JP4116574B2 - 酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、酸化エチレン等の滅菌ガスを用いて衣服，寝具，医療器具材料等の被滅菌物を滅菌するためのガス滅菌器において、滅菌処理終了後に有害な滅菌ガスを無害化して排出するための酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法および装置に関するものである。

医療用滅菌器には、蒸気を用いる蒸気式滅菌器と酸化エチレン等の滅菌ガスを用いるガス滅菌器とがある。

上記ガス滅菌器には、滅菌槽内を大気圧に対して少し高めの陽圧に保持して１０〜３０％程度の酸化エチレンガスで滅菌処理を行なう陽圧タイプの滅菌器と、滅菌槽内を大気圧に対して少し低めの陰圧に保持して１００％濃度の酸化エチレンガスで滅菌処理を行なう陰圧タイプの滅菌器とがある。

上記ガス滅菌器に使用する酸化エチレンガスは、人体に有害であるうえ爆発性を有することから取扱いには慎重を期する必要があるが、上記陽圧タイプの滅菌器では、滅菌槽内の滅菌ガスが外部に漏れ出して周囲を汚染するおそれがあるため、安全性の観点から、最近では陰圧タイプの滅菌器が主流になりつつある。

また、上記ガス滅菌器においては、滅菌終了後に滅菌槽内の被滅菌物の取出しの際には、作業者の安全を図るため、槽内の滅菌ガスを完全に排出しておく必要がある。そして、滅菌ガスの排出にあたっては、滅菌ガスを完全に回収するか、無害化処理する必要がある。

このような滅菌ガスの処理方法としては、酸化エチレンガスを水中に溶解させてエチレングリコールとして処理する方法や、燃焼炉を屋外に設置して燃焼させる方法がある。

ところが、前者の方法においては、酸化エチレンガスを水に対して十分溶解させるためにスクラバー等の大掛かりな装置が必要であり、設備的にも不経済である。また、後者の方法においては、酸化エチレンを燃焼させるための燃焼装置が必要で、装置が複雑かつ大型になって設備的に不経済であるうえ、酸化エチレンを燃焼させるための燃料が必要でランニングコスト的にも不経済である。

そこで、比較的簡単な構成で滅菌ガスを分解でき、しかもランニングコストの低廉な滅菌ガス処理装置として、下記の特許文献１に開示された滅菌ガス処理装置が考案されている。

この装置は、排気ガス中の酸化エチレンガスを吸着する吸着塔と、この吸着塔と直列に接続されて吸着塔を通過した排気ガス中の残存酸化エチレンガスを燃焼させる触媒燃焼装置とを備えている。そして、この装置では、滅菌器から排出される滅菌ガスを吸着塔で吸着したのち残存酸化エチレンガスを触媒燃焼装置で燃焼させて無害化する。また、上記吸着塔で吸着された酸化エチレンガスを滅菌器のエアレーションガスで脱着し、この脱着ガスを触媒燃焼装置で燃焼させて無害化することが行なわれる。
特開平８−２１５５４１号

しかしながら、上記滅菌ガス処理装置では、滅菌器から排出された滅菌ガスを直接吸着塔および触媒燃焼装置に通過させるとともに、吸着塔で吸着された滅菌ガスの脱着をエアレーションガスで行なう。このため、酸化エチレンガス濃度１０〜３０％程度の滅菌ガスの無害化には適しているが、酸化エチレンガス濃度１００％の滅菌ガスに適用すると、爆発限界を超える高濃度の酸化エチレンガスが処理装置内を通過し、触媒燃焼装置に導入されるおそれがある。したがって、上記滅菌ガス処理装置は、酸化エチレンガス濃度が比較的低い陽圧式の滅菌器には使用することができても、高濃度の酸化エチレンガスを滅菌ガスとする陰圧式の滅菌器には使用できなかった。

また、上記滅菌ガス処理装置では、吸着塔で吸着された滅菌ガスの脱着を、酸化エチレンガスを多少なりとも含むエアレーションガスで行なうため、脱着を完全に行なうことが困難で、脱着を促進するために吸着塔に加熱手段を設ける必要がある。吸着剤として活性炭を使用して吸着塔を加熱しながら脱着する場合、加熱温度が１６０度程度になると、着火、燃焼する可能性があり、安全面で好ましくない。

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、高濃度の滅菌ガスを安全かつ効率的に無害化しうる酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法および装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法は、酸化エチレンガス滅菌器からの排ガスを無害化する酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法であって、排ガス内の滅菌ガスを吸着剤に吸着する吸着工程と、上記吸着工程から排出された排ガス内の滅菌ガスを触媒燃焼する触媒燃焼工程とを備え、
滅菌槽内を減圧して槽内の排ガスを排出する排出動作と槽内に大気を導入する大気導入動作とを繰り返す排ガス排出処理を実行し、
上記排ガス排出処理の開始から終了までの間常に、上記吸着工程に導入する排ガスに対し希釈空気を導入する第２希釈工程を行なうことにより、滅菌槽からの排ガスの排出が停止している間、上記希釈空気を吸着剤の脱着ガスとして作用させることを要旨とする。

本発明の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理装置は、酸化エチレンガス滅菌器からの排ガスを無害化する酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理装置であって、排ガス内の滅菌ガスを吸着剤に吸着する吸着塔と、上記吸着塔から排出された排ガス内の滅菌ガスを触媒燃焼する触媒燃焼装置と、
滅菌槽内を減圧して槽内の排ガスを排出する排出動作と槽内に大気を導入する大気導入動作とを繰り返す排ガス排出処理を実行するための排気ポンプと、
上記排ガス排出処理の開始から終了までの間常に、上記吸着塔に導入する排ガスに対し希釈空気を導入する第２希釈空気導入路とを備え、
上記排気ポンプによる滅菌槽からの排ガスの排出が停止している間、上記第２希釈空気導入路から吸着塔に導入された希釈空気を吸着剤の脱着ガスとして作用させることを要旨とする。

本発明の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法および装置では、吸着工程または吸着塔に、排ガス排出処理の開始から終了までの間常に希釈空気を導入するため、排ガス処理系内の流体の圧力変動が少なくなって安定化し、装置の老朽化をある程度防止しうる。また、上記吸着工程または吸着塔に、排ガス排出処理の開始から終了までの間常に希釈空気を導入することにより、滅菌器からの排ガスが途切れたときに、吸着工程または吸着塔で吸着された滅菌ガスを上記希釈空気によって脱着するため、上記希釈空気を吸着塔の脱着ガスとして作用させ吸着剤の再生を行なうことができる。すなわち、例えば、滅菌器中の滅菌ガスの排気を行なった後、滅菌器内に大気を導入し、真空排気と大気導入とを繰り返すことにより排ガスを排出するエアレーションが行なわれる。そして、上記大気導入工程では滅菌器から排ガス処理装置への排ガス導入が途切れることから、吸着工程または吸着塔に希釈空気を常時導入することにより、上記希釈空気が吸着工程または吸着塔の脱着ガスとして作用し、吸着された滅菌ガスが脱着され、吸着剤の再生が行なわれる。そして、滅菌ガスを含まない希釈空気で脱着を行なうことから、エアレーションガスで脱着を行なう従来のものに比べて脱着効率が向上し、吸着工程または吸着塔に加熱手段を設ける必要がない。したがって、着火や燃焼の危険が回避され、より安全性が高くなる。さらに、吸着工程または吸着塔に希釈空気が常時導入されると、排ガス処理系内の流体の圧力変動が少なくなって安定化し、装置の老朽化をある程度防止しうる。

本発明の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法および装置において、上記吸着工程または吸着塔から排出された排ガスを触媒燃焼工程に導入する際に希釈空気を導入する第１希釈工程をさらに備え、吸着工程または吸着塔から排出される滅菌ガスの濃度が爆発限界以下になるよう上記第１希釈工程における希釈空気の導入量を制御するようにした場合には、着火や爆発の危険性を略完全に排除できる。そして、特に、高濃度の滅菌ガスを用いる陰圧式の滅菌器において安全かつ効率的に排ガスの無害化を行なうことが可能となり、滅菌器の周辺環境の安全性を高めることができる。なお、陽圧式の滅菌器においても、同様に安全かつ効率的な無害化処理を行なえることはいうまでもない。

本発明の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法および装置において、上記第１希釈工程は、上記吸着工程または吸着塔から排出される排ガスに対して上記希釈空気の気流によって負圧を与えて吸引することによって希釈することにより、上記吸着工程または吸着塔を常に負圧状態で運転しうるようにした場合には、吸着工程または吸着塔から排出される排ガスに対して負圧を与えて吸引することにより、吸着工程または吸着塔を負圧状態で運転し、滅菌ガスの滅菌器への逆流を防止したり吸着工程または吸着塔からの滅菌ガスの漏れ出しを防止したりでき、滅菌器およびその周辺環境の安全性を確保できる。また、吸着工程または吸着塔への負圧を希釈空気の気流によって発生させることから、特別な吸引装置や弁操作を必要とせず、それらの機器のトラブルによる滅菌ガスの逆流等が生じないことから、安全性が極めて高い装置および方法となる。

本発明の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法および装置では、上記第１希釈工程における希釈動作と、上記吸着工程からの排ガスに対して負圧を与えて吸着工程を負圧状態で運転する動作を１つのエジェクタで両立させて実現させることができる。

つぎに、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施例のガス滅菌器用排ガス処理装置を示す図である。図において１は本発明の排ガス処理装置、２はガス滅菌器である。

上記ガス滅菌器２には、滅菌槽（図示せず）内の排ガスを排出する排気ポンプ３が内蔵されており、上記排ガス処理装置１は上記排気ポンプ３の排気管に接続して排ガスを無害化する処理を行なう。

この実施例では、上記ガス滅菌器２は、滅菌槽内を大気圧以下に保持して滅菌等の処理を行なう陰圧タイプのガス滅菌器２を使用し、滅菌ガスとして１００％濃度の酸化エチレンガスを使用したものを例示して説明する。

上記排気ポンプ３による排ガスの排気は、つぎのようにして行なわれる。すなわち、まず、滅菌処理が終了して密閉された状態の滅菌槽から、密閉状態を維持したままで排気ポンプ３を稼動して排気を行ない、滅菌槽内が所定の圧力以下に減圧されたら排気を止め、滅菌槽内に大気を導入する。滅菌槽内が大気圧近傍になるまで大気が導入されると、再び滅菌槽を密閉状態にして排気ポンプ３により排気を行なう。この操作をエアレーションといい、このエアレーションを所定回数繰り返すことにより滅菌槽内の排ガスの排出を行なう。

上記排ガス処理装置１は、排ガス内の滅菌ガスを吸着する吸着塔５と、上記吸着塔５から排出された排ガス内の滅菌ガスを触媒燃焼させる触媒燃焼装置６とを備えている。

上記吸着塔５は、ガス滅菌器２の排気ポンプ３に連通する排ガス路１７から分岐する第２排ガス導入路７と連通している。上記排ガス路１７および第２排ガス導入路７には、それぞれ第１弁１８および第２弁１９が設けられている。ガス滅菌器２における滅菌処理が終了し、排気ポンプ３を稼動させるとともに、第１弁１８を閉弁して第２弁１９を開弁することにより、滅菌槽内の排ガスが、第２排ガス導入路７により吸着塔５に導入されるようになっている。図において、１５は排ガス路１７に設けられた圧力計である。

上記吸着塔５内には、例えば、円筒状のケース内に吸着剤が充填され、吸着塔５内に導入された排ガス中の滅菌ガス成分である酸化エチレンを吸着除去するようになっている。上記吸着剤としては、例えば、活性炭，ゼオライト，シリカゲル，活性アルミナ等を用いることができるが、特に、吸着した酸化エチレンガスを比較的容易に脱着できることから、活性炭を好適に用いることができる。これらの吸着剤は、単独でもしくは併せて用いることができる。

上記吸着塔５の排気口と触媒燃焼装置６の吸気口とは、第１排ガス導入路９で連通されており、吸着塔５を通過した排ガスが触媒燃焼装置６に導入されるようになっている。

上記触媒燃焼装置６は、内部に触媒が充填されて所定温度に加熱されることにより、排ガス中の酸化エチレンガスを触媒燃焼により分解して無害化し、処理ガス排出路１６から排出するようになっている。

上記触媒燃焼装置６に用いられる触媒としては、燃焼が低温で進行し、低濃度の酸化エチレンガスも触媒燃焼できることから、貴金属触媒を好適に用いることができる。このような貴金属触媒としては、例えば、白金，ロジウム，パラジウム等を好適に用いることができ、これらの貴金属をシリカ，アルミナ，ゼオライト等の適当な担体に担持させた触媒を用いることができる。

また、上記排ガス処理装置１では、上記吸着塔５に排ガスを導入する第２排ガス導入路７に希釈空気を導入する本発明の第２希釈手段としての第２空気導入路８が設けられている。また、上記吸着塔５から排出された排ガスを触媒燃焼装置６に導入する第１排ガス導入路９に希釈空気を導入する第１空気導入路１０が設けられている。

上記第１空気導入路１０および第２空気導入路８は、いずれも空気発生装置であるブロアあるいはコンプレッサー（以下「ブロア」として説明する）１２に連通する空気供給路から分岐し、１つのブロア１２から第１および第２空気導入路１０，８に希釈空気が供給されるようになっている。このようにすることにより、空気発生装置は１つでよいことから、設備コストやメンテナンスコストの面で有利である。

上記第２空気導入路８には、吸着塔５に導入される排ガスを希釈する希釈空気の流量を調節するオリフィス１４と、排ガスがブロア１２側に流れるのを防止して安全を確保する逆止弁２１が設けられている。この装置では、第２空気導入路８の上流側にオリフィス１４が設けられ、下流側に逆止弁２１が設けられていることから、第２空気導入路８から導入される希釈用の空気の流量がより安定し、より安定した操業を行なうことができる。

そして、この排ガス処理装置１を運転している間は、上記第２排ガス導入路７に対し、ブロア１２および第２空気導入路８からの希釈空気が常時導入されている。このようにすることにより、エアレーションにおける滅菌槽への大気導入中のように、ガス滅菌器２からの排ガスが途切れたときには、吸着塔５内に第２空気導入路８からの希釈空気が流れ、吸着塔５内の吸着剤に吸着された酸化エチレンガスが希釈空気によって脱着される。なお、この場合において「常時」とは「実質的に排ガス処理の開始から終了までの間常に」の意味である。

一方、上記第１空気導入路１０には、触媒燃焼装置６に導入される希釈空気を予熱して触媒燃焼装置６内の温度低下を防止する予熱ヒータ１３が設けられている。なお、上記予熱ヒータ１３は、装置の小型化を図る場合に触媒燃焼装置６に対して外付けしてもよいし、触媒燃焼装置６に内蔵された形式のものを用いることもできる。また、上記第１空気導入路１０と第１排ガス導入路９との連通部に、吸着塔５から排出される排ガスに対し、上記希釈空気の気流によって負圧を与えて吸引する本発明の第１希釈手段としてのエジェクタ１１が設けられている。

上記エジェクタ１１は、例えば、図２に示すように、Ｔ字状の流路を有し、ブロア１２から供給された希釈空気が、図示の上下方向の流路２３を流れて触媒燃焼装置６に供給され、吸着塔５から排出された排ガスは、図示の横方向に分岐した分岐路２２から触媒燃焼装置６に供給されるようになっている。また、希釈空気が流れる流路２３内の分岐路２２の近傍に、希釈空気の流速を高める流速向上部材である先窄まり状の筒状体２０が設けられている。そして、希釈空気が筒状体２０を通過する際に流速が速くなり、その気流によって分岐路２２内に負圧を与えて排ガスを吸引するようになっている。

そして、この例では、エジェクタ１１で排ガスと混合する前の希釈空気を予熱することから、気流が小さい段階で予熱できることから、加熱効率がよく、ヒータを小型化し、エネルギ効率を向上させることができる。

そして、この排ガス処理装置１を運転している間は、上記第１排ガス導入路９に対し、ブロア１２および第１空気導入路１０からの希釈空気が常時導入されている。このようにすることにより、エジェクタ１１に希釈空気が常時流れ、その気流により吸着塔５内が常に吸引されることから、吸着塔５および第２排ガス導入路７からガス滅菌器２側への排ガスの逆流を防止でき、ガス滅菌器２の安全を確保できる。また、吸着塔５内を常に負圧にすることから、吸着塔５自体からの排ガスの漏れも防止でき、周辺環境の汚染を防止できる。

さらに、上記排ガス処理装置では、触媒燃焼装置６から排出された排ガスとエジェクタ１１を介して希釈されて触媒燃焼装置６に導入される排ガスとを熱交換して触媒燃焼装置６に導入される排ガスをさらに予熱する熱交換器４を備えている。上記熱交換器４は、触媒燃焼装置６からの高温の処理ガスを排出する処理ガス排出路１６が接続されるとともに、エジェクタ１１に接続された第１排ガス導入路９が接続され、触媒燃焼装置６から排出される高温の処理ガスと、吸着塔５から排出された排ガスと予熱ヒータ１３で予熱された希釈空気との混合ガスとの間で熱交換を行い、上記混合ガスをさらに予熱してから触媒燃焼装置６に導入するようになっている。

上記熱交換器４の具体的な方式については、特に限定するものではないが、構造が簡単でコンパクトとなる二重管方式や、フィン方式のものを好適に用いることができる。

また、上記排ガス処理装置は、第２空気導入路８から第２排ガス導入路７に導入する希釈空気をオリフィス１４で制御して常時流したり、第１空気導入路１０から第１排ガス導入路９に導入する希釈空気をエジェクタ１１を介して常時流すようにしている。

また、この装置では、上記吸着塔５からエジェクタ１１を介して触媒燃焼装置６に排ガスを導入する第１排ガス導入路９のエジェクタ１１よりも上流側に、触媒燃焼装置６に何らかのトラブルが生じたとき等の緊急時に、触媒燃焼装置６への排ガスの流入を停止する第３弁２４が設けられている。そして、触媒燃焼装置６の異常昇温等の不具合が発生した場合にその不具合を検知し、第２弁１９および第３弁２４を閉弁して吸着塔５への排ガスの導入および触媒燃焼装置６への排ガスの流入を停止するとともに、第１弁１８を開弁するよう制御する。このようにすることにより、触媒燃焼装置６にトラブルが生じた際に排ガスの流入が停止され、より高い安全性を確保することができる。

さらに、上記装置では、処理ガス排出路１６に運転停止時に触媒燃焼装置６の大気との連通を遮断する第４弁２５が設けられている。また、ブロア１２から導入される空気を触媒燃焼装置６に導入する第１空気導入路１０に、運転停止時に触媒燃焼装置６への空気の流入を遮断する第５弁２６が設けられている。

このようにすることにより、触媒燃焼装置６内に充填された触媒の劣化を防止することができる。すなわち、定常運転終了後、触媒は１００℃程度となっているが、このとき、処理ガス排出路１６を通して外部の空気が触媒燃焼装置に入ることがある。外部の空気には、水蒸気，汚染物質，被毒物等が含まれており、この空気が触媒燃焼装置６内に入ると、酸化雰囲気中に触媒をさらすことになって触媒の劣化が促進される。したがって、運転停止時に上記第４弁２５，第５弁２６および第２弁１９と第３弁２４を閉弁するよう制御することにより、運転停止後に触媒燃焼装置６内への大気の流入が完全に防止され、内部の触媒の劣化が防止され、長期間の安定操業を確保することができる。

上記排ガス処理装置１を用い、本発明の排ガス処理方法は、例えばつぎのようにして行なうことができる。

ここで、滅菌処理および排ガス処理における滅菌槽内の圧力変動による運転パターンを図３に示す。

まず、ガス滅菌器２による滅菌処理を行なう。

すなわち、滅菌槽に被滅菌物を収容して滅菌槽を密閉し、排気ポンプ３を稼動して滅菌槽内の空気を排出する（図３の工程Ａ）。このとき、排ガス処理装置１では、第１弁１８を開弁して第２弁１９と第３弁２４を閉弁しておき、排気は排ガス路１７から排出される。ついで、排気ポンプ３を停止し、滅菌槽内に大気圧より少し低い圧力になるまで酸化エチレンガスを導入して酸化エチレンガスを充満させる（図３の工程Ｂ）。そして、滅菌槽内を大気圧より少し低い陰圧に保持したまま所定時間（例えば２〜４時間程度）の滅菌処理を行なう（図３の工程Ｃ）。

一方、上記滅菌処理が終了する前に、排ガス処理装置１の触媒燃焼装置６および予熱ヒータ１３をオンにして予熱を開始し、滅菌処理が終了して排ガス処理を開始する際には、触媒燃焼装置６の槽内温度が所定の燃焼温度（例えば約３２０℃程度）にしておく。このとき、ブロア１２も稼動を開始し、第２空気導入路８を介して吸着塔５内に希釈空気を導入するとともに、第１空気導入路１０を介して触媒燃焼装置６内に希釈空気を導入する。

滅菌処理が終了すると、排ガス処理装置１では、第１弁１８を閉弁して第２弁１９を開弁し、排ガス処理が可能な状態に準備される。一方、ガス滅菌器２では、滅菌槽内の酸化エチレンガスの排出動作が行なわれ、ここで排出された酸化エチレンガスが排ガス処理装置１に導入されて無害化処理される。

すなわち、排気ポンプ３を稼動して滅菌槽内の排ガスを排出し（図示の工程Ｄａ）、滅菌槽内が所定の真空度まで減圧されると排気ポンプ３を停止するか、排気ポンプ３と滅菌槽の連通路に設けられたバルブを閉めて、滅菌槽内に大気を導入する（図示の工程Ｄｂ）。この排気工程（Ｄａ）と大気導入工程（Ｄｂ）とを所定回数（例えば３０回程度）繰り返し（図示のＤ１，Ｄ２…）エアレーションを行なう。このとき、排気工程（Ｄａ）と大気導入工程（Ｄｂ）の１サイクルのエアレーション（Ｄ１，Ｄ２…）には、それぞれ約４〜５分程度を要する。

上記排気工程（Ｄａ）において排気ポンプ３から排出された排ガスは、排ガス路１７および第２排ガス導入路７を通って吸着塔５で行なわれる吸着工程に導入される。このとき、上記第２排ガス導入路７には、第２空気導入路８から希釈空気が導入され、吸着工程には希釈空気で希釈された排ガスが導入される。

上記吸着工程では、排ガス中の酸化エチレンガスの大部分が吸着剤に吸着除去され、吸着後の排ガスは第１排ガス導入路９を通って触媒燃焼装置６で行なわれる触媒燃焼工程に導入される。このとき、上記第１排ガス導入路９には、第１空気導入路１０から希釈空気が導入され、触媒燃焼工程には希釈空気でさらに希釈された排ガスが導入される。

上記希釈空気は、あらかじめ予熱ヒータ１３で予熱されてからエジェクタ１１に導入される。このように、上記希釈空気を、予熱ヒータ１３で予熱してから導入することから、希釈空気を導入することによる触媒燃焼装置６の温度低下を防止し、燃焼不十分による除害不良事故の発生を未然に防ぎ、確実な除害を行い安全性を確保できる。

また、上記希釈空気を上述したようにエジェクタ１１を介して導入することにより、上記希釈空気の気流によって吸着工程から排出される排ガスに対して負圧を与え、吸引するようになっている。このようにすることにより、触媒燃焼装置６での触媒燃焼工程に導入される排ガスが希釈空気で希釈されて濃度がさらに低下することから、着火や爆発の危険性が一層低下し、安全性が高くなる。

また、吸着工程から排出される排ガスに対して負圧を与えて吸引することにより、吸着塔５での吸着工程を負圧状態で運転し、酸化エチレンガスのガス滅菌器２側への逆流を防止し、ガス滅菌器２の安全性を確保できる。また、吸着塔５での吸着工程への負圧を希釈空気の気流によって発生させることから、特別な吸引装置や弁操作を必要とせず、それらの機器のトラブルによる滅菌ガスの逆流等が生じないことから、安全性が極めて高くなる。

上記エジェクタ１１で混合された排ガスと希釈空気の混合ガスは、熱交換器４に導入され、ここで、触媒燃焼装置６から排出された高温の処理ガスと熱交換が行なわれてさらに予熱される。このように、触媒燃焼装置６から排出された排ガスと希釈されて触媒燃焼装置６に導入される排ガスとを熱交換して触媒燃焼装置６に導入される排ガスをさらに予熱することから、予熱ヒータ１３における加熱量を節約することができてエネルギー効率を向上させてランニングコストの大幅な節減を行ないながら、確実な除害を行い安全性を確保できる。

そして、触媒燃焼工程において、排ガス中の酸化エチレンガスが触媒燃焼されて無害化され、高温の処理ガス排出路１６から排出される。この処理ガスは、上述したように熱交換器４に導入されてエジェクタ１１で混合された排ガスと希釈空気の混合ガスとのあいだで熱交換が行なわれる。

一方、大気導入工程（Ｄｂ）では、排気ポンプ３からの排ガスの排出は停止するが、上記吸着塔５での吸着工程に希釈空気を常時導入しているため、排ガスの導入が途切れている間、上記希釈空気を吸着剤の脱着ガスとして作用させ、吸着工程で吸着剤に吸着された酸化エチレンガスを上記希釈空気によって脱着し、吸着剤の再生を行なうことができる。

このように、滅菌ガスを含まない希釈空気で脱着を行なうことから、脱着効率が向上し、吸着塔５に加熱手段を設ける必要がない。したがって、着火や燃焼の危険が回避され、より安全性が高くなる。さらに、吸着塔５あるいは吸着工程に希釈空気が常時導入されると、排ガス処理系内の流体の圧力変動が少なくなって安定化し、装置の老朽化をある程度防止しうる。また、触媒燃焼装置６または触媒燃焼工程に常時希釈空気が流れることとなるため、触媒燃焼装置６の過熱を防止し、より安全性を高めることができる。

大気導入工程（Ｄｂ）における脱着により吸着剤から放出された酸化エチレンガスは、第１排ガス導入路９を通って触媒燃焼装置５で行なわれる触媒燃焼工程に導入されて無害化される。このときも、上述の説明と同様に、第１排ガス導入路９に第１空気導入路１０から希釈空気が導入され、触媒燃焼工程には希釈空気で希釈された脱着ガスが導入される。

そののち、ガス滅菌器２では排気工程（Ｄａ）と大気導入工程（Ｄｂ）によるエアレーションを繰り返して滅菌槽内の酸化エチレンガスの排出を完了する。また、排ガス処理装置１では、上記排気工程（Ｄａ）に伴って排ガスが導入され、吸着塔５による吸着工程と触媒燃焼装置６による触媒燃焼工程とによる酸化エチレンガスの無害化が行なわれる。

ここで、触媒燃焼工程に導入される希釈後の排ガスの酸化エチレン濃度は、常に爆発限界である３％以下になるよう制御しなければならない。また、吸着工程から排出される吸着後の排ガスならびに脱着ガスの酸化エチレン濃度を、常に爆発限界である３％以下になるよう制御するのが望ましい。

吸着塔５から排出される酸化エチレンガスの濃度制御は、例えば、吸着塔５のサイズや充填する吸着剤の種類や量に応じて、第２空気導入路８から導入する希釈空気の流量をオリフィス１４で調節することにより実現できる。

このように、吸着塔５から排出される酸化エチレンガスの濃度を爆発限界以下になるように希釈空気の導入量を制御することにより、着火や爆発の危険性を略完全に排除できる。そして、高濃度の酸化エチレンガスを用いる陰圧式のガス滅菌器２において安全かつ効率的に排ガスを無害化でき、ガス滅菌器２の周辺環境の安全性を確保できる。

以上のように、上記排ガス処理装置および方法によれば、上記吸着塔５から排出された排ガスを触媒燃焼装置６に導入する際に、予め予熱ヒータ１３で予熱された希釈空気を導入する。このように、吸着塔５で酸化エチレンガス等の滅菌ガスを吸着したのち、その排ガスをさらに希釈空気で希釈して触媒燃焼装置６に導入することから、触媒燃焼装置６を流れる滅菌ガスの濃度が大幅に低下するため、着火や爆発の危険がほとんどなくなる。また、上記希釈空気を、予熱ヒータ１３で予熱してから導入することから、希釈空気を導入することによる触媒燃焼装置６の温度低下を防止し、燃焼不十分による除害不良事故の発生を未然に防ぎ、確実な除害を行い安全性を確保できる。さらに、触媒燃焼装置６から排出された排ガスと希釈されて触媒燃焼装置６に導入される排ガスとを熱交換して触媒燃焼装置６に導入される排ガスをさらに予熱することから、予熱ヒータにおける加熱量を節約することができてエネルギー効率を向上させてランニングコストの大幅な節減を行ないながら、確実な除害を行い安全性を確保できる。

また、吸着塔５での吸着工程に導入する排ガスを希釈空気で希釈して導入することから、排ガス処理系を流れる酸化エチレンガスの濃度が全体的に低下し、着火や爆発の危険が大幅に低下する。また、吸着塔５での吸着工程に希釈空気を常時導入することにより、排ガス処理系内の流体の圧力変動が少なくなって安定化し、装置の老朽化をある程度防止しうる。

なお、上記実施例の装置および方法は、第１空気導入路１０に予熱ヒータ１３を設け、希釈空気を予熱してからエジェクタ１１に導入するようにしたが、これに限定するものではなく、エジェクタ１１の下流側で熱交換器４の上流側の第１排ガス導入路９に予熱ヒータ１３を設け、希釈空気と排ガスの混合ガスを予熱するようにしてもよい。

上記実施例では、ガス滅菌器２として、滅菌槽内を大気圧に対して少し低めの陰圧に保持して滅菌処理を行なう陰圧タイプの滅菌器を使用した例を示したが、これに限定するものではなく、滅菌槽内を大気圧に対して少し高めの陽圧に保持して滅菌処理を行なう陽圧タイプの滅菌器を使用することもできる。

また、上記実施例では、ガス滅菌器の滅菌ガスとして、酸化エチレンガスを使用した例を示したが、これに限定するものではなく、滅菌作用を奏するガスであれば各種のガスを適用することができる。また、吸着対象とする滅菌ガスの種類等に応じて上述の説明で例示したもの以外にも、適宜の吸着剤を使用することが可能である。

本発明の滅菌器用排ガス処理装置の一実施例を示す構成図である。 エジェクタの原理を説明する図である。 滅菌処理および排ガス処理における運転パターンを示す図である。

符号の説明

１ 排ガス処理装置
２ ガス滅菌器
３ 排気ポンプ
４ 熱交換器
５ 吸着塔
６ 触媒燃焼装置
７ 第２排ガス導入路
８ 第２空気導入路
９ 第１排ガス導入路
１０ 第１空気導入路
１１ エジェクタ
１２ ブロア（あるいはコンプレッサー）
１３ 予熱ヒータ
１４ オリフィス
１５ 圧力計
１６ 処理ガス排出路
１７ 排ガス路
１８ 第１弁
１９ 第２弁
２０ 筒状体
２１ 逆止弁
２２ 分岐路
２３ 流路
２４ 第３弁
２５ 第４弁
２６ 第５弁

Claims (8)

1. 酸化エチレンガス滅菌器からの排ガスを無害化する酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法であって、排ガス内の滅菌ガスを吸着剤に吸着する吸着工程と、上記吸着工程から排出された排ガス内の滅菌ガスを触媒燃焼する触媒燃焼工程とを備え、
   滅菌槽内を減圧して槽内の排ガスを排出する排出動作と槽内に大気を導入する大気導入動作とを繰り返す排ガス排出処理を実行し、
   上記排ガス排出処理の開始から終了までの間常に、上記吸着工程に導入する排ガスに対し希釈空気を導入する第２希釈工程を行なうことにより、滅菌槽からの排ガスの排出が停止している間、上記希釈空気を吸着剤の脱着ガスとして作用させることを特徴とする酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法。
2. 上記吸着工程から排出された排ガスを触媒燃焼工程に導入する際に希釈空気を導入する第１希釈工程をさらに備え、吸着工程から排出される滅菌ガスの濃度が爆発限界以下になるよう上記第１希釈工程における希釈空気の導入量を制御するようにした請求項１記載の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法。
3. 上記第１希釈工程は、上記吸着工程から排出される排ガスに対して上記希釈空気の気流によって負圧を与えて吸引することによって希釈することにより、上記吸着工程を常に負圧状態で運転しうるようにした請求項２記載の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法。
4. 上記第１希釈工程における希釈動作と、上記吸着工程からの排ガスに対して負圧を与えて吸着工程を負圧状態で運転する動作を１つのエジェクタで両立させて実現した請求項３記載の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理方法。
5. 酸化エチレンガス滅菌器からの排ガスを無害化する酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理装置であって、排ガス内の滅菌ガスを吸着剤に吸着する吸着塔と、上記吸着塔から排出された排ガス内の滅菌ガスを触媒燃焼する触媒燃焼装置と、
   滅菌槽内を減圧して槽内の排ガスを排出する排出動作と槽内に大気を導入する大気導入動作とを繰り返す排ガス排出処理を実行するための排気ポンプと、
   上記排ガス排出処理の開始から終了までの間常に、上記吸着塔に導入する排ガスに対し希釈空気を導入する第２希釈空気導入路とを備え、
   上記排気ポンプによる滅菌槽からの排ガスの排出が停止している間、上記第２希釈空気導入路から吸着塔に導入された希釈空気を吸着剤の脱着ガスとして作用させることを特徴とする酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理装置。
6. 上記吸着塔から排出された排ガスを触媒燃焼装置に導入する際に希釈空気を導入する第１希釈手段をさらに備え、吸着塔から排出される滅菌ガスの濃度が爆発限界以下になるよう上記第１希釈手段における希釈空気の導入量を制御するようになっている請求項５記載の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理装置。
7. 上記第１希釈手段は、上記吸着塔から排出される排ガスに対して上記希釈空気の気流によって負圧を与えて吸引することによって希釈することにより、上記吸着塔を常に負圧状態で運転しうるようになっている請求項６記載の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理装置。
8. 上記第１希釈手段における希釈動作と、上記吸着塔からの排ガスに対して負圧を与えて吸着塔を負圧状態で運転する動作を１つのエジェクタで両立させて実現するよう構成されている請求項７記載の酸化エチレンガス滅菌器用排ガス処理装置。

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