JP2004236744A - 余剰麻酔ガスの処理方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】余剰麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を同時に処理できる方法及び該方法に好適に用いることのできる触媒を提供すること。
【解決手段】揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を含む余剰麻酔ガスを処理する方法であって、前記麻酔余剰ガスを触媒と接触させた後、吸着材と接触させることに要旨を有する余剰麻酔ガスの処理方法。
【選択図】 図１
【解決手段】揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を含む余剰麻酔ガスを処理する方法であって、前記麻酔余剰ガスを触媒と接触させた後、吸着材と接触させることに要旨を有する余剰麻酔ガスの処理方法。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は手術室等の麻酔使用施設から排出される麻酔ガスの処理方法に関し、より詳細には該排出麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の地球温暖化対策の一つとして１９９７年１２月に行なわれた温暖化防止京都会議（ＣＯＰ３）では、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ４）などの温室効果ガスが大きな問題として取上げられていた。特に亜酸化窒素は、大気中では分解され難い非常に安定な窒素化合物であり、しかも、ＣＯ２に比べて数百倍の温室効果を有することから、早急な対策が求められている。
【０００３】
亜酸化窒素の排出源の一つとして医療現場が挙げられる。亜酸化窒素は手術の際に麻酔ガスとして使用されるが、麻酔ガスは大抵の場合、麻酔に必要な量よりも多めに使用されるため、患者の呼吸器から排気される余剰麻酔ガスの組成は供給麻酔ガスとほぼ同程度であり、高濃度の麻酔ガスと酸素を含んでいる。従ってこの様な余剰麻酔ガスを手術スタッフが吸入しない様に、手術室内の空気を強制換気したり、患者から排気される余剰麻酔ガスを吸引装置で吸気排気し、この余剰麻酔ガスは殆どの場合、未処理のまま大気中へ放出されている。
【０００４】
またそれらの余剰麻酔ガスは亜酸化窒素濃度が高く、また酸素が含まれているため高温で分解処理すると窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生する恐れがある。しかも麻酔ガスとして亜酸化窒素と併用されるセボフルラン、イソフルランなどの揮発性麻酔剤は触媒を劣化させることから、余剰麻酔ガスを安全且つ安定的に処理できる方法が求められていた。
【０００５】
そこで、余剰麻酔ガス中に含まれる触媒毒成分である揮発性麻酔剤を吸着除去してから亜酸化窒素を触媒で処理する技術（例えば特許文献１）が提案されている。該技術では触媒毒成分である揮発性麻酔剤を予め吸着除去すると共に、吸着した該揮発性麻酔剤は適宜脱着してから冷凍器で冷却し、液化または凍結させて回収している。
【０００６】
上記の如く余剰麻酔ガスには、亜酸化窒素の他にも揮発性麻酔剤や酸素が含まれているため、余剰麻酔ガス中の揮発性麻酔剤を予め吸着除去してから亜酸化窒素を分解する技術では、吸着した揮発性麻酔剤を更に処理しなければならず、特に該揮発性麻酔剤を凍結回収する場合には該凍結に要するコストが高くなることや設備の設置スペースなどの問題が生じる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１７２１７１（特許請求の範囲１等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、余剰麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を同時に処理できる方法及び該方法に好適に用いることのできる触媒を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を含む余剰麻酔ガスを処理する方法であって、前記麻酔余剰ガスを触媒と接触させた後、吸着材と接触させることに要旨を有する余剰麻酔ガスの処理方法である。
【００１０】
本発明の方法を実施するにあたっては、触媒が下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分を触媒成分として含有していることが望ましい。
（ａ）成分：Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈよりなる群から選択される１種以上の元素
（ｂ）成分：Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｌａ，Ｃｅよりなる群から選択される１種以上の元素
（ｃ）成分：Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ａｌよりなる群から選択される１種以上の元素および／またはゼオライト
また前記吸着材としてはアルカリ水溶液を用いることが好ましい。
【００１１】
本発明は、処理対象となる揮発性麻酔剤がフルオロエーテル系麻酔剤である場合に、より優れた効果が発揮される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明で処理対象となる気体は、亜酸化窒素と揮発性麻酔剤を含む余剰麻酔ガスである。揮発性麻酔剤とは常圧沸点の低い有機化合物をいい、例えばセボフルラン、イソフルラン、ハロセン、エンフルラン、デスフルランなどのフルオロエーテル系麻酔剤が含まれる。尚、具体的な余剰麻酔ガスの組成は手術内容など使用状況によって異なるため、特定の組成に限定されない。
【００１３】
本発明の方法は、余剰麻酔ガスを触媒と接触させ、次いで吸着材と接触させて処理することによって高度に浄化処理するもので、触媒としては、余剰麻酔ガスに含まれる亜酸化窒素や揮発性麻酔剤を分解する作用を有する触媒であればいずれも用いることができる。この様な作用を有する触媒として特に好ましいものは、触媒成分として下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分を含有するものである。これら（ａ）〜（ｃ）成分を含む触媒は、いずれも亜酸化窒素及び揮発性麻酔剤に対して高い分解能を有しているからである。
（ａ）成分：Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈよりなる群から選択される１種以上の元素、（ｂ）成分：Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｌａ，Ｃｅよりなる群から選択される１種以上の元素、及び
（ｃ）成分：Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ａｌよりなる群から選択される１種以上の元素および／またはゼオライト
（ａ）成分のうち、より高い効果を示す好ましい元素はＰｄ，Ｒｈであり、とりわけ好ましい元素はＰｄである。これら元素の触媒内での含有形態については、金属および／またはその金属の化合物であれば特に限定されないが、好ましくは、金属および／または酸化物である。
【００１４】
（ｂ）成分のうち、より高い効果を示す好ましい元素は、Ｃｏ，Ｃｕであり、特に好ましい元素はＣｏである。これら元素の触媒内での含有形態については、金属および／またはその金属の化合物であれば特に限定されないが、好ましくは、金属および／または酸化物である。
【００１５】
（ｃ）成分のうち、Ｔｉを含む酸化物とアルミナおよび／またはゼオライトを含有する形態が好ましい。Ｔｉを含む酸化物とは少なくともＴｉを含む酸化物または複合酸化物をいい、好ましくはＳｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗよりなる群から選ばれる少なくとも１種とＴｉを含む複合酸化物であり、より好ましくはＴｉとＷの複合酸化物である。
【００１６】
上記各触媒成分の比率は特に限定されないが、優れた分解作用を発揮させるには（ａ）成分は好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上であって、好ましくは５％質量以下、より好ましくは２％質量以下とすることが望ましい。（ａ）成分が０．０１％質量未満の場合、揮発性麻酔剤及び亜酸化窒素に対する分解作用が不足気味になることがある。一方、Ａ成分が５％を超えると揮発性麻酔剤及び亜酸化窒素の分解効率の向上に対するコストパフォーマンスが低下するので好ましくない。
【００１７】
また（ｂ）成分は好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５％質量以上であって、好ましくは２５質量％以下、より好ましくは２０質量％以下であることが望ましい。（ｂ）成分が０．１質量％未満の場合、亜酸化窒素に対する分解作用が低下することがある。一方、（ｂ）成分が２５％を越えると、亜酸化窒素の分解率の向上に対するコストパフォーマンスが低下するので好ましくない。
【００１８】
更に（ｃ）成分は好ましくは７０質量％以上、より好ましくは７８質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上であって、好ましくは９９．８９質量％以下、より好ましくは９９。４質量％以下、更に好ましくは９９質量％以下とすればよい。（ｃ）成分が７０質量％未満の場合は成形性が低下したり、触媒の活性が低下することがある。一方、（ｃ）成分が９９．８９質量％を超えると触媒の活性が低下することがある。
【００１９】
本発明は（ａ）〜（ｃ）成分を含む固体触媒であれば、亜酸化窒素および揮発性麻酔剤を効率よく分解できると共に、長期間すぐれた分解性能を維持できる。
【００２０】
この際に用いる触媒の形状にも特に制限はなく、球状、ペレット状、円柱状、破砕片状、リング状、ハニカム状など任意の形状を用いることができるが、特に強度，効率性，耐圧損性などを考慮するとハニカム状が好ましい。また触媒のサイズ，細孔径，比表面積等も特に限定されず、公知の方法で製造された触媒を用いることができる。
【００２１】
また上記（ａ）〜（ｃ）成分は、アルミナ，ムライト，シリカ，コージェライトなどの耐熱性材料からなるハニカム状、板状、波板状、網状、円柱状、円筒状、球状、ペレット状など任意の形状の担体に担持して用いてもよい。
【００２２】
公知の触媒製造方法としては例えば（１）含浸法、（２）共沈法、（３）混練法を用いることができ、特定の製造方法に限定されない。
【００２３】
以下、本発明の処理方法を図１に例示する概略工程図に基づいて説明するが、本発明は下記のプロセスに限定される趣旨ではなく、本発明の効果を阻害しない範囲でプロセスに適宜変更を加えることができる。したがって特に特定的な記載がない限り、本発明の方法は例示以外の原料，装置，プロセスにも同様に適用できる。
【００２４】
図示例では、手術室等から排出される余剰麻酔ガスをライン１を通して触媒処理工程４へ供給する。触媒処理工程４に充填する触媒としては、上記の如く（ａ）成分，（ｂ）成分，（Ｃ）成分を触媒成分として含有する固体触媒を用いることが望ましい。
【００２５】
尚、触媒の処理能力に応じて余剰麻酔ガスの供給量を調節可能するための一時貯蔵タンクをライン１の任意の位置に設けてもよい。また図示する如く必要に応じて適宜ブロアー８を設けて余剰麻酔ガスを圧送する様にしてもよい。
【００２６】
触媒処理工程４へ供給する余剰麻酔ガスに含まれる亜酸化窒素濃度は好ましくは５ｖｏｌ％以下、より好ましくは４ｖｏｌ％以下、更に好ましくは３ｖｏｌ％以下であることが望ましい。亜酸化窒素濃度が５ｖｏｌ％を超える場合、亜酸化窒素の酸化分解に伴う発熱によって触媒が劣化することがある。
【００２７】
また揮発性麻酔剤は好ましくは１ｖｏｌ％以下、より好ましくは０．７ｖｏｌ％以下、更に好ましくは０．５ｖｏｌ％以下であることが望ましい。揮発性麻酔剤濃度が１ｖｏｌ％を超えると、揮発性麻酔剤の酸化分解に伴う発熱によって触媒が劣化することがある。したがって余剰麻酔ガスに亜酸化窒素５ｖｏｌ％以上、揮発性麻酔ガス１ｖｏｌ％以上含まれている場合は、該余剰麻酔ガスを空気などで希釈してから触媒処理工程４へ導入することが望ましい。
【００２８】
上記触媒作用を十分に発揮させるためには、空間速度が好ましくは１００ｈｒ−１以上、より好ましくは５００ｈｒ−１以上、更に好ましくは１０００ｈｒ−１以上であることが望ましい。また好ましくは１０００００Ｈｒ−１以下、より好ましくは５００００ｈｒ−１以下、更に好ましくは１００００ｈｒ−１以下となる様にガスの供給用を調節することが望ましい。空間速度が１００ｈｒ−１未満では、触媒量が増加し、過大な設備が必要となり、逆に空間速度が１０００００ｈｒ−１を超えると、十分に亜酸化窒素と揮発性麻酔剤を分解できず、亜酸化窒素や揮発性麻酔剤が残存することがある。
【００２９】
また、触媒による亜酸化窒素及び揮発性麻酔剤の分解効率を一段と高めるため、高温下で処理することも有効であり、具体的には触媒処理工程４の温度を好ましくは２５０℃以上、より好ましくは３００℃以上であって、好ましくは６００℃以下、より好ましくは５５０℃以下の範囲に制御すれば、より一層優れた触媒処理効率が発揮されるので望ましい。２５０℃未満の場合、亜酸化窒素及び揮発性麻酔剤を十分に分解できないことがある。また一般的に高温であるほど触媒による分解効率は上昇するが、６００℃を超えると触媒の耐久性低下を招くことがある。
【００３０】
この様な温度条件を得るには、触媒処理工程４に図示しないヒーター等の加熱手段を設け、供給される余剰麻酔ガスを触媒処理工程４内で所望の温度に調整してもよいが、分解をより効率的に進めるには、触媒処理工程４の入口時点で余剰麻酔ガスの温度が上記好適な温度に高められていることが望ましい。したがって、余剰麻酔ガスは、図示しない予熱・加熱器を通して所望の温度となる様に予め加熱しておくことが望ましい。
【００３１】
余剰麻酔ガスに含まれる亜酸化窒素は、触媒処理工程４にて酸化分解されて窒素や酸素などに分解される。尚、前記した成分系の触媒を用いると、亜酸化窒素を分解してもＮＯｘなどの有害物質の副生物発生量を５０ｐｐｍ以下に抑制できる。したがって上記の触媒処理工程４では、亜酸化窒素はほぼ完全（好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９９％以上）に窒素などの無害物に分解される。
【００３２】
また揮発性麻酔剤は、触媒処理工程４で酸化分解（９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９９％以上）されて二酸化炭素や水などの無害化物となる。また揮発性麻酔剤中に含まれるＦはＨＦ等のハロゲン化水素へと転化される。
【００３３】
余剰麻酔ガスは触媒処理工程４での酸化分解に伴って発熱するため、触媒処理工程４で酸化分解処理されて排出される高温（例えば２００〜６００℃）のガス（以下、１次処理ガスという）は、吸着工程７へ供給するに先立って、触媒処理工程４へ供給される余剰麻酔ガスを加熱するための熱源として図示しない熱交換器へ導入し熱交換することも可能である。しかし余剰麻酔ガス中の揮発性麻酔剤の分解によって生じるＨＦにより熱交換器の腐食などが生じるため、熱交換器を設置することは望ましくない。
【００３４】
触媒処理工程４から排出された１次処理ガスは、ライン５を通して吸着工程７へ供給される。吸着工程７は、吸着材を用いて１次処理ガスに含まれるＨＦ等の有害副生物を吸着する工程である。尚、この吸着工程７では、吸着能力が飽和に近づくにつれて、吸着性能が低下し、吸着工程７後の排ガス中に含まれるＨＦ濃度が高まることがある。したがって吸着能力の低下した吸着材を適宜交換および／または再生し、安定した吸着能力を維持できる様にすることが望ましい。
【００３５】
吸着工程７に採用し得る吸着方法としては、薬液洗浄法，イオン交換樹脂などの化学的吸着法，活性炭などを用いた物理的吸着法などが例示され、公知の吸着法を単独、或いは任意に組合せて実施してもよい。しかしながら、実用上（コスト面，運転容易性等）、薬液洗浄法が推奨される。
【００３６】
薬液洗浄法の場合、吸着性能が低下した薬液を適宜新しい薬液と交換すれば、高レベルの吸着性能を維持しながら連続操業が可能となる。薬液洗浄法に用いる薬液は、例えばＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｃａ（ＯＨ）２などのアルカリ水溶液などの公知の薬液でよい。また薬液の濃度、組成などは特に限定されず、１次処理ガス中に含まれるＨＦなどの被吸着物の種類や濃度に応じて適宜変更すればよい。例えばアルカリ水溶液の場合、１〜５０％のＮａＯＨ水溶液を用いればよい。
【００３７】
薬液洗浄法を採用する場合、具体的な手段としては各種公知の装置を用いればよく、例えばスクラバーなどの排ガス洗浄装置を用いればよい。
【００３８】
勿論、本発明では吸着回収工程として乾式の化学吸着法も採用できる。ハロゲン化物に対する吸着効率、耐久性の観点からアルカリ金属やアルカリ土類金属等の酸化物や水酸化物が好ましい。特に安全性，コストなどの観点からＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）２が好ましい。
【００３９】
吸着工程７へ供給する１次処理ガスの供給量は、吸着材の種類、充填量、吸着効率などに応じて適宜ガス空間速度を調整すればよい。
【００４０】
また吸着工程７の設置方法は特に限定されず、吸着工程を複数設けて特定の吸着材で特定の成分を除去してもよい。更に複数の吸着工程を並列的に設置し、吸着操作と再生操作を交互に行なう連続処理方式とすれば、操業の連続性が確保できるので好ましい。吸着材の再生方法は特に限定されず、例えば薬液吸着法の場合、スクラバー方式を採用することによって薬液の交換作業などが不要・或いは容易になり、またｐＨ管理によって自動連続運転も可能となるためのぞましい。
【００４１】
上記した様な本発明の方法によって余剰麻酔ガスを触媒処理工程４および吸着工程７で処理することによって、ライン９を通して得られる処理ガスは、残存する余剰麻酔ガス成分やその分解により生成した有害物質の含有率を１０ｐｐｍ以下、より好ましくは５ｐｐｍ以下、更に好ましくは０にまで減少された高度浄化ガスであり、大気中に放出できる。
【００４２】
本発明によれば、簡易な手段で余剰麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を同時に分解できるので吸着設備を小型化できるだけでなく、全体としても設備の小型化が図れる。
【００４３】
【実施例】
実施例１
メタタングステン酸アンモニウム水溶液（ＷＯ３として５０質量％含有液）３．３ｋｇとアンモニア水（２５質量％）１１０ｋｇを水２．２ｋｇと混合した液に、硫酸チタニルの硫酸水溶液（ＴｉＯ２として７０ｇ／リットル、Ｈ２ＳＯ４として３１０ｇ／リットル）２１４．３リットルを徐々に滴下してゲル状物を得た後、このゲル状物を濾過、洗浄し、更に１５０℃で１０時間乾燥してから、６００℃で３時間焼成することにより、ＴｉＯ２：ＷＯ３＝９：１（質量比）のチタン−タングステン複合酸化物を得た（以下、ＴＷと略記する）。この粉体２０ｋｇと市販のγ−Ａｌ２Ｏ３（コンデアペテロケミーゲゼルシャフト製：ＳＨ−３Ａ）１０ｋｇに成形助剤としての澱粉と水を加えて混合し、ニーダーで混練した後、押出し成形機で外径１５０ｍｍ角、長さ５００ｍｍ、目開き２．８ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのハニカム状に成形した。その後、８０℃で乾燥した後、５５０℃で３時間焼成した。
【００４４】
このハニカム状成形体を、硝酸パラジウム水溶液と硝酸コバルト水溶液を加えた水溶液（Ｐｄとして２０ｇ／リットル、Ｃｏとして１４０ｇ／リットル）に含浸し、その後１５０℃で３時間乾燥し、続いて空気雰囲気下で５００℃、２時間焼成した。こうして得られた触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：Ｃｏ：Ｐｄ＝６３：３１．５：５．０：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００４５】
この触媒を用いて、以下の条件でＮ２Ｏおよび揮発性麻酔ガスの処理実験を行なった。
【００４６】
触媒８４．５ｍＬ（１３．７ｍｍ角、長さ４５０ｍｍ）をＳＵＳ３１６製の反応管に充填し、反応管を電気炉に入れ、その後、空気６．８５６ＮＬ／ｍｉｎ、を導入し、触媒充填層入口温度が下記所定温度となる様に昇温した。昇温後、余剰麻酔ガス（Ｎ２Ｏ：２．５％、セボフレン：１２００ｐｐｍ、残部：空気）を反応管に空間速度５０００ｈｒ−１で供給した。その時の反応条件は以下に示す。
性能確認のための反応条件
触媒充填層入口温度：実験１：４００℃、実験２：４５０℃
ガス量：７．０４ＮＬ／ｍｉｎ（Ｎ２Ｏ：１７６ＮｍＬ／ｍｉｎ、セボフレン：８．５ＮｍＬ／ｍｉｎ）
触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解によって生成したＨＦは４００℃、４５０℃の場合も共に８４００ｐｐｍであった。
【００４７】
各１次処理ガスを吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００４８】
実施例２
硝酸コバルト（Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）４６８０ｇを水１８０Ｌに溶解して得た硝酸コバルト水溶液に、ゼオライト［「Ｈ型モルデナイト、ＴＳＺ−６２０ＨＯＡ」、酸化ケイ素／酸化アルミニウム（モル比）＝１５／１、東ソー製］１２ｋｇを充分浸漬した。その後、空気気流中で１２０℃、５時間乾燥した後、空気気流中で５００℃、３時間焼成してコバルト担持ゼオライトを得た。この粉体１０ｋｇと実施例１で得たＴＷ粉体２０ｋｇに成形助剤としての澱粉と水を加えて混合し、ニーダーで混練りした後、押出し成形機で外径１５０ｍｍ角、長さ５００ｍｍ、目開き２．８ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのハニカム状に成形した。その後、８０℃で乾燥した後、５５０℃で３時間焼成した。
【００４９】
この成形体を硝酸パラジウム水溶液と硝酸ロジウム水溶液を加えた水溶液（Ｐｄとして２０ｇ／リットル、Ｒｈとして１０ｇ／リットル）に含浸し、その後１５０℃で３時間乾燥し、続いて空気雰囲気下で５００℃、２時間焼成した。こうして得られた触媒の組成は、ＴＷ：ゼオライト：ＣｏＯ：Ｐｄ：Ｒｈ＝６４．９：３２．４：２．０：０．５：０．２であり、ＢＥＴ比表面積は８５ｍ２／ｇであった。
【００５０】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９４％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９９．９％以上となった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃の場合共に８４００ｐｐｍであった。
【００５１】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００５２】
実施例３
実施例１の硝酸コバルトを硝酸銅とした以外は実施例１と同様にしてガス処理を行なった。触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：ＣｕＯ：Ｐｄ：Ｒｈ＝６３：３１．５：５．０：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００５３】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃いずれの場合も８４００ｐｐｍであった。
【００５４】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００５５】
実施例４
実施例３の硝酸パラジウムに更に塩化白金酸を加えた以外は実施例１と同様に行なった。触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：ＣｕＯ：Ｐｄ：Ｐｔ＝６２．７：３１．３：５．０：０．５：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００５６】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃いずれの場合も８４００ｐｐｍであった。
【００５７】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００５８】
実施例５
実施例１の硝酸コバルトを硝酸セリウムとした以外は実施例１と同様に行なった。触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：ＣｅＯ２：Ｐｄ＝６３：３１．５：５．０：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００５９】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒層充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９３％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９８％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃いずれの場合も８４００ｐｐｍであった。
【００６０】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００６１】
実施例６
実施例１において硝酸コバルトを担持しなかった以外は実施例１と同様に行なった。触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：Ｐｄ＝６６．３：３３．２：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００６２】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は６７％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は７３％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃いずれの場合も８４００ｐｐｍであった。
【００６３】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できたが、排ガス中には亜酸化窒素が残存していた。４００℃の場合、排ガス中に含まれる亜酸化窒素は０．８２％、４５０℃の場合、排ガス中に含まれる亜酸化窒素は０．６７％であった。
【００６４】
実施例７
実施例１において硝酸パラジウムを担持しなかった以外は実施例１と同様に行なった。触媒の組成は、触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：ＣｏＯ＝６３．３：３１．７：５．０であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００６５】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は７８％であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９０％であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃の場合、６５００ｐｐｍ、４５０℃の場合、７３５０ｐｐｍであった。
【００６６】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理した結果、４００℃の場合、排ガス中にはＨＦ１０ｐｐｍ以下、亜酸化窒素０．１％、セボフレン２５０ｐｐｍが含まれていた。また４５０℃の場合、排ガス中にはＨＦ１０ｐｐｍ以下、亜酸化窒素０．０２％、セボフレン１２０ｐｐｍが含まれていた。
【００６７】
参考例１
実施例７において１処理後の吸着工程を行なわなかった以外は実施例７と同様に行なった。触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は７８％であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９０％であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃の場合、６５００ｐｐｍ、４５０℃の場合、７３５０ｐｐｍであった。
【００６８】
４００℃で処理した場合、１次処理ガス中にはＨＦ６５００ｐｐｍ、亜酸化窒素０．１％、セボフレン２５０ｐｐｍが含まれていた。また４５０℃で処理した場合、１次処理ガス中にはＨＦ７３５０ｐｐｍ、亜酸化窒素０．０２％、セボフレン１２０ｐｐｍが含まれていた。
【００６９】
参考例２
実施例１において触媒処理工程を行なわなずに、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ、ＮａＯＨ２５質量％）のみを行なった。吸着工程に通して処理した結果、排ガス中には亜酸化窒素２．５％、セボフレン１０００ｐｐｍが含まれていた。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、余剰麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を同時に分解処理し、該分解処理によって副生した副生物を吸着工程で除去するため、得られる排ガスは高度に浄化されている。特に本発明の方法によれば、被吸着物の副生量が少ないため、吸着設備の小型化が達成できる。また上記本発明の触媒を用いて余剰麻酔ガスを処理すると、極めて高効率で分解処理できるため、触媒処理工程の小型化も達成でき、装置全体の省スペース化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を示す概略工程図の一例である。
【符号の説明】
１．余剰麻酔ガス供給ライン
３．余剰麻酔ガス供給ライン
４．触媒処理工程
５．１次処理ガス排出ライン
７．吸着工程
８．ブロアー
【発明の属する技術分野】
本発明は手術室等の麻酔使用施設から排出される麻酔ガスの処理方法に関し、より詳細には該排出麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の地球温暖化対策の一つとして１９９７年１２月に行なわれた温暖化防止京都会議（ＣＯＰ３）では、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ４）などの温室効果ガスが大きな問題として取上げられていた。特に亜酸化窒素は、大気中では分解され難い非常に安定な窒素化合物であり、しかも、ＣＯ２に比べて数百倍の温室効果を有することから、早急な対策が求められている。
【０００３】
亜酸化窒素の排出源の一つとして医療現場が挙げられる。亜酸化窒素は手術の際に麻酔ガスとして使用されるが、麻酔ガスは大抵の場合、麻酔に必要な量よりも多めに使用されるため、患者の呼吸器から排気される余剰麻酔ガスの組成は供給麻酔ガスとほぼ同程度であり、高濃度の麻酔ガスと酸素を含んでいる。従ってこの様な余剰麻酔ガスを手術スタッフが吸入しない様に、手術室内の空気を強制換気したり、患者から排気される余剰麻酔ガスを吸引装置で吸気排気し、この余剰麻酔ガスは殆どの場合、未処理のまま大気中へ放出されている。
【０００４】
またそれらの余剰麻酔ガスは亜酸化窒素濃度が高く、また酸素が含まれているため高温で分解処理すると窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生する恐れがある。しかも麻酔ガスとして亜酸化窒素と併用されるセボフルラン、イソフルランなどの揮発性麻酔剤は触媒を劣化させることから、余剰麻酔ガスを安全且つ安定的に処理できる方法が求められていた。
【０００５】
そこで、余剰麻酔ガス中に含まれる触媒毒成分である揮発性麻酔剤を吸着除去してから亜酸化窒素を触媒で処理する技術（例えば特許文献１）が提案されている。該技術では触媒毒成分である揮発性麻酔剤を予め吸着除去すると共に、吸着した該揮発性麻酔剤は適宜脱着してから冷凍器で冷却し、液化または凍結させて回収している。
【０００６】
上記の如く余剰麻酔ガスには、亜酸化窒素の他にも揮発性麻酔剤や酸素が含まれているため、余剰麻酔ガス中の揮発性麻酔剤を予め吸着除去してから亜酸化窒素を分解する技術では、吸着した揮発性麻酔剤を更に処理しなければならず、特に該揮発性麻酔剤を凍結回収する場合には該凍結に要するコストが高くなることや設備の設置スペースなどの問題が生じる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１７２１７１（特許請求の範囲１等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、余剰麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を同時に処理できる方法及び該方法に好適に用いることのできる触媒を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を含む余剰麻酔ガスを処理する方法であって、前記麻酔余剰ガスを触媒と接触させた後、吸着材と接触させることに要旨を有する余剰麻酔ガスの処理方法である。
【００１０】
本発明の方法を実施するにあたっては、触媒が下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分を触媒成分として含有していることが望ましい。
（ａ）成分：Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈよりなる群から選択される１種以上の元素
（ｂ）成分：Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｌａ，Ｃｅよりなる群から選択される１種以上の元素
（ｃ）成分：Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ａｌよりなる群から選択される１種以上の元素および／またはゼオライト
また前記吸着材としてはアルカリ水溶液を用いることが好ましい。
【００１１】
本発明は、処理対象となる揮発性麻酔剤がフルオロエーテル系麻酔剤である場合に、より優れた効果が発揮される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明で処理対象となる気体は、亜酸化窒素と揮発性麻酔剤を含む余剰麻酔ガスである。揮発性麻酔剤とは常圧沸点の低い有機化合物をいい、例えばセボフルラン、イソフルラン、ハロセン、エンフルラン、デスフルランなどのフルオロエーテル系麻酔剤が含まれる。尚、具体的な余剰麻酔ガスの組成は手術内容など使用状況によって異なるため、特定の組成に限定されない。
【００１３】
本発明の方法は、余剰麻酔ガスを触媒と接触させ、次いで吸着材と接触させて処理することによって高度に浄化処理するもので、触媒としては、余剰麻酔ガスに含まれる亜酸化窒素や揮発性麻酔剤を分解する作用を有する触媒であればいずれも用いることができる。この様な作用を有する触媒として特に好ましいものは、触媒成分として下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分を含有するものである。これら（ａ）〜（ｃ）成分を含む触媒は、いずれも亜酸化窒素及び揮発性麻酔剤に対して高い分解能を有しているからである。
（ａ）成分：Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈよりなる群から選択される１種以上の元素、（ｂ）成分：Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｌａ，Ｃｅよりなる群から選択される１種以上の元素、及び
（ｃ）成分：Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ａｌよりなる群から選択される１種以上の元素および／またはゼオライト
（ａ）成分のうち、より高い効果を示す好ましい元素はＰｄ，Ｒｈであり、とりわけ好ましい元素はＰｄである。これら元素の触媒内での含有形態については、金属および／またはその金属の化合物であれば特に限定されないが、好ましくは、金属および／または酸化物である。
【００１４】
（ｂ）成分のうち、より高い効果を示す好ましい元素は、Ｃｏ，Ｃｕであり、特に好ましい元素はＣｏである。これら元素の触媒内での含有形態については、金属および／またはその金属の化合物であれば特に限定されないが、好ましくは、金属および／または酸化物である。
【００１５】
（ｃ）成分のうち、Ｔｉを含む酸化物とアルミナおよび／またはゼオライトを含有する形態が好ましい。Ｔｉを含む酸化物とは少なくともＴｉを含む酸化物または複合酸化物をいい、好ましくはＳｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗよりなる群から選ばれる少なくとも１種とＴｉを含む複合酸化物であり、より好ましくはＴｉとＷの複合酸化物である。
【００１６】
上記各触媒成分の比率は特に限定されないが、優れた分解作用を発揮させるには（ａ）成分は好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上であって、好ましくは５％質量以下、より好ましくは２％質量以下とすることが望ましい。（ａ）成分が０．０１％質量未満の場合、揮発性麻酔剤及び亜酸化窒素に対する分解作用が不足気味になることがある。一方、Ａ成分が５％を超えると揮発性麻酔剤及び亜酸化窒素の分解効率の向上に対するコストパフォーマンスが低下するので好ましくない。
【００１７】
また（ｂ）成分は好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．５％質量以上であって、好ましくは２５質量％以下、より好ましくは２０質量％以下であることが望ましい。（ｂ）成分が０．１質量％未満の場合、亜酸化窒素に対する分解作用が低下することがある。一方、（ｂ）成分が２５％を越えると、亜酸化窒素の分解率の向上に対するコストパフォーマンスが低下するので好ましくない。
【００１８】
更に（ｃ）成分は好ましくは７０質量％以上、より好ましくは７８質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上であって、好ましくは９９．８９質量％以下、より好ましくは９９。４質量％以下、更に好ましくは９９質量％以下とすればよい。（ｃ）成分が７０質量％未満の場合は成形性が低下したり、触媒の活性が低下することがある。一方、（ｃ）成分が９９．８９質量％を超えると触媒の活性が低下することがある。
【００１９】
本発明は（ａ）〜（ｃ）成分を含む固体触媒であれば、亜酸化窒素および揮発性麻酔剤を効率よく分解できると共に、長期間すぐれた分解性能を維持できる。
【００２０】
この際に用いる触媒の形状にも特に制限はなく、球状、ペレット状、円柱状、破砕片状、リング状、ハニカム状など任意の形状を用いることができるが、特に強度，効率性，耐圧損性などを考慮するとハニカム状が好ましい。また触媒のサイズ，細孔径，比表面積等も特に限定されず、公知の方法で製造された触媒を用いることができる。
【００２１】
また上記（ａ）〜（ｃ）成分は、アルミナ，ムライト，シリカ，コージェライトなどの耐熱性材料からなるハニカム状、板状、波板状、網状、円柱状、円筒状、球状、ペレット状など任意の形状の担体に担持して用いてもよい。
【００２２】
公知の触媒製造方法としては例えば（１）含浸法、（２）共沈法、（３）混練法を用いることができ、特定の製造方法に限定されない。
【００２３】
以下、本発明の処理方法を図１に例示する概略工程図に基づいて説明するが、本発明は下記のプロセスに限定される趣旨ではなく、本発明の効果を阻害しない範囲でプロセスに適宜変更を加えることができる。したがって特に特定的な記載がない限り、本発明の方法は例示以外の原料，装置，プロセスにも同様に適用できる。
【００２４】
図示例では、手術室等から排出される余剰麻酔ガスをライン１を通して触媒処理工程４へ供給する。触媒処理工程４に充填する触媒としては、上記の如く（ａ）成分，（ｂ）成分，（Ｃ）成分を触媒成分として含有する固体触媒を用いることが望ましい。
【００２５】
尚、触媒の処理能力に応じて余剰麻酔ガスの供給量を調節可能するための一時貯蔵タンクをライン１の任意の位置に設けてもよい。また図示する如く必要に応じて適宜ブロアー８を設けて余剰麻酔ガスを圧送する様にしてもよい。
【００２６】
触媒処理工程４へ供給する余剰麻酔ガスに含まれる亜酸化窒素濃度は好ましくは５ｖｏｌ％以下、より好ましくは４ｖｏｌ％以下、更に好ましくは３ｖｏｌ％以下であることが望ましい。亜酸化窒素濃度が５ｖｏｌ％を超える場合、亜酸化窒素の酸化分解に伴う発熱によって触媒が劣化することがある。
【００２７】
また揮発性麻酔剤は好ましくは１ｖｏｌ％以下、より好ましくは０．７ｖｏｌ％以下、更に好ましくは０．５ｖｏｌ％以下であることが望ましい。揮発性麻酔剤濃度が１ｖｏｌ％を超えると、揮発性麻酔剤の酸化分解に伴う発熱によって触媒が劣化することがある。したがって余剰麻酔ガスに亜酸化窒素５ｖｏｌ％以上、揮発性麻酔ガス１ｖｏｌ％以上含まれている場合は、該余剰麻酔ガスを空気などで希釈してから触媒処理工程４へ導入することが望ましい。
【００２８】
上記触媒作用を十分に発揮させるためには、空間速度が好ましくは１００ｈｒ−１以上、より好ましくは５００ｈｒ−１以上、更に好ましくは１０００ｈｒ−１以上であることが望ましい。また好ましくは１０００００Ｈｒ−１以下、より好ましくは５００００ｈｒ−１以下、更に好ましくは１００００ｈｒ−１以下となる様にガスの供給用を調節することが望ましい。空間速度が１００ｈｒ−１未満では、触媒量が増加し、過大な設備が必要となり、逆に空間速度が１０００００ｈｒ−１を超えると、十分に亜酸化窒素と揮発性麻酔剤を分解できず、亜酸化窒素や揮発性麻酔剤が残存することがある。
【００２９】
また、触媒による亜酸化窒素及び揮発性麻酔剤の分解効率を一段と高めるため、高温下で処理することも有効であり、具体的には触媒処理工程４の温度を好ましくは２５０℃以上、より好ましくは３００℃以上であって、好ましくは６００℃以下、より好ましくは５５０℃以下の範囲に制御すれば、より一層優れた触媒処理効率が発揮されるので望ましい。２５０℃未満の場合、亜酸化窒素及び揮発性麻酔剤を十分に分解できないことがある。また一般的に高温であるほど触媒による分解効率は上昇するが、６００℃を超えると触媒の耐久性低下を招くことがある。
【００３０】
この様な温度条件を得るには、触媒処理工程４に図示しないヒーター等の加熱手段を設け、供給される余剰麻酔ガスを触媒処理工程４内で所望の温度に調整してもよいが、分解をより効率的に進めるには、触媒処理工程４の入口時点で余剰麻酔ガスの温度が上記好適な温度に高められていることが望ましい。したがって、余剰麻酔ガスは、図示しない予熱・加熱器を通して所望の温度となる様に予め加熱しておくことが望ましい。
【００３１】
余剰麻酔ガスに含まれる亜酸化窒素は、触媒処理工程４にて酸化分解されて窒素や酸素などに分解される。尚、前記した成分系の触媒を用いると、亜酸化窒素を分解してもＮＯｘなどの有害物質の副生物発生量を５０ｐｐｍ以下に抑制できる。したがって上記の触媒処理工程４では、亜酸化窒素はほぼ完全（好ましくは９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９９％以上）に窒素などの無害物に分解される。
【００３２】
また揮発性麻酔剤は、触媒処理工程４で酸化分解（９０％以上、より好ましくは９５％以上、更に好ましくは９９％以上）されて二酸化炭素や水などの無害化物となる。また揮発性麻酔剤中に含まれるＦはＨＦ等のハロゲン化水素へと転化される。
【００３３】
余剰麻酔ガスは触媒処理工程４での酸化分解に伴って発熱するため、触媒処理工程４で酸化分解処理されて排出される高温（例えば２００〜６００℃）のガス（以下、１次処理ガスという）は、吸着工程７へ供給するに先立って、触媒処理工程４へ供給される余剰麻酔ガスを加熱するための熱源として図示しない熱交換器へ導入し熱交換することも可能である。しかし余剰麻酔ガス中の揮発性麻酔剤の分解によって生じるＨＦにより熱交換器の腐食などが生じるため、熱交換器を設置することは望ましくない。
【００３４】
触媒処理工程４から排出された１次処理ガスは、ライン５を通して吸着工程７へ供給される。吸着工程７は、吸着材を用いて１次処理ガスに含まれるＨＦ等の有害副生物を吸着する工程である。尚、この吸着工程７では、吸着能力が飽和に近づくにつれて、吸着性能が低下し、吸着工程７後の排ガス中に含まれるＨＦ濃度が高まることがある。したがって吸着能力の低下した吸着材を適宜交換および／または再生し、安定した吸着能力を維持できる様にすることが望ましい。
【００３５】
吸着工程７に採用し得る吸着方法としては、薬液洗浄法，イオン交換樹脂などの化学的吸着法，活性炭などを用いた物理的吸着法などが例示され、公知の吸着法を単独、或いは任意に組合せて実施してもよい。しかしながら、実用上（コスト面，運転容易性等）、薬液洗浄法が推奨される。
【００３６】
薬液洗浄法の場合、吸着性能が低下した薬液を適宜新しい薬液と交換すれば、高レベルの吸着性能を維持しながら連続操業が可能となる。薬液洗浄法に用いる薬液は、例えばＮａＯＨ，ＫＯＨ，Ｃａ（ＯＨ）２などのアルカリ水溶液などの公知の薬液でよい。また薬液の濃度、組成などは特に限定されず、１次処理ガス中に含まれるＨＦなどの被吸着物の種類や濃度に応じて適宜変更すればよい。例えばアルカリ水溶液の場合、１〜５０％のＮａＯＨ水溶液を用いればよい。
【００３７】
薬液洗浄法を採用する場合、具体的な手段としては各種公知の装置を用いればよく、例えばスクラバーなどの排ガス洗浄装置を用いればよい。
【００３８】
勿論、本発明では吸着回収工程として乾式の化学吸着法も採用できる。ハロゲン化物に対する吸着効率、耐久性の観点からアルカリ金属やアルカリ土類金属等の酸化物や水酸化物が好ましい。特に安全性，コストなどの観点からＣａＯ，Ｃａ（ＯＨ）２が好ましい。
【００３９】
吸着工程７へ供給する１次処理ガスの供給量は、吸着材の種類、充填量、吸着効率などに応じて適宜ガス空間速度を調整すればよい。
【００４０】
また吸着工程７の設置方法は特に限定されず、吸着工程を複数設けて特定の吸着材で特定の成分を除去してもよい。更に複数の吸着工程を並列的に設置し、吸着操作と再生操作を交互に行なう連続処理方式とすれば、操業の連続性が確保できるので好ましい。吸着材の再生方法は特に限定されず、例えば薬液吸着法の場合、スクラバー方式を採用することによって薬液の交換作業などが不要・或いは容易になり、またｐＨ管理によって自動連続運転も可能となるためのぞましい。
【００４１】
上記した様な本発明の方法によって余剰麻酔ガスを触媒処理工程４および吸着工程７で処理することによって、ライン９を通して得られる処理ガスは、残存する余剰麻酔ガス成分やその分解により生成した有害物質の含有率を１０ｐｐｍ以下、より好ましくは５ｐｐｍ以下、更に好ましくは０にまで減少された高度浄化ガスであり、大気中に放出できる。
【００４２】
本発明によれば、簡易な手段で余剰麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を同時に分解できるので吸着設備を小型化できるだけでなく、全体としても設備の小型化が図れる。
【００４３】
【実施例】
実施例１
メタタングステン酸アンモニウム水溶液（ＷＯ３として５０質量％含有液）３．３ｋｇとアンモニア水（２５質量％）１１０ｋｇを水２．２ｋｇと混合した液に、硫酸チタニルの硫酸水溶液（ＴｉＯ２として７０ｇ／リットル、Ｈ２ＳＯ４として３１０ｇ／リットル）２１４．３リットルを徐々に滴下してゲル状物を得た後、このゲル状物を濾過、洗浄し、更に１５０℃で１０時間乾燥してから、６００℃で３時間焼成することにより、ＴｉＯ２：ＷＯ３＝９：１（質量比）のチタン−タングステン複合酸化物を得た（以下、ＴＷと略記する）。この粉体２０ｋｇと市販のγ−Ａｌ２Ｏ３（コンデアペテロケミーゲゼルシャフト製：ＳＨ−３Ａ）１０ｋｇに成形助剤としての澱粉と水を加えて混合し、ニーダーで混練した後、押出し成形機で外径１５０ｍｍ角、長さ５００ｍｍ、目開き２．８ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのハニカム状に成形した。その後、８０℃で乾燥した後、５５０℃で３時間焼成した。
【００４４】
このハニカム状成形体を、硝酸パラジウム水溶液と硝酸コバルト水溶液を加えた水溶液（Ｐｄとして２０ｇ／リットル、Ｃｏとして１４０ｇ／リットル）に含浸し、その後１５０℃で３時間乾燥し、続いて空気雰囲気下で５００℃、２時間焼成した。こうして得られた触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：Ｃｏ：Ｐｄ＝６３：３１．５：５．０：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００４５】
この触媒を用いて、以下の条件でＮ２Ｏおよび揮発性麻酔ガスの処理実験を行なった。
【００４６】
触媒８４．５ｍＬ（１３．７ｍｍ角、長さ４５０ｍｍ）をＳＵＳ３１６製の反応管に充填し、反応管を電気炉に入れ、その後、空気６．８５６ＮＬ／ｍｉｎ、を導入し、触媒充填層入口温度が下記所定温度となる様に昇温した。昇温後、余剰麻酔ガス（Ｎ２Ｏ：２．５％、セボフレン：１２００ｐｐｍ、残部：空気）を反応管に空間速度５０００ｈｒ−１で供給した。その時の反応条件は以下に示す。
性能確認のための反応条件
触媒充填層入口温度：実験１：４００℃、実験２：４５０℃
ガス量：７．０４ＮＬ／ｍｉｎ（Ｎ２Ｏ：１７６ＮｍＬ／ｍｉｎ、セボフレン：８．５ＮｍＬ／ｍｉｎ）
触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解によって生成したＨＦは４００℃、４５０℃の場合も共に８４００ｐｐｍであった。
【００４７】
各１次処理ガスを吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００４８】
実施例２
硝酸コバルト（Ｃｏ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）４６８０ｇを水１８０Ｌに溶解して得た硝酸コバルト水溶液に、ゼオライト［「Ｈ型モルデナイト、ＴＳＺ−６２０ＨＯＡ」、酸化ケイ素／酸化アルミニウム（モル比）＝１５／１、東ソー製］１２ｋｇを充分浸漬した。その後、空気気流中で１２０℃、５時間乾燥した後、空気気流中で５００℃、３時間焼成してコバルト担持ゼオライトを得た。この粉体１０ｋｇと実施例１で得たＴＷ粉体２０ｋｇに成形助剤としての澱粉と水を加えて混合し、ニーダーで混練りした後、押出し成形機で外径１５０ｍｍ角、長さ５００ｍｍ、目開き２．８ｍｍ、肉厚０．５ｍｍのハニカム状に成形した。その後、８０℃で乾燥した後、５５０℃で３時間焼成した。
【００４９】
この成形体を硝酸パラジウム水溶液と硝酸ロジウム水溶液を加えた水溶液（Ｐｄとして２０ｇ／リットル、Ｒｈとして１０ｇ／リットル）に含浸し、その後１５０℃で３時間乾燥し、続いて空気雰囲気下で５００℃、２時間焼成した。こうして得られた触媒の組成は、ＴＷ：ゼオライト：ＣｏＯ：Ｐｄ：Ｒｈ＝６４．９：３２．４：２．０：０．５：０．２であり、ＢＥＴ比表面積は８５ｍ２／ｇであった。
【００５０】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９４％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９９．９％以上となった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃の場合共に８４００ｐｐｍであった。
【００５１】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００５２】
実施例３
実施例１の硝酸コバルトを硝酸銅とした以外は実施例１と同様にしてガス処理を行なった。触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：ＣｕＯ：Ｐｄ：Ｒｈ＝６３：３１．５：５．０：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００５３】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃いずれの場合も８４００ｐｐｍであった。
【００５４】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００５５】
実施例４
実施例３の硝酸パラジウムに更に塩化白金酸を加えた以外は実施例１と同様に行なった。触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：ＣｕＯ：Ｐｄ：Ｐｔ＝６２．７：３１．３：５．０：０．５：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００５６】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃いずれの場合も８４００ｐｐｍであった。
【００５７】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００５８】
実施例５
実施例１の硝酸コバルトを硝酸セリウムとした以外は実施例１と同様に行なった。触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：ＣｅＯ２：Ｐｄ＝６３：３１．５：５．０：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００５９】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒層充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９３％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９８％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃いずれの場合も８４００ｐｐｍであった。
【００６０】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できた。
【００６１】
実施例６
実施例１において硝酸コバルトを担持しなかった以外は実施例１と同様に行なった。触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：Ｐｄ＝６６．３：３３．２：０．５であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００６２】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は６７％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は７３％、セボフレン分解率は９９．９％以上であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃、４５０℃いずれの場合も８４００ｐｐｍであった。
【００６３】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理したところ、１次処理ガスに含まれていたＨＦを１０ｐｐｍ以下にまで除去できたが、排ガス中には亜酸化窒素が残存していた。４００℃の場合、排ガス中に含まれる亜酸化窒素は０．８２％、４５０℃の場合、排ガス中に含まれる亜酸化窒素は０．６７％であった。
【００６４】
実施例７
実施例１において硝酸パラジウムを担持しなかった以外は実施例１と同様に行なった。触媒の組成は、触媒の組成はＴＷ：γ−Ａｌ２Ｏ３：ＣｏＯ＝６３．３：３１．７：５．０であり、ＢＥＴ比表面積は８０ｍ２／ｇであった。
【００６５】
実施例１と同様の反応条件でガス処理を行ない、触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は７８％であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９０％であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃の場合、６５００ｐｐｍ、４５０℃の場合、７３５０ｐｐｍであった。
【００６６】
各１次処理ガスは、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ，ＮａＯＨ２５質量％）に通して処理した結果、４００℃の場合、排ガス中にはＨＦ１０ｐｐｍ以下、亜酸化窒素０．１％、セボフレン２５０ｐｐｍが含まれていた。また４５０℃の場合、排ガス中にはＨＦ１０ｐｐｍ以下、亜酸化窒素０．０２％、セボフレン１２０ｐｐｍが含まれていた。
【００６７】
参考例１
実施例７において１処理後の吸着工程を行なわなかった以外は実施例７と同様に行なった。触媒処理工程から排出された１次処理ガスを調べた結果、触媒充填層入口温度を４００℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９５％、セボフレン分解率は７８％であった。また触媒充填層入口温度を４５０℃とした場合、亜酸化窒素分解率は９９％、セボフレン分解率は９０％であった。尚、セボフレンの分解により生成したＨＦは４００℃の場合、６５００ｐｐｍ、４５０℃の場合、７３５０ｐｐｍであった。
【００６８】
４００℃で処理した場合、１次処理ガス中にはＨＦ６５００ｐｐｍ、亜酸化窒素０．１％、セボフレン２５０ｐｐｍが含まれていた。また４５０℃で処理した場合、１次処理ガス中にはＨＦ７３５０ｐｐｍ、亜酸化窒素０．０２％、セボフレン１２０ｐｐｍが含まれていた。
【００６９】
参考例２
実施例１において触媒処理工程を行なわなずに、吸着工程（アルカリ水溶液：４Ｌ、ＮａＯＨ２５質量％）のみを行なった。吸着工程に通して処理した結果、排ガス中には亜酸化窒素２．５％、セボフレン１０００ｐｐｍが含まれていた。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、余剰麻酔ガスに含まれる揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を同時に分解処理し、該分解処理によって副生した副生物を吸着工程で除去するため、得られる排ガスは高度に浄化されている。特に本発明の方法によれば、被吸着物の副生量が少ないため、吸着設備の小型化が達成できる。また上記本発明の触媒を用いて余剰麻酔ガスを処理すると、極めて高効率で分解処理できるため、触媒処理工程の小型化も達成でき、装置全体の省スペース化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を示す概略工程図の一例である。
【符号の説明】
１．余剰麻酔ガス供給ライン
３．余剰麻酔ガス供給ライン
４．触媒処理工程
５．１次処理ガス排出ライン
７．吸着工程
８．ブロアー
Claims (4)
- 揮発性麻酔剤と亜酸化窒素を含む余剰麻酔ガスを処理する方法であって、前記麻酔余剰ガスを触媒と接触させた後、吸着材と接触させることを特徴とする余剰麻酔ガスの処理方法。
- 前記触媒が下記（ａ）成分、（ｂ）成分、及び（ｃ）成分を触媒成分として含有するものである請求項１に記載の処理方法。
（ａ）成分：Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒｈよりなる群から選択される１種以上の元素
（ｂ）成分：Ｎｉ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｌａ，Ｃｅよりなる群から選択される１種以上の元素
（ｃ）成分：Ｔｉ，Ｓｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｗ，Ａｌよりなる群から選択される１種以上の元素および／またはゼオライト - 前記吸着材がアルカリ水溶液である請求項１に記載の処理方法。
- 前記揮発性麻酔剤がフルオロエーテル系麻酔剤である請求項１〜３のいずれかに記載の処理方法。
Priority Applications (1)
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| JP2003027172A JP2004236744A (ja) | 2003-02-04 | 2003-02-04 | 余剰麻酔ガスの処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011200845A (ja) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Ngk Insulators Ltd | ゼオライトハニカム構造体 |
| CN106925113A (zh) * | 2015-12-29 | 2017-07-07 | 烟台大学 | 一种除尘脱硫脱硝烟气净化工艺 |
| JP2018528847A (ja) * | 2015-07-01 | 2018-10-04 | ビーエーエスエフ コーポレーション | 排気システム用の亜酸化窒素除去触媒 |
-
2003
- 2003-02-04 JP JP2003027172A patent/JP2004236744A/ja not_active Withdrawn
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