zu hohe Ethylenglykolkonzentration ein Nachlassen der Wasch leistung zu vermeiden, wird wahlweise kontinuierlich oder diskonti nuierlich über eine Entnahmeleitung 14-B, die in die Leitung 19 nach der Pumpe 13 und vor dem Ventil 16 einmündet, und ein Ventil 22 (Fig. 2) ein definierter Teilstrom an Waschflüssigkeit aus dem Kreislauf entnommen und anschließend aufbereitet. Zum Ausgleich dieser Menge an Wasch flüssigkeit kann über eine Speiseleitung 62, in der ein Ventil 15 angeordnet ist, Wasser und über eine Speiseleitung 17-C, in der ebenfalls ein Ventil 24 angeordnet ist, aus einem Vorratsbehälter 26 für Schwefelsäure mittels einer Dosierpumpe 25 Schwefelsäure in den Zwischenbehälter 11 zugeführt werden.

Gemäß der Fig. 2 wird die verbrauchte Waschflüssigkeit aus der Entnah meleitung 14-B über ein Bett aus Kalkstein in einem Neutralisationsbehälter 27 neutralisiert. Die neutralisierte Waschflüssigkeit fließt, beispielsweise durch Schwerkraft, über ein Ventil 34 in einen Sedimentator 28, um dort den entstehenden Gips abzuscheiden. Das im Neutralisationsbehälter 27 ent stehende Kohlendioxid wird über eine Leitung 32 und eine Rückschlagklappe 31 aus dem Neutralisationsbehälter 27 einer Abgaskammer 20 zugeführt. Eine Fördereinrichtung 29 fördert den sedimentierten Gips aus dem Sedimentator 28 zur Entsorgung ab. Das nun faktisch nur noch Wasser und Ethylenglykol enthaltende Abwasser mit geringen Konzentrationen gelösten Gipses wird in einen Zwischenbehälter 30 zur weiteren Entsorgung über eine Leitung 33 abgeleitet. Dazu sind wahlweise drei Versionen möglich.

Ist die Ableitung des Abwassers in die kommunale Abwasseranlage zulässig und sinnvoll, da das enthaltene Ethylenglykol als Nährstoff für Abwasserbakterien erwünscht ist, kann das Abwasser zum einen in die kommunale Abwasserleitung abgeführt werden. Ist hingegen eine Ableitung des Abwassers in die kommunale Abwasseranlage nicht zulässig, so wird zum anderen das Abwasser vor Ort gesammelt, von einem Fachbetrieb entsorgt und das Ethylenglykol als Wertstoff verwertet.

Als dritte Möglichkeit bietet sich vorteilhaft eine thermische Verwertung des Ethylenglykols an, da es einen Heizwert von ca. 17000 kJ/kg hat. Da Sterili sierbetriebe einen hohen Heizwärmebedarf haben, wird das ca 30% Ethylen glykol enthaltende Abwasser einer thermischen Verwertung gemäß Fig. 3 zugeführt. Der Zwischenbehälter 30 dient dabei als Puffer, um Differenzen zwischen Anfall an ethylenglykolhaltigem Abwasser und Bedarf an Heiz energie auszugleichen. Die Heizleistung dieses Verbrennungssystems kann bei guter Wärmeisolation des Sterilisationsbetriebes den Gesamtheizungs bedarf abdecken.

Eine Entsorgungseinrichtung hat als Kernstück eine Brennkammer 40, in der sich ein regelbarer Gasbrenner 41 befindet, mit dessen Hilfe die Brenn kammer 40 auf ca. 650 Grad C aufgeheizt werden kann. Die Zuleitung des Stützgases erfolgt über eine Leitung 35 mit einem Regelventil 36 (TIRK) in die Brennkammer. Ist die Solltemperatur erreicht, wird über eine Leitung 33-D aus dem Zwischenbehälter 30 über ein Ventil 37 mittels einer Hochdruckpumpe 38 über einen Druckausgleichsbehälter 39 ethylenglykolhaltiges Abwasser mittels einer Zerstäuberdüse 42 über der Stützgasflamme des Gasbrenners 41 zersprüht. Dabei verdampfen das enthaltene Wasser und das Ethylenglykol, welches bei Einhaltung der Solltemperatur autotherm verbrennt. Die Gasflamme im Gasbrenner 41 wird dabei bis auf eine Zündflamme zurückgefahren.

Das aus Quenchluft, Stickstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid bestehende Abgas wird infolge des thermischen Auftrieb s durch einen Wärmetauscher 43 geführt, der auf der Kaltseite über ein Frischluftgebläse 63 innerhalb einer Frischluftleitung 46 mit Frischluft zur Kühlung des Abgases innerhalb des Wärmetauschers 43 versorgt wird. Die erwärmte Frischluft wird über eine Warmluftleitung 45 aus dem Wärmetauschers 43 abgezogen und für Heizzwecke und die vielfältigen Belüftungsaufgaben mittels Warmluft der Gesamtanlage zugeleitet. Wahlweise kann die Kühlung mittels Frischluft durch Warmwasserheizung ersetzt werden.

Das zwischengekühlte Abgas, welches zum Beispiel auf ca. 130 Grad C herabgekühlt worden ist, wird anschließend einem Kondensator 48 zuge leitet, der auf der Kaltseite mit Wasser beschickt wird und dessen Rück lauftemperatur ca 60-70 Grad C nicht übersteigt, wobei Vorlauf 49 und Rücklauf 50 Bestandteile der Heizung sind. Im Kondensator 48 kondensiert der größte Teil des im Abgas enthaltenen Wasserdampfs. Das entstehende Kondensat wird über eine Kondensatleitung 51 in die Abwasserleitung abgeführt. Das restliche Abgas wird über einen Kamin 52 an die Umgebung abgegeben.

Da Sterilisierbetriebe mit einer oder mehreren Sterilisationskammern in der Regel mehrschichtig arbeiten und das Sterilisiergut mindestens 48 bis 72 Stunden desorbieren muß, zeigt Fig. 4 den Einsatz von mehreren parallel arbeitenden Desorptionskammern 64, 65, 66, 67, 68 und 69. Diese sind der gestalt im Abgasstrom zusammengeschaltet, daß sie einerseits mit aus reichendem gewaschenem Abgas zur Abführung desorbierenden Ethylen oxids durchströmt werden, andererseits müssen sie zur Entnahme des desorbierten Sterilisiergutes und zur Neubeschickung aus dem Gasstrom herausgeschaltet und separat belüftet werden können. Beim Stand der Technik können häufig die Durchschnittskonzentrationen an Ethylenoxid im Abgas die zulässigen Grenzwerte am Arbeitsplatz erheblich überschreiten, weshalb ein Öffnen der gasdichten Verriegelung aus Sicherheitsgründen ohne Zwischenbelüftung nicht zulässig ist, was wiederum die TRK-Werte nicht einhält.

Die Anzahl der Desorptionskammern 64-69 richtet sich nach dem gewünsch ten Schichtbetrieb, nämlich nach der Anzahl der Sterilisationsvorgänge pro Tag und der notwendigen Desorptionszeit. Die Desorptionskammern 64-69 sind untereinander so verrohrt, daß über eine gemeinsame Zuleitung 70 und ein Ventil 75 das frisch gewaschene Abgas die Desorptionskammer 64 und über eine von der Zuleitung 70 abgehende parallele Leitung 79 und ein Ventil 83 wahlweise die Desorptionskammer 65 angefahren werden kann und so weiter. Dabei wird das frisch gewaschene Abgas in diejenige Desorptions kammer geleitet, die das Sterilisiergut mit der längsten Desorptionszeit enthält. Das Abgas durchströmt die Desorptionskammern 64-69 über Verbindungsleitungen 87, 89, 91 und darin angeordneten Ventilen 88, 90, 92. mit Sterilisiergut aufsteigender Restkonzentration infolge kürzerer Desorp tionszeiten. Dabei wird der Abgsstrom so bemessen, daß die aufsteigende Konzentration an desorbiertem Ethylenoxid nicht die Desorption des gelagerten Sterilisiergutes durch Annäherung des Gleichgewichtszustandes zwischen Adsorption und Desorption behindert. Das mit Ethylenoxid auf konzentrierte Abgas wird durch Öffnen des letzten der Ventile 77 in eine Rückführsammelleitung 73 und von dort zum Wäscher 8 zur Gaswäsche gefordert.

Eine mit einem Belüftungsgebläse 72 ausgerüstete zuführende Frisch luftsammelleitung 71, beispielsweise zur Desorptionskammer 64, verbindet ebenfalls alle Desorptionskammern 64-69 mittels paralleler Stichleitungen 80 über Ventile 76, 84. Eine wegführende Luftabgassammelleitung 74-E ist gleichermaßen über Ventile 78, 86 und parallele Stichleitungen 82 mit sämtlichen Desorptionskammern 64-69 verbunden, wobei die Wegführung der Luftabgassammelleitung 74-E über einen Filter 42 in einen Abgaskamin 20 in Fig. 2 gezeigt ist.

Steht eine Entnahme des Sterilisiergutes aus einer der Desorptionskam mern 64-69 an, beispielsweise aus der Desorptionskammer 64, werden die sie begrenzenden Ventile 78, 88 und 92 geschlossen. Der Abgasstrom wird aus der links davon gelegenen Desorptionskammer durch Öffnen des jeweiligen Ventils 77 in die Rückführsammelleitung 73 gefördert.

Danach wird das Belüftungsgebläse 72 in Betrieb genommen und das zur zu entleerenden Desorptionskammer 64 oder 65 gehörende Ventil 76 oder 84 und das Ventil 78 oder 86 wahlweise geöffnet, so daß Frischluft über die Frisch luftsammelleitung 71 sowie die entsprechende Stichleitung, zum Beispiel 80, durch die entsprechende Desorptionskammer 64 oder 65 strömen kann und von dort durch die entsprechende Stichleitung, zum Beispiel 82, in die Luft abgassammelleitung 74-E und den Abgaskamin 20 gedrückt wird. Zur eindeutigen Sicherstellung der Unterschreitung der TRK-Werte ist ein fünf- bis 6-facher Luftwechsel in der Desorptionskammer empfehlenswert.

Während der Öffnung einer der Desorptionskammern 64-69 sollte das Belüf tungsgebläse 72 in Betrieb und die zugehörigen Ventile 76 und 78 oder 84 und 86 geöffnet bleiben, um einen zusätzlichen Schutz der Mitarbeiter zu gewährleisten.

Nach Beendigung der Öffnungszeit der Desorptionskammer zur Entnahme des Sterilisiergutes und nach der Neubeschickung wird die Desorptions kammer nach außen gasdicht verschlossen, das Belüftungsgebläse 72 abgestellt und sämtliche an die Frischluftsammelleitung 71 wie auch an die Luftabgassammelleitung 74-E angrenzenden Ventile geschlossen. Danach wird der Abgasstrom als letztes durch die frisch befüllte Desorptionskammer in die Rückführsammelleitung 73 geleitet.

Gemäß dem nachstehenden Beispiel seien die Desorptionskammern 64-69 in folgender Reihenfolge befüllt worden:

1. Desorptionskammer = Nr. 67
2. Desorptionskammer = Nr. 68
3. Desorptionskammer = Nr. 69
4. Desorptionskammer = Nr. 64
5. Desorptionskammer = Nr. 65
6. Desorptionskammer = Nr. 66

Das frisch gewaschene Abgas wird in die gemeinsame Zuleitung 70 gefördert. Dabei sind die in den Verbindungsleitungen 87, 89, 91, 93, 94, 95 zwischen den Desorptionskammern 64-69 angeordneten Ventile 88, 90, 96, 97, 98, 92 geöffnet, alle übrigen Ventile sind geschlossen.

Nach Abschluß der Desorptionszeit ist allein die Desorptionskammer 67 zu öffnen. Dazu werden die Ventile 96, 97 geschlossen und Ventil 103 geöffnet. Danach wird das Belüftungsgebläse 72 eingeschaltet und die Ventile 104, 101 geöffnet, Ventil 102 geschlossen und die Ventile 100 und 105 geöffnet. Die Belüftungszeit wird eingehalten; danach wird die Desorptionskammer 67 zur Entnahme des Sterilisiergutes und Neubeschickung geöffnet.

Nach dem Wiederverschließen der Desorptionskammer 67 wird das Belüf tungsgebläse 72 abgestellt und die Ventile 100 und 101 wieder geschlossen. Das Ventil 103 wird geschlossen, die Ventile 96 und 99 werden geöffnet. Nach Ablauf der entsprechenden Desorptionszeit ist der Vorgang entsprechend für die nächste Desorptionskammer 68 zu wiederholen und so weiter.

Bezugszeichenliste

1, 64, 65, 66, 67, 68, 69 Desorptionskammern 2, 4, 6, 9, 10, 12, 15, 16, 22, 24, 34, 36, 37, 75, 76, 77, 78, 83, 84, 85, 86, 88, 90, 92, 96, 97, 98, 99, 100,
101, 102, 103, 104, 105 Ventile
3, 5 Gebläse mit Motor
7 Filter
8 Wäscher oder Füllkörperkolonne
11 Zwischenbehälter
13 Umlaufpumpe
14, 17, 18, 19, 21, 32, 33, 44, 60, 61, 62, 45, 35, 33, 47, 49, 50, 51, 70, 71, 73, 74, 79, 80, 81, 82, 87, 89, 91, 93, 94, 95 Leitungen
20 Abgaskamin
25 Dosierpumpe
26 Vorratsbehälter für Schwefelsäure
27 Neutralisationsbehälter
28 Sedimentationsbehälter
29 Sedimentförderung
30 Pufferbehälter
31 Rückschlagklappe
42 Filter
36 Regelventil
38 Hochdruckpumpe
39 Druckausgleichsbehälter
40 Brennkammer
41 Stützgasbrenner
42 Einspritzdüse
43 Wärmetauscher
44 Kühlluftgebläse
48 Kondensator
52 Abgaskamin
63 Pumpe
72 Belüftungsgebläse
m³ Kubikmeter

Claims

1. Verfahren zur Abgaswäsche der Abgase einer Desorptionseinrichtung eines Sterilisators, in welchem Sterilisiergut mit Ethylenoxid zur Keimabtötung begast worden ist und anschließend das Sterilisiergut in der Desorptionseinrichtung zur Verminderung des während des Sterilisier vorganges absorbierten Ethylenoxids ausgast, dadurch gekennzeichnet, daß

a) in der Desorptionseinrichtung (1) das Sterilisiergut für wenigstens 48 Stunden einem Luftstrom eines geschlossenen Luftstromkreislaufes (1-44-5- 6-8-7-9-60-1) ausgesetzt wird, wobei der Luftstrom das desorbierende Ethylenoxid aufnimmt und das Gasgemisch aus Luft und Ethylenoxid einem Wäscher (8), in dem sich eine Waschflüssigkeit aus 1%-6%-tiger Schwefel säure befindet, unter Ausbildung einer großen Phasengrenzfläche zugeführt wird, und das Ethylenoxid in der Waschflüssigkeit als Ethylenglykol in Lösung geht und anschließend der Luftstrom über einen Filter (7) in die Desorptionseinrichtung (1) zurückgeführt wird,
b) die mittlere Konzentration des Ethylenoxidgases innerhalb der Desorptionseinrichtung (1) immer so weit durch die Wäsche abgesenkt wird, daß die Konzentration von Ethylenoxid im zugeführten Luftstrom geringer als die momentane Konzentration von Ethylenoxid innerhalb der Desorptionseinrichtung ist, so daß die Desorption von weiterem Ethylenoxid aus dem Sterilisiergut nicht verhindert wird, wonach nach dem Abfall der Konzentration des Ethylenoxids im Luftstrom unter einen vorgegebenen Wert der Luftstromkreislauf unterbrochen und der Luftstrom mit geringfügigen Resten an Ethylenoxid aus der Desorptionseinrichtung (1) nach außen weggeführt wird
c) der Wäscher entweder eine Füllkörper- oder eine Wäschersäule (8) ist und durch den Wäscher (8) ein Kreislauf (8-10-11-12-13-16-19) der Waschflüssig keit aufrechterhalten wird, wobei zur Vermeidung von Konzentrationen von Ethylenglykol im Waschwasser oberhalb eines vorgebbaren Wertes ein Teilstrom an Waschflüssigkeit entnommen und anschließend aufbereitet wird, und die Menge an entzogener Waschflüssigkeit durch Zufuhr von Wasser und Schwefelsäure in den Kreislauf der Waschflüssigkeit ausge glichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Begrenzung der Masse des zu reinigenden Abgasstromes die mittlere Konzentration an Ethylenoxid durch die Wäsche auf unter 1 g Ethylenoxid/m³ abgesenkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahme an verbrauchter Waschflüssigkeit wahlweise entweder kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgt und zur Aufbereitung der aus dem Kreislauf (8-10-11-12-13-16-19) abgezogenen Waschflüssigkeit dieselbe über ein Bett aus Kalkstein geleitet und in einem Neutralisationsbehälter (27) neutralisiert wird, wonach die neutralisierte Waschflüssigkeit in einen Sedimentator (28) geleitet wird, um den entstehenden Gips abzuscheiden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das praktisch nur noch Wasser und Ethylenglykol enthaltende Abwasser, eventuell mit geringen Konzentrationen gelösten Gipses, einer thermischen Verwertung zugeführt wird, in dem innerhalb einer Brennkammer (40) mit Verbrennung eines Stützgases das ethylen glykolhaltige Abwasser mittels einer Zerstäuberdüse (42) über der Flamme des Stützgases (41) versprüht wird, wodurch das enthaltene Wasser verdampft, hingegen das Ethylenglykol autotherm verbrannt wird und die im Abgas enthaltene Wärme über einen Wärmetauscher (43) und einen Kondensator (48) rückgewonnen und für Heizzwecke eingesetzt wird.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Desorptionseinrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus

a) einem geschlossenen Gaskreislauf, gebildet aus der Desorptions einrichtung (1), einer Abgasleitung (44), einem Gebläse (5), einem Wäscher (8) und einer Rückleitung (60) sowie
b) einem geschlossenen Wäscherkreislauf, gebildet aus dem Wäscher (8), einer Leitung (61), einer Pumpe (13) und einer Rückleitung (19) besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Wäscherkreislaufes ein Waschflüssigkeitsbehälter (11) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wäscher (8) entweder eine Füllkörpersäule oder eine Wäschersäule ist, wobei die Füllkörpersäule mit Waschflüssigkeit aus einer 1%- bis 6% tigen Schwefelsäure berieselbar oder in der Wäschersäule die mit Ethylen oxid belastete Luft feinblasig verteilbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückleitung (60) ein Filter (7) für mit dem Abgasstrom mitgerissene Waschflüssigkeit angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß an den Wäscherkreislauf

a) eine Entnahmeleitung (14) zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Entnahme von verbrauchter Waschflüssigkeit und
b) Speiseleitungen (17, 62) für die Zugabe von Wasser und Schwefelsäure angeschlossen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmeleitung (14) zu einem Bett aus Kalkstein in einem Neutralisationsbehälter (27) geführt ist zur Neutralisation der verbrauchten Waschflüssigkeit, an den ein Sedimentator (28) angeschlossen ist zur Abscheidung des sedimentierten Gipses.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur thermische Verwertung des Ethylenglykols innerhalb der aus dem Neutralisationsbehälter (27) austretenden Waschflüssigkeit an denselben eine Brennkammer (40) angeschlossen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer (40) eine Zerstäuberdüse (42) aufweist sowie zwischen dem Neutralisationsbehälter (27) und der Brennkammer (40) ein Zwischen behälter (30) als Puffer für die Waschflüssigkeit sowie eine Hochdruckpumpe angeschlossen sind zur Zerstäubung der Waschflüssigkeit innerhalb der Brennkammer (40).

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgasstrom der Brennkammer (40) wenigstens ein Wärmetauscher (43) angeordnet ist zur Rückgewinnung der im Abgas der Brennkammer (40) enthaltenen Wärme.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Wärmetauscher (43) ein Kondensator (48) angeordnet ist zum Kondensieren des im Kondensat enthaltenen Wasserdampfs und zur Rückgewinnung der Verdampfungseuthalpie.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Desorptionskammern (64, 65, 66, 67, 68, 69) parallel angeordnet sind, die dergestalt im Abgasstrom zusammengeschaltet sind, daß sie einerseits mit ausreichendem gewaschenem Abgas zur Abführung desorbierenden Ethylenoxids durchströmbar, andererseits zur Entnahme des desorbierten Sterilisiergutes und zur Neubeschickung aus dem Gas strom herausschaltbar und separat belüftbar sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Desorptionskammern (64-69) untereinander mittels einer gemein samen Zuleitung (70) und Rückführsammelleitung (73) parallel und in Reihe nacheinander mit Verbindungsleitungen (87, 89, 91) verrohrt sind, die eine Ringleitung zu den Desorptionskammern bilden.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an alle Desorptionskammern (64-69) sowohl eine mit einem Gebläse (72) ausgerüstete hinführende Frischluftsammelleitung (71) als auch eine weg führende Luftabgassammelleitung (74-E) jeweils mittels paralleler Stich leitungen (80, 82) angeschlossen ist.