DE19838327C1 - Method and device for disposing of ethylene oxide gas arising in the exhaust gas from sterilization chambers - Google Patents
Method and device for disposing of ethylene oxide gas arising in the exhaust gas from sterilization chambersInfo
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Abstract
Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entsorgen von Ethylenoxid-Gas bei Sterilisationsanlagen sieht einen Behälter 1 vor, welcher unten einen Gasblasenwäscher 6 und oben auf einem Düsenboden 7 Aktivkohle 8 oder Zeolith aufweist. Das zu entsorgende Ethylenoxid-Gas wird kontinuierlich in Abhängigkeit von der Konzentration des im Rohgas enthaltenen Ethylenoxids und/oder von dem verwendeten Vakuumpumpensystem entweder in einem zweistufigen Verfahren zunächst dem Gasblasenwäscher 6 und anschließend der Aktivkohle 8 oder über die Direktzuführung 17 unter Umgehung des Gasblasenwäschers 6 über den Düsenboden 7 direkt der Aktivkohle 8 zugeführt. Die Katalysatorlösung 5 wird gleichzeitig kontinuierlich umgewälzt und auf die Aktivkohle 8 gesprüht. Unten sammelt sich die Katalysatorlösung 5 im Gasblasenwäscher 6, um von dort über ein Syphonsystem 13 gleichmäßig in den Vorratsbehälter 12 zur weiteren kontinuierlichen Umwälzung geleitet zu werden.A method and a device for disposing of ethylene oxide gas in sterilization systems provides a container 1 which has a gas bubble washer 6 at the bottom and activated carbon 8 or zeolite at the top of a nozzle 7. The ethylene oxide gas to be disposed of is continuously transferred, depending on the concentration of the ethylene oxide contained in the raw gas and / or on the vacuum pump system used, either in a two-stage process first to the gas bubble scrubber 6 and then to the activated carbon 8 or via the direct feed 17 bypassing the gas bubble scrubber 6 the nozzle bottom 7 fed directly to the activated carbon 8. The catalyst solution 5 is simultaneously circulated continuously and sprayed onto the activated carbon 8. At the bottom, the catalyst solution 5 collects in the gas bubble scrubber 6 in order to be routed from there via a siphon system 13 evenly into the storage container 12 for further continuous circulation.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entsorgen von im Abgas von Sterilisationskam mern anfallendem Ethylenoxid-Gas nach dem Oberbegriff des (Verfahrens-)Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des (Vorrichtungs-)Anspruchs 9.The invention relates to a method for disposal in the exhaust gas from sterilization mern accruing ethylene oxide gas according to the preamble of (process) claim 1. The invention further relates to a device for performing the method according to the Preamble of (device) claim 9.
Ethylenoxid zeichnet sich durch seine guten mikrobioziden Eigenschaften aus. Aufgrund dieser bakteriziden Wirkung wird daher Ethylenoxid sehr gerne als Sterilisationsgas zum Sterilisieren von vorzugsweise thermolabilen Gegenständen, beispielsweise von Herzkathe tern und anderen medizinischen Instrumenten und Hilfsmitteln in Kliniken sowie bei Her stellern von medizinischen Einmalartikeln etc. in der medizinischen/pharmazeutischen Indu strie bis hin zur gewerblichen/industriellen Lohnsterilisation verwendet. Zu diesem Zweck sind spezielle Sterilisationskammern für die Gassterilisation vorgesehen, in die die zu sterili sierenden Gegenstände gegeben werden. In Abhängigkeit von dem jeweils verwendeten Gas-Sterilisationsverfahren (Unterdruck-, Gleichdruck- oder Überdruckverfahren) wird das Ethylenoxid zur Durchführung der Sterilisation in die Sterilisationskammer eingegeben. Nach erfolgter Sterilisation wird dann die Sterilisationskammer von dem Ethylenoxid-Gas entsorgt, indem beispielsweise das Ethylenoxid-Gas über entsprechende Leitungen direkt ins Freie an die Umwelt abgegeben wird. Ethylene oxide is characterized by its good microbiocidal properties. Because of This bactericidal effect is therefore very popular with ethylene oxide as a sterilizing gas Sterilization of preferably thermolabile objects, for example cardiac cat ters and other medical instruments and aids in clinics and at Her manufacturers of medical disposables etc. in the medical / pharmaceutical ind used to commercial / industrial contract sterilization. To this end special sterilization chambers are provided for gas sterilization, into which the sterilized objects are given. Depending on the particular one used Gas sterilization processes (negative pressure, constant pressure or positive pressure processes) will Ethylene oxide entered into the sterilization chamber to perform the sterilization. After sterilization, the sterilization chamber is then released from the ethylene oxide gas disposed of by, for example, the ethylene oxide gas directly via appropriate lines is released outdoors to the environment.
Das Ethylenoxid ist zwar bestens dafür geeignet, beispielsweise hitzeempfindliche Instru mente oder Materialien zu entkeimen, ohne diese Materialien zu schädigen, doch hat das Ethylenoxid auch entscheidende Nachteile, die es zum Problemstoff machen. So ist Ethy lenoxid im Bereich von 2,7 bis 100 Vol.-% in Luft stark explosiv. Bei niedrigen Temperatu ren gefriert es und muß aufgetaut werden. Vor allem aber ist Ethylenoxid toxisch und ins besondere krebserregend. Wenn somit das Ethylenoxid zur Entsorgung bislang direkt an die Umwelt abgegeben wird, besteht je nach Klima und Wetterlage eine unter Umständen erhebliche gesundheitliche Gefährdung für Personen, die sich im Umgebungsbereich der Abgabestellen aufhalten. Aus diesem Grunde darf gemäß der aktuellen gesetzlichen Be stimmungen bei der Emission von Ethylenoxid bei einem Massenstrom von 25 g/h oder mehr die Massenkonzentration im Abgas 5 mg/m3 (entsprechend 2,8 ppm) nicht über schreiten.Although the ethylene oxide is ideally suited for sterilizing heat-sensitive instruments or materials, for example, without damaging these materials, the ethylene oxide also has decisive disadvantages which make it a problem substance. For example, ethylene oxide in the range of 2.7 to 100 vol.% Is very explosive in air. At low temperatures it freezes and must be thawed. Above all, ethylene oxide is toxic and in particular carcinogenic. If the ethylene oxide has so far been released for disposal directly to the environment, there may be a considerable health risk for people who are in the vicinity of the discharge points, depending on the climate and weather conditions. For this reason, according to the current legal regulations for the emission of ethylene oxide at a mass flow of 25 g / h or more, the mass concentration in the exhaust gas must not exceed 5 mg / m 3 (corresponding to 2.8 ppm).
Das Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Entsorgung des bei der Gassterilisation in Sterilisationskammern anfallenden Ethylenoxid-Gases mit den dabei auf tretenden besonders hohen Massenkonzentrationen dieses Ethylenoxid-Gases. Die Mas senkonzentration an Ethylenoxid-Gas bei einer bekannten Sterilisationskammer beträgt dabei ungefähr 1.500.000 mg/m3, was ungefähr 845.000 ppm entspricht. Eine neuere Ver sion derartiger Sterilisationskammern weist eine Ethylenoxid-Gas-Konzentration von unge fähr 680.000 ppm auf. Diese hohen Massenkonzentrationen von Ethylenoxid-Gas stellen den bevorzugten Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Entsorgungsverfahrens dar. Nichtsdestoweniger erstreckt sich das erfindungsgemäße Entsorgungsverfahren gleicher maßen auch auf Ethylenoxid-Gas-Konzentrationen von mehr als 1.000.000 ppm, aber auch auf Konzentrationen zwischen 2,8 ppm und 100.000 ppm. Das besondere Anwendungsge biet der Erfindung dürfte jedoch im Konzentrationsbereich zwischen 100.000 ppm und 1.000.000 ppm liegen, also in dem Bereich, wo die Gassterilisation im allgemeinen durch geführt wird.The field of application of the method according to the invention is the disposal of the ethylene oxide gas obtained in gas sterilization in sterilization chambers with the particularly high mass concentrations of this ethylene oxide gas occurring. The mass concentration of ethylene oxide gas in a known sterilization chamber is approximately 1,500,000 mg / m 3 , which corresponds to approximately 845,000 ppm. A recent version of such sterilization chambers has an ethylene oxide gas concentration of approximately 680,000 ppm. These high mass concentrations of ethylene oxide gas represent the preferred field of application of the disposal method according to the invention. Nevertheless, the disposal method according to the invention extends equally to ethylene oxide gas concentrations of more than 1,000,000 ppm, but also to concentrations between 2.8 ppm and 100,000 ppm. The special application area of the invention should, however, lie in the concentration range between 100,000 ppm and 1,000,000 ppm, that is to say in the range where the gas sterilization is generally carried out.
Das Verfahren sowie die dazugehörige Vorrichtung zum Entsorgen von in einem Gas, ins besondere Luft, enthaltenem Ethylenoxid-Gas der eingangs angegebenen Art ist aus der EP 0 539 551 B1 bekannt. Das Grundprinzip dieses Entsorgungsverfahrens für Ethylen oxid-Gas besteht darin, daß das Rohgas mit dem darin enthaltenen Ethylenoxid-Gas durch Aktivkohle hindurchgeleitet wird. Die Aktivkohle befindet sich dabei in einem durch Wasser nassen Zustand unter Anwesenheit einer Säure. Diese definiert eine saure Katalysatorlö sung. Während des Hindurchleitens des Ethylenoxid-Gases durch diese nasse Aktivkohle wird das Ethylenoxid-Gas zu Ethylenglykol umgesetzt. Nach dem Hindurchleiten des Ethy lenoxid-Gases durch die Aktivkohle wird diese dadurch regeneriert, daß sie mit der Kataly satorlösung gespült und dabei der noch nicht vollständig umgesetzte Rest an Ethylenoxid- Gas zu Ethylenglykol umgesetzt wird.The method and the associated device for disposal in a gas, ins special air, contained ethylene oxide gas of the type mentioned is from the EP 0 539 551 B1 is known. The basic principle of this disposal process for ethylene oxide gas is that the raw gas with the ethylene oxide gas contained therein Activated carbon is passed through. The activated carbon is in a water wet state in the presence of an acid. This defines an acidic catalyst solution solution. During the passage of the ethylene oxide gas through this wet activated carbon the ethylene oxide gas is converted to ethylene glycol. After passing the Ethy lenoxid gas through the activated carbon, this is regenerated by the fact that it is with the Kataly rinsed solution and thereby the not yet fully converted residue of ethylene oxide Gas is converted to ethylene glycol.
Dieses bekannte Entsorgungsverfahren für Ethylenoxid-Gas arbeitet diskontinuierlich, d. h. zunächst wird das Ethylenoxid-Gas über die nasse Aktivkohle geleitet, um anschließend die Aktivkohle mittels einer Katalysatorlösung zu spülen und zu regenerieren. Danach kann ein neuer Reinigungs- und Regenerationszyklus beginnen.This known disposal process for ethylene oxide gas works batchwise, i. H. first the ethylene oxide gas is passed over the wet activated carbon, then the Flush and regenerate activated carbon using a catalyst solution. After that, a new cleaning and regeneration cycle begin.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Entsorgen von im Abgas von Sterilisationskammern anfallendem Ethylen oxid-Gas zu schaffen, wobei insbesondere die Diskontinuität des Verfahrens vermieden werden soll; weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geschaffen werden.Based on this, the object of the invention is an improved one Process for the disposal of ethylene in the waste gas from sterilization chambers To create oxide gas, in particular avoiding the discontinuity of the process shall be; furthermore, an apparatus for carrying out the method is to be created become.
Zur Lösung dieser Aufgabe werden verfahrensmäßig die Merkmale im Kennzeichen des (Verfahrens-)Anspruchs 1 vorgeschlagen.In order to solve this task, the characteristics in the indicator are procedural of (process) claim 1 proposed.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt in einem kontinuierlichen Entsor gungsverfahren zur kontinuierlichen Entsorgung von im Abgas von Sterilisationskammern anfallendem Ethylenoxid-Gas, d. h. es wird eine kontinuierliche Entsorgung des besonders problematischen Gefahrstoffes Ethylenoxid in das problemlose Produkt Ethylenglykol durch eine entsprechende Umwandlung durchgeführt. Dabei wird erfindungsgemäß immer gleich zeitig mit der Zuführung des Ethylenoxid-Gases die kontinuierliche Zuführung von Spülflüs sigkeit, d. h. der Katalysatorlösung bei gleichmäßiger Ableitung der unterhalb der Aktivkohle oder dem Zeolith sich ansammelnden Spülflüssigkeit durchgeführt. Sobald die meist char genweise Zuführung des Ethylenoxid-Gases z. B. beim Chargenende beendet ist, stoppt auch die Zuführung der Spülflüssigkeit. Die Abgasentsorgung ist damit abgeschlossen. Ei ne weitergehende Regeneration ist nicht erforderlich, da das erfindungsgemäße Entsor gungsverfahren eine abgeschlossene Entsorgung bzw. Umwandlung des Ethylenoxid- Gases zu Ethlenglykol ohne Regenerationsphase gewährleistet. Dadurch resultiert in vor teilhafter Weise eine erhebliche Verkürzung der Entsorgungszeiten, außerdem eine starke Verfahrensvereinfachung bei gleichzeitiger Einsparung von vielen der bislang benötigten kostenintensiven Anlagenkomponenten zur Durchführung des Verfahrens. Die erfindungs gemäße Grundidee besteht somit in der gleichzeitigen Reinigung des Rohgases mit der Entsorgung des Ethylenoxid-Gases und der Regeneration des Systems. Somit ist das erfin dungsgemäße Entsorgungsverfahren insbesondere für die Entsorgung des Ethylenoxid- Gases aus Sterilisationsanlagen jeder möglichen Größe, vom Krankenhaussterilisator bis zur Groß-Sterilisatorkammer (derzeit bis ca. 65 m3) bei der Einmalartikelherstellung in der medizinisch-pharmazeutischen Industrie bis hin zur Lohnsterilisation geeignet und einsetz bar. Bei der Katalysatorlösung kann es sich um eine wässrige Lösung aus ca. 3 bis 5%-iger Schwefelsäure mit zunehmendem Anteil an Ethylenglykol bis maximal ca. 40% handeln. Bei der Aktivkohle handelt es sich um eine Spezial-Formkohle mit einer sehr großen inneren Oberfläche, wobei das Ethylenoxid-Gas beim Durchleiten durch diese nasse Aktivkohle in einer kombinierten Verfahrensweise bestehend aus Absorption, Adsorption und naßkataly tischer Umsetzung (Chemisorption) zu Ethylenglykol umgewandelt wird. Anstelle der Spezi al-Formkohle können auch unterschiedliche Zeolithe, hydrophob oder hydrophil, in ver schiedenen Partikelgeometrien als Formlinge eingesetzt werden.The advantage of the method according to the invention lies in a continuous disposal process for the continuous disposal of ethylene oxide gas arising in the waste gas from sterilization chambers, ie there is a continuous disposal of the particularly problematic hazardous substance ethylene oxide into the problem-free product ethylene glycol by a corresponding conversion. In this case, according to the invention, the continuous supply of flushing liquid, ie the catalyst solution, is carried out at the same time as the supply of the ethylene oxide gas, with the flushing liquid collecting below the activated carbon or the zeolite being evenly discharged. As soon as the mostly char feed of the ethylene oxide gas z. B. at the end of the batch, the supply of the rinsing liquid also stops. The exhaust gas disposal is now complete. A further regeneration is not necessary, since the disposal method according to the invention ensures that the ethylene oxide gas is disposed of or converted to ethylene glycol without a regeneration phase. This advantageously results in a considerable reduction in disposal times, as well as a great simplification of the process while at the same time saving many of the previously cost-intensive system components required to carry out the process. The basic idea according to the invention thus consists in the simultaneous purification of the raw gas with the disposal of the ethylene oxide gas and the regeneration of the system. Thus, the disposal method according to the invention is particularly suitable for the disposal of the ethylene oxide gas from sterilization systems of all sizes, from the hospital sterilizer to the large sterilizer chamber (currently up to approx. 65 m 3 ) in the manufacture of single-use items in the medical-pharmaceutical industry to contract sterilization and usable. The catalyst solution can be an aqueous solution of approx. 3 to 5% sulfuric acid with an increasing proportion of ethylene glycol up to a maximum of approx. 40%. The activated carbon is a special molded carbon with a very large inner surface, the ethylene oxide gas being passed through this wet activated carbon in a combined procedure consisting of absorption, adsorption and wet catalytic conversion (chemisorption) to ethylene glycol. Instead of the special shaped coal, different zeolites, hydrophobic or hydrophilic, can be used as shaped articles in different particle geometries.
Die vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 2 hat den Vorteil, daß durch das Umpum pen der Katalysatorlösung/Spülflüssigkeit diese einen kontinuierlichen Kreislauf durchläuft und somit ein einfacher Verfahrensablauf für die kontinuierliche Bereitstellung der Kataly satorlösung gewährleistet ist.The advantageous development according to claim 2 has the advantage that by the Umpum pen of the catalyst solution / rinsing liquid this runs through a continuous cycle and thus a simple process for the continuous provision of the Kataly sator solution is guaranteed.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 nutzt die Gravitationskraft dafür aus, daß die aufge gebene Katalysatorlösung ohne zusätzliche Pumpwirkung durch die Aktivkohle oder den Zeolith hindurchfließt. Indem das zu entsorgende Ethylenoxid-Gas im Gegenstrom nach oben strömt, wird ein hoher Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Ethylenoxid zu Ethy lenglykol erzielt.The development according to claim 3 uses the gravitational force to ensure that the up given catalyst solution without additional pumping action through the activated carbon or Zeolite flows through. By counter-flowing the ethylene oxide gas to be disposed of Flowing above, there is high efficiency in the conversion of ethylene oxide to ethyl lenglycol achieved.
Wenn gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 4 die Katalysatorlösung von oben auf die Aktivkohle oder den Zeolith aufgesprüht wird, wird dadurch eine gleichmäßige Verteilung der Katalysatorlösung über den Querschnitt der Aktivkohle oder den Zeolith erzielt. Im unte ren Bereich wird die Katalysatorlösung entsprechend dem kontinuierlichen Besprühen kon tinuierlich wieder abgezogen.If according to the development according to claim 4, the catalyst solution from above on the Activated carbon or the zeolite is sprayed on, this results in an even distribution achieved the catalyst solution over the cross section of the activated carbon or the zeolite. In the bottom ren area is the catalyst solution according to the continuous spraying withdrawn again and again.
Eine Weiterbildung hiervon gemäß Anspruch 5 schafft die - nachfolgend noch auszufüh rende - Voraussetzung für das Vorschalten eines Gaswäschers. Aus dem Vorratsbehälter für die Katalysatorlösung wird kontinuierlich ein Teil wieder für den Umwälzvorgang nach oben gepumpt, um die Aktivkohle oder den Zeolith mit der Katalysatorlösung zu besprühen.A further development thereof according to claim 5 creates the - to be carried out below rende - prerequisite for connecting a scrubber upstream. From the storage container for the catalyst solution, part is continuously re-used for the circulation process Pumped up to spray the activated carbon or zeolite with the catalyst solution.
Eine bevorzugte Weiterbildung wird durch die Merkmale des Anspruchs 6 vorgeschlagen. Die Grundidee besteht darin, in dieser Vorstufe durch eine Vorbehandlung bereits einen Teil des Ethylenoxid-Gases in Ethylenglykol umzuwandeln. Die Umwandlung des restlichen Ethylenoxid-Gases erfolgt dann während des Nachobenströmens durch die Aktivkohle oder den Zeolith hindurch. Diese Vorbehandlung hängt von der Konzentration des zu entsorgen den Ethylenoxid-Gases im Rohgas ab. Bei einer niedrigen Konzentration, bei der die Hin durchleitung des Rohgases durch die Aktivkohle oder den Zeolith bereits ausreicht, um eine vollständige Umwandlung zu Ethylenglykol zu erreichen, wird eine derartige Vorbehandlung nicht notwendig sein.A preferred development is proposed by the features of claim 6. The basic idea is to pre-treat one at this stage Convert part of the ethylene oxide gas to ethylene glycol. The conversion of the rest Ethylene oxide gas then takes place during the upward flow through the activated carbon or through the zeolite. This pretreatment depends on the concentration of the disposed of the ethylene oxide gas in the raw gas. At a low concentration at which the Hin Passing the raw gas through the activated carbon or the zeolite is already sufficient to To achieve complete conversion to ethylene glycol is such a pretreatment not be necessary.
Mit den Merkmalen des Anspruchs 7 wird der Vorteil erzielt, daß das Rohgas die saure Ka talysatorlösung großflächig durchperlt und somit ein hoher Umsetzungsgrad des Ethylen oxid-Gases in Ethylenglykol gewährleistet ist.With the features of claim 7, the advantage is achieved that the raw gas, the acidic Ka Pearlizer solution bubbled over a large area and thus a high degree of conversion of ethylene oxide gas is guaranteed in ethylene glycol.
Die Merkmale des Anspruchs 8 schließlich haben den Vorteil, daß damit eine sehr einfache Verfahrensdurchführung möglich ist, indem die Katalysatorlösung/Spülflüssigkeit des Gas blasenwäschers kontinuierlich in einem Kreislauf umgewälzt und gleichzeitig zum Benetzen der Aktivkohle oder den Zeolith eingesetzt wird. Erfindungsgemäß wird dies gemäß dieser Weiterbildung dadurch erreicht, daß die aufgrund der Gravitationskraft nach unten fließen de Katalysatorflüssigkeit unterhalb der Aktivkohle oder dem Zeolith gesammelt wird und - bevor sie wieder zum Besprühen der Aktivkohle oder den Zeolith hochgepumpt wird - für die Funktion des Gasblasenwäschers verwendet wird.Finally, the features of claim 8 have the advantage that they are very simple Process implementation is possible by the catalyst solution / flushing liquid of the gas bubble scrubber continuously circulated in a cycle and at the same time for wetting the activated carbon or the zeolite is used. According to the invention, this is according to this Training achieved in that flow due to the gravitational force down de catalyst liquid is collected below the activated carbon or the zeolite and - before it is pumped up again to spray the activated carbon or the zeolite - for the function of the gas bubble washer is used.
Als technische Lösung wird mit der Erfindung vorrichtungsmäßig eine Vorrichtung mit den Merkmalen des (Vorrichtungs-)Anspruchs 9 vorgeschlagen.As a technical solution, a device with the invention the features of (device) claim 9 proposed.
Dadurch ist auf technisch einfache Weise eine kontinuierliche Verfahrensdurchführung ge währleistet, indem das zu entsorgende Ethylenoxid-Gas zunächst durch den Gasblasenwä scher und anschließend durch die Aktivkohle oder den Zeolith hindurchgeleitet wird, um dort die restliche Umsetzung des Ethylenoxids in Ethylenglykol durchzuführen. Diese dop pelstufige Verfahrensdurchführung mit der dazugehörigen Vorrichtung hängt von der Kon zentration des in dem Rohgas enthaltenen Ethylenoxids und/oder von dem verwendeten Vakuumpumpensystem ab. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß sowohl die Aktivkohle oder der Zeolith als auch der Gasblasenwäscher in ein und dem selben Behälter untergebracht sind, wobei der untere Bereich des Behälters als Gasbla senwäscher gestaltet ist.As a result, a continuous process is carried out in a technically simple manner ensures that the ethylene oxide gas to be disposed of is first passed through the gas bubble shear and then passed through the activated carbon or the zeolite to to carry out the remaining conversion of the ethylene oxide into ethylene glycol there. This dop pel-stage procedure with the associated device depends on the con concentration of the ethylene oxide contained in the raw gas and / or of the used Vacuum pump system. The advantage of the device according to the invention is that that both the activated carbon or the zeolite and the gas bubble washer in one and the same container are housed, the lower region of the container as a gas sheet Senwäscher is designed.
Eine Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung schlägt Anspruch 10 vor. Der Vor teil in der Verwendung einer Sprüheinrichtung liegt darin, daß dadurch die Katalysatorlö sung/Spülflüssigkeit gleichmäßig auf die Aktivkohle oder den Zeolith verteilt wird. A further development of the device according to the invention proposes claim 10. The before part in the use of a spray device is that thereby the catalyst sol solution / rinsing liquid is evenly distributed over the activated carbon or the zeolite.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 11 hat den Vorteil, daß durch den siebartigen Düsen boden mit Spezial-Filterdüsen eine einfache Unterteilung des Behälters einerseits in den Aktivkohlen-Teil und andererseits in den Gasblasenwäscher-Teil möglich ist. Weiterhin ist durch diesen Düsenboden der Vorteil erreicht, daß das Gas aus dem Gasblasenwäscher unmittelbar im Anschluß gleichmäßig durch die Aktivkohle oder den Zeolith geleitet wird. Es ergeben sich somit anlagentechnische sowie verfahrenstechnische Vorteile.The development according to claim 11 has the advantage that through the sieve-like nozzles floor with special filter nozzles for easy subdivision of the container into the one hand Activated carbon part and on the other hand in the gas bubble scrubber part is possible. Still is achieved by this nozzle bottom the advantage that the gas from the gas bubble washer immediately afterwards is evenly passed through the activated carbon or the zeolite. It This results in technical and procedural advantages.
Der Vorteil in der Weiterbildung gemäß Anspruch 12 liegt darin, daß das zugeführte Roh gas gleichmäßig sowie feinperlig in dem Gasblasenwäscher verteilt und diesem zugeführt wird. Dies stellt sicher, daß bereits in der Vorstufe ein hoher Anteil des Ethylenoxids in Ethylenglykol umgesetzt wird.The advantage in the development according to claim 12 is that the raw supplied gas evenly and finely bubbled in the gas bubble washer and fed to it becomes. This ensures that a high proportion of the ethylene oxide in Ethylene glycol is implemented.
Das Siphonsystem gemäß Anspruch 13 hat den Vorteil, daß die Niveauhaltung des Spül flüssigkeitsstandes durch die entsprechende Auslegung sowie Einstellung der Siphonan ordnung gewährleistet ist und einen zuverlässigen hydraulischen Abschluß zwischen dem Abgas- und dem Spülflüssigkeitsbereich bzw. dem Vorratsbehälter bildet. Durch eine Ver größerung oder Verkleinerung der vertikalen Siphonhöhe kann die Funktionsfähigkeit sowie Sicherheit des Siphonsystems den maximalen Druckverhältnissen im Behälter angepaßt werden. Somit wird die Spülflüssigkeit durch das Siphonsystem in definierten Verhältnissen im Gasblasenwäscher gehalten.The siphon system according to claim 13 has the advantage that the level of the rinse liquid level through the appropriate design and adjustment of the siphon order is guaranteed and a reliable hydraulic closure between the Exhaust and the purge liquid area or the reservoir forms. Through a ver Increasing or decreasing the vertical siphon height can reduce the functionality as well Safety of the siphon system adapted to the maximum pressure conditions in the tank become. Thus the rinsing liquid through the siphon system in defined proportions held in the gas bubble washer.
Der Vorteil der Weiterbildung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 besteht darin, daß bei spielsweise bei geringeren Konzentrationen an Ethylenoxid in dem Rohgas und/oder bei nicht ausreichend dimensioniertem Vakuumpumpensystem der Gasblasenwäscher gassei tig umgangen werden kann und das Rohgas unmittelbar über dem im unteren Behälterbe reich vorhandenen Spülflüssigkeitsstand dem Behälter zugeführt und direkt in die Aktiv kohle oder den Zeolith eingeleitet wird.The advantage of training with the features of claim 14 is that for example with lower concentrations of ethylene oxide in the raw gas and / or insufficiently dimensioned vacuum pump system of the gas bubble scrubber gassei can be bypassed and the raw gas immediately above that in the lower container Abundant rinsing liquid level is fed to the container and directly into the active coal or the zeolite is introduced.
Die vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 15 hat schließlich den Vorteil, daß das den Behälter verlassende Reingas trocken und nicht mit Flüssigkeit versetzt ist. Diese Flüssig keit, insbesondere Wasser, wird durch den Tropfenabscheider abgeschieden.The advantageous development according to claim 15 has the advantage that the Clean gas leaving the container is dry and not mixed with liquid. This liquid speed, especially water, is separated by the droplet separator.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage zum Entsorgen von in einem Rohgas, insbesondere Luft, enthaltenem Ethylenoxid-Gas wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese Zeichnung zeigt in schematischer Weise den Anlagenauf bau. An embodiment of a system for disposing of in one Raw gas, especially air, containing ethylene oxide gas is described below with reference to Drawing described. This drawing shows the system in a schematic way construction.
Das Zentralteil der Entsorgungsanlage ist ein senkrecht stehender Behälter 1. Dieser weist im Bodenbereich eine Einmündung 2 einer Zuführung 3 für das das zu entsorgende Ethy lenoxid-Gas enthaltende Rohgas auf. Kurz oberhalb dieser Einmündung 2 befindet sich innerhalb des Behälters 1 ein unterer Düsenboden 4. Dieser untere Bereich des Behälters 1 ist mit einer Katalysatorlösung 5 aus einer wässrigen Lösung mit ca. 3 bis 5%-iger Schwe felsäure gefüllt. Die Höhe dieser Spülflüssigkeitsschicht beträgt ca. 200 bis 600 mm. Dieser untere Düsenboden 4 mit der dort befindlichen Katalysatorlösung 5 definiert einen Gasbla senwäscher 6.The central part of the disposal system is a vertical container 1 . This has an opening 2 in the bottom region of a feed 3 for the raw gas containing the ethylene oxide gas to be disposed of. Shortly above this junction 2 there is a lower nozzle base 4 inside the container 1 . This lower region of the container 1 is filled with a catalyst solution 5 from an aqueous solution with approximately 3 to 5% sulfuric acid. The height of this rinsing liquid layer is approximately 200 to 600 mm. This lower nozzle base 4 with the catalyst solution 5 located there defines a gas blower 6 .
Oberhalb dieses Gasblasenwäschers 6 befindet sich ein oberer Düsenboden 7. Auf ihm lagert eine Schicht aus Aktivkohle 8 in Form einer Spezial-Formkohle mit einer sehr großen inneren Oberfläche. Die Höhe dieser Schicht beträgt ca. 2 m. Statt der Aktivkohle kann auch eine Zeolith-Schicht oder eine andere Schicht aus einem gleichwirkenden Material eingesetzt werden.Above this bubble of gas scrubber 6 is an upper nozzle plate. 7 A layer of activated carbon 8 in the form of a special shaped carbon with a very large inner surface is supported on it. The height of this layer is approx. 2 m. Instead of the activated carbon, a zeolite layer or another layer made of a material with the same effect can also be used.
Oberhalb der Aktivkohle 8 befindet sich eine Sprüheinrichtung 9 und darüber ein Tropfen abscheider 10. Es schließt sich im Deckel des Behälters 1 eine Abführung 11 für das Rein gas an.There is a spray device 9 above the activated carbon 8 and a drop separator 10 above it. It closes in the lid of the container 1, a discharge 11 for the pure gas.
Weiterhin ist ein Vorratsbehälter 12 für die Katalysatorlösung 5/Spülflüssigkeit vorgese hen. Diese steht mit dem unteren Ende des Behälters 1 im Bereich des Gasblasenwä schers 6 über ein Siphonsystem 13 mit einer Sichtstrecke 14 in Verbindung. Außerdem be steht eine Entlüftungsleitung 15 zwischen der Abführung 11 und dem Vorratsbehälter 12. Von dem Vorratsbehälter 12 aus führt eine Zuführungsleitung 16 zu der Sprüheinrichtung 9 oberhalb der Aktivkohle 8 innerhalb des Behälters 1.Furthermore, a reservoir 12 for the catalyst solution 5 / rinsing liquid is hen hen. This is connected to the lower end of the container 1 in the area of the gas bubble washer 6 via a siphon system 13 with a line of sight 14 . In addition, there is a vent line 15 between the discharge 11 and the reservoir 12th A supply line 16 leads from the storage container 12 to the spray device 9 above the activated carbon 8 inside the container 1 .
Schließlich geht von der Zuführung 3 für das Rohgas noch eine Direktzuführung 17 in Strömungsrichtung hinter dem Gasblasenwäscher 6, jedoch vor der Aktivkohle 8 unterhalb des oberen Düsenbodens 7 ab.Finally, the feed 3 for the raw gas also has a direct feed 17 in the flow direction behind the gas bubble washer 6 , but in front of the activated carbon 8 below the upper nozzle base 7 .
Die Entsorgungsanlage für Ethylenoxid-Gas funktioniert wie folgt:The ethylene oxide gas disposal facility works as follows:
Das das zu entsorgende Ethylenoxid-Gas enthaltende Rohgas wird über die Zuführung 3 zunächst dem Gasblasenwäscher 6 zugeführt. Durch den unteren Düsenboden 4 entsteht eine gleichmäßige Verteilung des Rohgases. Dieses Rohgas durchperlt zunächst die Spül flüssigkeitsschicht aus der Katalysatorlösung 5 des Gasblasenwäschers 6. Dabei wird in dieser Vorstufe bereits ein Teil des Ethylenoxid-Gases in Ethylenglykol umgewandelt. Die Katalysatorlösung 5 erfährt dadurch einen zunehmenden Anteil an Ethylenglykol bis maxi mal ca. 40% und kann so einer stofflichen Verwertung (Recycling) zugeführt werden.The raw gas containing the ethylene oxide gas to be disposed of is first fed to the gas bubble scrubber 6 via the feed 3 . A uniform distribution of the raw gas is created by the lower nozzle base 4 . This raw gas first bubbles through the flushing liquid layer from the catalyst solution 5 of the gas bubble scrubber 6 . In this preliminary stage, part of the ethylene oxide gas is already converted into ethylene glycol. As a result, the catalyst solution 5 experiences an increasing proportion of ethylene glycol up to a maximum of about 40% and can thus be used for material recycling.
Nach dem Austritt aus dem Gasblasenwäscher 6 strömt das bereits so vorbehandelte Roh gas über den oberen Düsenboden 7 weiter nach oben über die Aktivkohle 8. Dieser obere Düsenboden 7 soll wiederum eine möglichst gleichmäßige Gasverteilung herstellen. Die Aktivkohle 8 befindet sich durch die Katalysatorlösung 5 im nassen Zustand, denn sie wird von oben kontinuierlich mittels der Sprüheinrichtung 9 mit der Spülflüssigkeit berieselt. Zu diesem Zweck wird aus dem Vorratsbehälter 12 die Spülflüssigkeit über die Zuführungslei tung 16 hochgepumpt. Durch die Aktivkohle 8 wird der noch nicht völlig umgewandelte An teil von Ethylenoxid-Gas in dem Rohgas in einer kombinierten Verfahrensweise bestehend aus Absorption, Adsorption und naßkatalytischer Umsetzung (Chemisorption) vollständig zu Ethylenglykol umgewandelt. Das so gereinigte Rohgas verläßt letztlich als Reingas über die Abführung 11 nach Passieren des Tropfenabscheiders 10 den Behälter 1 mit freiem Austritt in die Atmosphäre.After exiting from the gas bubble scrubber 6 , the crude gas which has already been pretreated in this way flows through the upper nozzle base 7 further upward through the activated carbon 8 This upper nozzle base 7 is again intended to produce a gas distribution that is as uniform as possible. The activated carbon 8 is in the wet state due to the catalyst solution 5 because it is continuously sprayed with the rinsing liquid from above by means of the spray device 9 . For this purpose, the rinsing liquid is pumped up from the reservoir 12 via the feed line 16 . Through the activated carbon 8 , the not yet completely converted part of ethylene oxide gas in the raw gas in a combined procedure consisting of absorption, adsorption and wet catalytic conversion (chemisorption) is completely converted to ethylene glycol. The raw gas purified in this way ultimately leaves the container 1 with free discharge into the atmosphere via the discharge 11 after passing through the droplet separator 10 .
Das von dem Ethylenoxid-Gas zu entsorgende Rohgas wird kontinuierlich dem Behälter 1 zugeführt bzw. kann dem Behälter 1 kontinuierlich zugeführt werden. Gleichzeitig mit dieser Zuführung des Rohgases wird aus dem Vorratsbehälter 12 die Katalysatorlösung 5/Spül flüssigkeit kontinuierlich nach oben gepumpt und mittels der Sprüheinrichtung 9 gleichmä ßig auf der oberen Schicht der Aktivkohle 8 verteilt. Von dort aus fließt die Katalysatorlö sung 5 durch die Aktivkohle 8 hindurch nach unten und sammelt sich schließlich im unteren Bereich des Behälters 1 im Gasblasenwäscher 6. Aufgrund des Siphonsystems 13 wird dort ein bestimmtes Niveau an Katalysatorlösung 5 eingehalten. Der Überschuß fließt nach Passieren des Siphonsystems 13 in den Vorratsbehälter 12.The raw gas to be disposed of by the ethylene oxide gas is continuously supplied to the container 1 or can be supplied to the container 1 continuously. Simultaneously with this supply of the raw gas, the catalyst solution 5 / rinsing liquid is continuously pumped upwards from the storage container 12 and distributed uniformly on the upper layer of the activated carbon 8 by means of the spray device 9 . From there, the catalyst solution 5 flows down through the activated carbon 8 and finally collects in the lower region of the container 1 in the gas bubble scrubber 6 . Due to the siphon system 13 , a certain level of catalyst solution 5 is maintained there. After passing the siphon system 13 , the excess flows into the storage container 12 .
Durch diese kombinierte Verfahrensweise mit einer kontinuierlichen Entsor gung/Umwandlung des Ethylenoxid-Gases in das problemlose Ethylenglykol wird zuverläs sig sichergestellt, daß die gesetzlich geforderten Grenzwerte für Ethylenoxid aus Gas- Sterilisatoren eingehalten bzw. weit unterschritten werden. Dabei erfolgt immer gleichzeitig mit der Zuführung des Ethylenoxid-Gases die kontinuierliche Zuführung von Spülflüssigkeit durch gleichmäßiges Besprühen der Aktivkohle 8 von oben bei gleichmäßiger Ableitung der Spülflüssigkeit im unteren Teil des Behälters 1, welcher dabei als Gasblasenwäscher 6 fun giert. Sobald die meist chargenweise Abgaszuführung beispielsweise bei Chargenende beendet ist, stoppt auch die Spülflüssigkeitszuführung. Die Abgasentsorgung ist abge schlossen, wobei eine weitergehende Regeneration nicht erforderlich ist, da der beim Ent sorgungsverfahren angewendete kombinierte Verfahrensablauf eine abgeschlossene Ent sorgung/Umwandlung des Ethylenoxid-Gases zu Ethylenglykol ohne Regenerationsphase gewährleistet.This combined procedure with a continuous disposal / conversion of the ethylene oxide gas into the problem-free ethylene glycol reliably ensures that the legally required limit values for ethylene oxide from gas sterilizers are complied with or well below. It always takes place simultaneously with the supply of the ethylene oxide gas, the continuous supply of flushing liquid by uniformly spraying the activated carbon 8 from above with a uniform discharge of the flushing liquid in the lower part of the container 1 , which functions as a gas bubble washer 6 fun. As soon as the mostly batchwise exhaust gas supply has ended, for example at the end of the batch, the flushing liquid supply also stops. The exhaust gas disposal is completed, whereby a further regeneration is not necessary, since the combined procedure used in the disposal process ensures a complete disposal / conversion of the ethylene oxide gas to ethylene glycol without a regeneration phase.
Alternativ ist es beispielsweise bei geringeren Konzentrationen an Ethylenoxid-Gas und/oder bei einem nicht ausreichend dimensionierten Vakuumpumpensystem möglich, den Gasblasenwäscher 6 gasseitig zu umgehen und das mit Ethylenoxid-Gas beladene Rohgas direkt über dem im unteren Bereich des Behälters 1 vorhandenen Spülflüssigkeitsstand über die Direktzuführung 17 einzuleiten. Von dort wird das Rohgas verteilt über den oberen Düsenboden 7 durch die Aktivkohle 8 hindurchgeleitet. Auch unter Umgehung des Gasbla senwäschers 6 ist es bei den entsprechenden Voraussetzungen möglich, durch die oben beschriebene kombinierte Verfahrensweise mit dem Reingas der Abführung 11 die gesetz lichen Grenzwerte für Ethylenoxid zuverlässig einzuhalten bzw. zu unterschreiten.Alternatively, for example, with lower concentrations of ethylene oxide gas and / or with an insufficiently dimensioned vacuum pump system, it is possible to bypass the gas bubble washer 6 on the gas side and the raw gas loaded with ethylene oxide gas directly above the flushing liquid level in the lower region of the container 1 via the direct feed 17 initiate. From there, the raw gas is passed through the activated carbon 8 and distributed over the upper nozzle base 7 . Even bypassing the gas blower scrubber 6 , it is possible under the corresponding conditions to reliably comply with or fall below the legal limit values for ethylene oxide by the combined procedure described above with the clean gas of the discharge 11 .
Das erfindungsgemäße kontinuierliche Entsorgungsverfahren zur kontinuierlichen Entsor gung von Ethylenoxid ist insbesondere für Sterilisationsanlagen jeder möglichen Größe (vom Krankenhaus bis zur Einmalartikelherstellung in der medizinischen/pharmazeutischen Industrie bis hin zur Lohnsterilisation) einsetzbar, allgemein immer dort, wo in einem Roh gas, insbesondere Luft, das Ethylenoxid-Gas in Konzentrationen von mehr als 2,8 ppm ent halten ist, wie dies beispielsweise bei der zuvor bereits erwähnten Gassterilisation in Sterili sationskammern mit Konzentrationen meist zwischen 100.000 ppm und 1.000.000 ppm der Fall ist. The continuous disposal method according to the invention for continuous disposal The supply of ethylene oxide is particularly suitable for sterilization systems of all sizes (from the hospital to disposable items in medical / pharmaceutical Industry to wage sterilization) can be used, generally wherever in a raw gas, especially air, ent the ethylene oxide gas in concentrations of more than 2.8 ppm hold, as is the case, for example, with the previously mentioned gas sterilization in sterile tion chambers with concentrations mostly between 100,000 ppm and 1,000,000 ppm Case is.
11
Behälter
container
22nd
Einmündung
Confluence
33rd
Zuführung
Feed
44th
unterer Düsenboden
lower nozzle bottom
55
Katalysatorlösung
Catalyst solution
66
Gasblasenwäscher
Bubble washer
77
oberer Düsenboden
upper nozzle bottom
88th
Aktivkohle
Activated carbon
99
Sprüheinrichtung
Spraying device
1010th
Tropfenabscheider
Droplet separator
1111
Abführung
Exhaustion
1212th
Vorratsbehälter
Storage container
1313
Siphonsystem
Siphon system
1414
Sichtstrecke
Line of sight
1515
Entlüftungsleitung
Vent line
1616
Zuführungsleitung
Supply line
1717th
Direktzuführung
Direct feed
Claims (15)
wobei dieses durch Aktivkohle oder ein Zeolith unter Anwesenheit einer sauren Kataly satorlösung geleitet und zu Ethylenglykol umgesetzt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß gleichzeitig mit der Zuführung des Ethylenoxid-Gases die Katalysatorlösung zu geführt wird und diese Katalysatorlösung kontinuierlich die Aktivkohle oder den Zeolith durchströmt.1. A method for disposing of ethylene oxide gas arising in the waste gas from sterilization chambers,
which is passed through activated carbon or a zeolite in the presence of an acidic catalyst solution and converted to ethylene glycol,
characterized by
that the catalyst solution is fed in simultaneously with the supply of the ethylene oxide gas and this catalyst solution continuously flows through the activated carbon or the zeolite.
mit einem Behälter (1) für die Aktivkohle (8) oder den Zeolith,
dadurch gekennzeichnet,
daß oberhalb der Aktivkohle (8) oder dem Zeolith im Behälter (1) eine Aufgabeeinrich tung für die saure Katalysatorlösung (5) vorgesehen ist und
daß unterhalb der Aktivkohle (8) oder dem Zeolith als Vorstufe ein Gasblasenwäscher (6) für das Ethylenoxid-Gas vorgesehen ist.9. Device for performing the method according to one of the preceding procedural claims
with a container ( 1 ) for the activated carbon ( 8 ) or the zeolite,
characterized,
that above the activated carbon ( 8 ) or the zeolite in the container ( 1 ), a device for the task device Rich acidic catalyst ( 5 ) is provided and
that a gas bubble scrubber ( 6 ) for the ethylene oxide gas is provided below the activated carbon ( 8 ) or the zeolite as a preliminary stage.
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