WO2023042302A1 - 酸化エチレンガスの除去方法及びそれを用いた酸化エチレンガス除去システム - Google Patents

Abstract

本発明の酸化エチレンガスの除去方法は、所定の区画空間（１２）中に放出される酸化エチレンガスを除去する方法であって、上記の区画空間（１２）内に放出された酸化エチレンを含有するＥＯ含有エア（ＣＡ）を吸引して、濃縮装置（１４）に供給する第１のステップと、上記の濃縮装置（１４）にて、吸引した上記のＥＯ含有エア（ＣＡ）から水分を除去した後、吸着材（４２）で酸化エチレンを吸着して濃縮する第２のステップと、濃縮した酸化エチレンを上記の吸着材（４２）から脱着させて除去装置（１６）に送る第３のステップと、上記の除去装置（１６）で酸化エチレンガスを分解・除去する第４のステップとを含む。

Description

酸化エチレンガスの除去方法及びそれを用いた酸化エチレンガス除去システム

　本発明は、所定の空間中に極低濃度で存在する酸化エチレンガスの除去方法とその装置（除去システム）とに関する。

　酸化エチレン（以下、「ＥＯ」と略記することもある。）は、きわめて反応性が高いため、他の有機物質を合成する時の中間体として用いられており、また、殺菌力が強いことから、医療用具や精密機器の滅菌などにも用いられている。
　上記の用途のうち、例えば医療用具の滅菌に関しては、以前、滅菌に用いられて使用済みとなった酸化エチレンが無処理のまま大気中へ放出されることもあった。しかしながら、この酸化エチレンは、ヒトに対して発ガン性や皮膚・粘膜に対する刺激性を有するのに加え、近年、大気中に排出された酸化エチレンが環境に与える影響も重大な問題になりつつあることから、わが国のみならず諸外国においても酸化エチレンに関する規制が定められるようになっている。

　このような使用済みの酸化エチレンを除去する技術として、例えば、下記の特許文献１（日本国・特開２０１４－２３７０９０号公報）には、滅菌処理後の廃ガスに含まれる酸化エチレンを除去する廃ガス処理装置であって、石油又は石炭を原料とする活性炭が充填され、前記廃ガスを該活性炭に接触させて酸化エチレンを吸着させて分解することにより該廃ガスから酸化エチレンを除去するための吸着筒を備えることを特徴とする廃ガス処理装置が開示されている。
　また、下記の特許文献２(日本国・特開平８－２１５５４１号公報)には、排気ガス中の酸化エチレンを吸着する吸着塔、及び排気ガス中の酸化エチレンを燃焼させる触媒燃焼装置が直列に接続されている処理装置が開示されている。
　これらの技術によれば、滅菌処理後の廃ガスに含まれるＥＯの除去効率に優れた処理装置及び処理方法を提供することができるとされている。

特開２０１４－２３７０９０号公報 特開平８－２１５５４１号公報

　しかしながら、上記の従来技術には次のような課題があった。すなわち、上記従来の処理装置及び処理方法は、医療用具のＥＯ滅菌器から排出される廃ガスのように比較的高い濃度のＥＯを含むガスの除去処理には有効であろうが、所定の区画空間に僅かな量のＥＯが放出されるような場合、例えば、酸化エチレン滅菌後の医療用具は、ビニールブースや温蔵庫などで所定期間保管されて滅菌済み医療用具に残留するＥＯを排出させるようにしているが、そのビニールブースや温蔵庫と言った限られた空間に放出されたＥＯのように、極低濃度のＥＯを上記従来の処理装置及び処理方法で除去処理するのは極めて困難であった。

　それゆえに、本発明の主たる課題は、所定の限られた空間内に放出された極低濃度の酸化エチレンをも効率的に除去して環境中から除去することが可能な酸化エチレンの除去方法とその装置とを提供することである。

　上記の目的を達成するため、本発明における第１の発明は、例えば、図１に示すように、所定の区画空間１２中に放出される酸化エチレンの除去方法を次のように構成した。
　すなわち、上記の区画空間１２内に放出された酸化エチレンを含有するＥＯ含有エアＣＡを吸引して、濃縮装置１４に供給する第１のステップと、上記の濃縮装置１４にて、吸引したＥＯ含有エアＣＡから水分を除去した後、吸着材４２で酸化エチレンを吸着して濃縮する第２のステップと、濃縮した酸化エチレンを上記の吸着材４２から脱着させて除去装置１６に送る第３のステップと、上記の除去装置１６で酸化エチレンを分解・除去する第４のステップとを含む。

　この第１の発明は、例えば、次の作用を奏する。
　大気中に存在するＥＯは、水分と似た特性を有することから、所定の区画空間１２に放出されるＥＯが少量且つ極低濃度である場合、吸着材４２を用いてその区画空間１２内のＥＯ含有エアＣＡからＥＯを吸着・除去するのが非常に困難である。そこで、本発明では、第２のステップにおいて、吸着材４２でＥＯ含有エアＣＡ中のＥＯを吸着させる前にＥＯ含有エアＣＡから水分を除去するようにしている。こうすることにより、吸着材４２におけるＥＯの吸着効率を著しく向上させることができる。
　ここで、「所定の区画空間」とは、ＥＯが滞留する閉鎖された空間を意味し、具体的には、ＥＯ滅菌器の内部空間，滅菌済み医療用具に残留するＥＯを排出させために係る用具を一時的にストックするビニールブースや温蔵庫の内部空間，ＥＯを取り扱う作業場やプラントの内部空間などを例示することができる。

　本発明においては、例えば、図２に示すように、前記の第２のステップでは、前記の吸着材４２として親水性ゼオライトを用いると共に、前記の濃縮装置１４を通過した再生エアＲＡを前記の区画空間１２内に戻して循環させるのが好ましい。吸着材４２として親水性ゼオライトを用いることにより、当該吸着材によりＥＯ含有エアＣＡ中の水分を除去した上で、又は除去しながら酸化エチレンを吸着することができる為、濃縮装置１４において吸着材４２の他に別途の水分除去手段（例えば水分除去手段４８）を設ける必要がなく、装置構成をシンプルにすることができる。また、濃縮装置１４を通過した再生エアＲＡは、その含有水分量が低くなることから、これを所定の区間空間に戻すことにより所定の区間空間１２内のＥＯ含有エアＣＡの水分量も低下させることができる。これらの効果により、極低濃度の酸化エチレンを含有する大風量のＥＯ含有エアＣＡであっても処理することができる。
 

　また、第２の発明に係る装置は、上述した方法（第１の発明）を実施するための酸化エチレンガス除去システムであって、例えば、図１に示すように、所定の区画空間１２内に放出される酸化エチレンを濃縮する濃縮装置１４と、その濃縮装置１４で濃縮した酸化エチレンガスを分解して除去する除去装置１６とを含む。
　上記の濃縮装置１４は、吸着構造体１８を介してその内部空間が第１室２０及び第２室２２に区画された吸着器２４ａ，２４ｂ…を、少なくとも２基以上備える固定式吸着塔２６、上流端が上記の区画空間１２に接続され、下流端が上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第１室２０に接続されて上記の区画空間１２より供給されるＥＯ含有エアＣＡを、上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第１室２０の何れかに切り換え可能に供給する区画空間エア供給流路２８、上流端が上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２に接続され、下流端が外気に通じる排気口３０に接続されて上記の何れかの吸着器２４ａ，２４ｂ…の吸着構造体１８を通過して酸化エチレンが吸着・除去された再生エアＲＡを上記の排気口３０へと送給する再生エア送給流路３２、上流端が上記の再生エア送給流路３２に設けられた送気ファン３４の吐出側にて当該再生エア送給流路３２に接続され、下流端が上記の吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２に接続されて上記の再生エアＲＡの一部をパージエアＰＡとして当該各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２の何れかに切り換え可能に送給するパージエア送給流路３６、及び上流端が上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第１室２０に接続され、下流端が上記の除去装置１６に接続された濃縮ＥＯ排出流路４０とを備える。上記の吸着構造体１８は、無機の多孔質材料を主体とし、空気中の酸化エチレンを物理的に吸着する粒状又は塊状の吸着材４２と、その吸着材４２を収納すると共に、上記の吸着器２４ａ，２４ｂ…の内部空間を互いに気体の通流が可能な２つの室２０，２２に区画する通気性のケーシング４４と、そのケーシング４４内に収納された上記の吸着材４２の中に埋設されることによって当該吸着材４２を直に加熱する加熱手段４６とで構成される。また、上記の区画空間エア供給流路２８上における上記の固定式吸着塔２６の前段に、上記のＥＯ含有エアＣＡ中の水分を除去する水分除去手段４８が設けられる。

　この第２の発明は、例えば、次の作用を奏する。
　ＥＯ含有エアＣＡ中のＥＯを吸着材４２にて吸着させる前に、水分除去手段４８によってＥＯ含有エアＣＡ中の水分を除去するようにしているので、吸着材４２におけるＥＯの吸着効率を著しく向上させることができる。
　また、固定式吸着塔２６が少なくとも２基以上の吸着器２４ａ，２４ｂ…を備えているので、吸着材４２によるＥＯ含有エアＣＡからのＥＯの吸着および吸着材４２の再生（ＥＯ脱着）・冷却と言った２つの異なる工程を、エアの流路の切換えや加熱手段４６のオン・オフと言った操作だけで同時に進行させることができる。このため、酸化エチレンガス除去システムを長期間連続運転させることができる。

　また、第３の発明に係る装置は、上述した方法（第１の発明）を実施するための酸化エチレンガス除去システムであって、例えば、図２に示すように、所定の区画空間１２内に放出される酸化エチレンを濃縮する濃縮装置１４と、その濃縮装置１４で濃縮した酸化エチレンを分解して除去する除去装置１６とを含む。
　上記の濃縮装置１４は、吸着構造体１８を介してその内部空間が第１室２０及び第２室２２に区画された吸着器２４ａ，２４ｂ…を、少なくとも２基以上備える固定式吸着塔２６、上流端が上記の区画空間１２に接続され、下流端が上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第１室２０に接続されて上記の区画空間１２より供給されるＥＯ含有エアＣＡを、上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第１室２０の何れかに切り換え可能に供給する区画空間エア供給流路２８、上流端が上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２に接続され、下流端が上記の区画空間１２に接続されて上記の何れかの吸着器２４ａ，２４ｂ…の吸着構造体１８を通過して酸化エチレンが吸着・除去された再生エアＲＡを上記の区画空間１２へと返送する再生エア返送流路５０、上流端がその再生エア返送流路５０に設けられた送気ファン５２の吐出側にて当該再生エア返送流路５０に接続され、下流端が上記の吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２に接続されて上記の再生エアＲＡの一部をパージエアＰＡとして当該各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２の何れかに切り換え可能に送給するパージエア送給流路５４、及び上流端が上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第１室２０に接続され、下流端が上記の除去装置１６に接続された濃縮ＥＯ排出流路４０とを備える。上記の吸着構造体１８は、親水性ゼオライトからなり、上記のＥＯ含有エアＣＡ中の水分と酸化エチレンガスとを物理的に吸着する粒状又は塊状の吸着材４２と、その吸着材４２を収納すると共に、上記の吸着器２４ａ，２４ｂ…の内部空間を互いに気体の通流が可能な２つの室２０，２２に区画する通気性のケーシング４４と、そのケーシング４４内に収納された上記の吸着材４２の中に埋設されることによって当該吸着材４２を直に加熱する加熱手段４６とで構成される。

　この第３の発明は、例えば、次の作用を奏する。
　濃縮装置１４において、吸着材４２の他に別途の水分除去手段を設けていないので、装置構成をシンプルにすることができると共に、大風量処理に適したものとなる。
　また、固定式吸着塔２６が少なくとも２基以上の吸着器２４ａ，２４ｂ…を備えているので、吸着材４２によるＥＯ含有エアＣＡからのＥＯの吸着および吸着材４２の再生（ＥＯＣ脱着）・冷却と言った２つの異なる工程を、エアの流路の切換えや加熱手段４６のオン・オフと言った操作だけで同時に進行させることができる。このため、酸化エチレンガス除去システムを長期間連続運転させることができる。

　本発明によれば、所定の区間空間内に放出された極低濃度の酸化エチレンガスを効率的に除去して環境中から除去することが可能な酸化エチレンガスの除去方法とその装置とを提供することができる。

本発明の一実施形態（第１実施形態）の酸化エチレンガス除去システムの一例を示す概略フロー図であり、上段の吸着器２４ａでＥＯの吸着を行い、下段の吸着器２４ｂで吸着材４２の再生・冷却を行っている状態を示したものである。 本発明の他の実施形態（第２実施形態）の酸化エチレンガス除去システムの一例を示す概略フロー図であり、上段の吸着器２４ａでＥＯの吸着を行い、下段の吸着器２４ｂで吸着材４２の再生・冷却を行っている状態を示したものである。

　以下、本発明の酸化エチレンガスの除去方法とそれを用いた酸化エチレンガス除去システムの好適な実施形態について図面を参照しつつ説明する。
　図１は、本発明の一実施形態（第１実施形態）の酸化エチレンガス除去システム１０の一例を示す概略フロー図である。この酸化エチレンガス除去システム１０は、所定の区画空間１２中に存在するＥＯを濃縮してまとめた後に分解して除去処理する装置であり、大略、濃縮装置１４及び除去装置１６で構成される。
　なお、所定の区画空間１２とは、上述したようにＥＯが滞留する閉鎖された空間を意味し、本実施形態では、滅菌済み医療用具に残留するＥＯを排出させために係る用具を一時的にストックするビニールブースや温蔵庫の内部空間を例に説明する。

　濃縮装置１４は、区画空間１２内から供給されるＥＯ含有エアＣＡの中からＥＯを取り込んで濃縮するための装置であり、固定式吸着塔２６，区画空間エア供給流路２８，再生エア送給流路３２，パージエア送給流路３６及び濃縮ＥＯ排出流路４０で大略構成されている。

　固定式吸着塔２６は、区画空間エア供給流路２８を介して区画空間１２より供給されるＥＯ含有エアＣＡ中のＥＯを吸着する装置であり、吸着構造体１８を介してその内部空間が第１室２０及び第２室２２に区画された（図示実施形態では）２基の吸着器２４ａ，２４ｂを備える。

　吸着構造体１８は、無機の多孔質材料を主体とし、空気中のＥＯを物理的に吸着する粒状又は塊状の吸着材４２と、その吸着材４２を収納すると共に、吸着器２４ａ，２４ｂの内部空間を互いに気体の通流が可能な２つの室２０，２２に区画する通気性のケーシング４４と、そのケーシング４４内に収納された上記の吸着材４２の中に埋設されることによって当該吸着材４２を直に加熱する加熱手段４６とで構成される。

　上記の吸着材４２を形成する無機の多孔質材料として、ゼオライト，シリカゲル，活性アルミナなどを挙げることができるが、例えば酸化エチレンガスの吸着特性や、取扱性などを考慮すれば、ゼオライトが特に好適である。
　さらに、吸着材４２としてゼオライトを使用する場合には、装置をコンパクトにするため、親水性ゼオライトまたは疎水性ゼオライトを混合あるいは、多段に配置してもよく、天然から産出される天然ゼオライトまたは人工的に合成される人工ゼオライトあるいはそれらの混合物でもよい。
　親水性ゼオライトとは、Ｓｉ／Ａｌ比が小さく親水性が高いＡ型（Ｓｉ／Ａｌ＝１．０）、Ｘ型（Ｓｉ／Ａｌ＝１．０～１．５）あるいは水と炭化水素のような極性の小さい化合物との吸着選択性で水の方が多く吸着するものでもよいが、結晶性アルミのケイ酸塩からなる細孔径６Å未満の合成ゼオライトで、少なくとも水を吸着し、より好ましくは水と酸化エチレンの両方を吸着することができるものが好ましく、燃焼効率を上げるために濃縮するので、脱着するときの酸化エチレンを含む気体の酸化エチレン濃度が吸着するときの酸化エチレンを含む気体の酸化エチレン濃度より大きくなるよう、吸着した酸化エチレンの少なくとも５０％以上を加熱などにより酸化エチレンとして脱着するものが特に好ましい。
　疎水性ゼオライトとはＳｉ／Ａｌ比が大きいもの、あるいは脱Ａｌ処理やゼオライト表面のシラノール基をアルキルシラン、アルコキシシランあるいはアルコールなどでアルキル基を修飾して表面極性を低下したもののほか、水と炭化水素のような極性の小さい化合物との吸着選択性で炭化水素をより多く吸着するものでもよいが、水と酸化エチレンの両方を吸着することができるものが好ましい。
　あるいは、酸化エチレンと水の濃度が同じ気体と接触した場合において、酸化エチレンを水より多く吸着する吸着材４２、酸化エチレンを水より少なく吸着する吸着材４２、酸化エチレンと水をほぼ同じ量を吸着する吸着材４２のいずれか、または２種類以上を混合あるいは多段に配置して吸着してもよく、水を多く吸着した後に酸化エチレンを吸着するなど実質多段になっていれば分離装置内を枠などで仕切らなくてもよい。
　特に物理的に吸着する吸着材４２で酸化エチレンを吸着除去する場合、物理吸着による酸化エチレンを吸着する多孔質吸着材４２は、親水性か疎水性、あるいは細孔径に関わらず酸化エチレンより濃度あるいは気体に含まれる気体量が多い水の吸着量の方が酸化エチレンの吸着量より多く、短時間で吸着材４２の吸着飽和量を越えて破過してしまう。
　特に分子径が酸化エチレン（４．２Å）より小さい水（２．８Å）や二酸化炭素（２．８Å）は酸化エチレンより多く吸着されやすい。
　あるいは、細孔径が水より大きく酸化エチレンより小さいゼオライトであっても、極性の大きい酸化エチレンが表面に吸着可能であるため除去できるものでもよい。
　なお、吸着材４２は、無機の多孔質材料を主体とする、すなわち無機の多孔質材料を吸着材４２全体に対して５０質量％より多く含むものであればよく、全てを無機の多孔質材料で構成する以外にも、例えば必要に応じて５０質量％未満の活性炭や有機系吸着材など他の吸着材料を含むものであってもよい。

　通気性のケーシング４４は、例えば、金属金網や耐熱性の樹脂網、或いはパンチングメタルやエキスパンドメタルなどのように、通気性を阻害せず、耐熱性と機械的強度に優れた材料で形成される。

　加熱手段４６は、ケーシング４４内に収納された吸着材４２の中に埋設され、その吸着材４２を直に加熱できるもの、より具体的には、吸着材４２それ自体及び／又は吸着材４２に吸着されたＥＯを直に加熱して吸着材４２からＥＯを脱着させることができるものであれば如何なる態様であってもよく、電熱ヒーターやマイクロ波加熱装置や高周波誘導加熱装置などが好適に用いられる。図１で示す実施形態の場合、この加熱手段４６として、（図示しないが）アルミナ管や石英管などからなるヒーターパイプの中にニクロム線などの発熱体が装填されたシーズヒーターを、水平方向に蛇行させて略平面状に埋設したものを用いている。このような加熱手段４６を用いれば、吸着構造体１８の全体を迅速に且つコントロール容易に昇温させることができる。
　因みに、加熱手段４６としてマイクロ波加熱装置を用いる場合であって、ケーシング４４を金属で形成した場合には、その表面をガラスや耐熱性の樹脂などでコーティングしておく必要がある。

　なお、図１（及び図２）の実施形態では、固定式吸着塔２６として、２基の吸着器２４ａ，２４ｂを備える場合を示しているが、この固定式吸着塔２６に設ける吸着器２４ａ，２４ｂ…の数は２基以上であればよく、目的とする再生エアＲＡの品質や必要量などに応じて適宜選択できる。例えば、固定式吸着塔２６に設ける吸着器２４ａ，２４ｂの数を図示実施形態のように２基とすることによって、後述するようなＥＯ含有エアＣＡ中のＥＯの吸着および吸着材４２の再生・冷却と言った２つの異なる工程を同時に進行させることができるのに加え、吸着装置のサイズをミニマム化できスペース効率に優れたものとなる。
　一方、固定式吸着塔２６に設ける吸着器２４ａ，２４ｂ…の数を３基以上とすることによって、ＥＯ含有エアＣＡの処理風量を増やすことができるのに加え、吸着運転する吸着器２４ａ，２４ｂ…を切り換える際に圧力変動やハンチング等が発生するのを抑制することができるようになる。また、吸着材４２の再生と冷却とをそれぞれ別個の工程に分離して行うこともできるようになる。

　ここで、固定式吸着塔２６に設ける吸着器２４ａ，２４ｂ…は、図１に示すように、その内部空間が吸着構造体１８にて高さ方向に二分され、上側が第１室２０、下側が第２室２２２となるように形成するのが好ましい。こうすることにより、パージエアＰＡのように吸着器２４ａ，２４ｂ…内で高温となる気体は、当該吸着器２４ａ，２４ｂ…の下側から入り上側へと抜けるようになる。このため、気体の通流がスムーズで効率が良く、ランニングコストの低減にも繋がる。

　区画空間エア供給流路２８は、区画空間１２からＥＯ含有エアＣＡを固定式吸着塔２６へと供給する流路であり、上流端が区画空間１２に接続された管路２８Ａを有する。この管路２８Ａは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、途中で複数に枝分かれして分岐管２８Ａ１，２８Ａ２…（図示実施形態では分枝管２８Ａ１および２８Ａ２の２つ）となり、その下流端が各吸着器２４ａ，２４ｂの第１室２０に接続される。また、管路２８Ａの途中（分岐前）には、後述する水分除去手段４８が設けられると共に、各分岐管２８Ａ１，２８Ａ２…のそれぞれには、バルブ５８ａ，５８ｂ…が取り付けられる。かかるバルブ５８ａ，５８ｂ…を開閉操作することによって、ＥＯ含有エアＣＡの供給先が切り換えられる。なお、バルブ５８ａ，５８ｂ…は、例えばバタフライ弁やボール弁などの通常のバルブのみならずダンパなどを用いるようにしてもよい（以下、全てのバルブ類について同じ。）。

　水分除去手段４８は、区画空間１２から取り出されたＥＯ含有エアＣＡから水分を除去するための装置で、図１の実施形態では、チラー４８ａとミストセパレーター４８ｂとで構成されている。なお、この水分除去手段４８は、上記の構成に限定されるものではなく、ＥＯ含有エアＣＡ中の水分を除去できるものであれば如何なるものであってもよく、例えば、シリカゲルカラムのようなものであってもよい。

　再生エア送給流路３２は、吸着器２４ａ，２４ｂの何れかの吸着構造体１８を通過してＥＯが吸着・除去された再生エアＲＡを排気口３０へと送給する流路であり、下流端がその排気口３０に接続された管路３２Ａを有する。その管路３２Ａは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、途中で複数に枝分かれして分岐管３２Ａ１，３２Ａ２…（図示実施形態では分枝管３２Ａ１および３２Ａ２の２つ）となり、その上流端が各吸着器２４ａ，２４ｂの第２室２２に接続される。また、管路３２Ａの途中には再生エアＲＡを吸引して排気口３０へと送給する送気ファン３４が取り付けられると共に、各分岐管３２Ａ１，３２Ａ２…のそれぞれには、バルブ６０ａ，６０ｂ…が取り付けられる。

　パージエア送給流路３６は、その上流端が再生エア送給流路３２に設けられた送気ファン３４の吐出側にて当該再生エア送給流路３２に接続された管路３６Ａを有する。この管路３６Ａは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、その上流端側に管路３６Ａへ流入させる再生エアＲＡの風量を調整するバタフライ弁６２が設置されると共に、その下流側が分岐して分岐管３６Ａ１，３６Ａ２…（図示実施形態では分枝管３６Ａ１および３６Ａ２の２つ）となり、各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２に接続される。また、各分岐管３６Ａ１，３６Ａ２…のそれぞれには、バルブ６４ａ，６４ｂ…が取り付けられる。このため、このパージエア送給流路３６は、再生エアＲＡの一部をパージエアＰＡとして取り込んで上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２の何れかに切り換え可能に送給することができる。

　濃縮ＥＯ排出流路４０は、吸着器２４ａ，２４ｂ…に供給されたパージエアＰＡを介して、吸着構造体１８の吸着材４２で濃縮させた後、その吸着材４２から脱着させた相対的に高濃度のＥＯを除去装置１６へと送給するためのものであり、濃縮させたＥＯを伴ったパージエアＰＡが通流する管路４０Ａを有する。この管路３４Ａは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、その上流側が分岐して分岐管４０Ａ１，４０Ａ２…（図示実施形態では分枝管４０Ａ１および４０Ａ２の２つ）となり、各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第１室２０に接続される。また、各分岐管４０Ａ１，４０Ａ２…のそれぞれには、バルブ６６ａ，６６ｂ…が取り付けられる。そして、この管路４０Ａの下流側には、濃縮されたＥＯを伴ったパージエアＰＡを吸引して除去装置１６へと送給する送気ファン６８が取り付けられると共に、当該管路４０Ａの下流端が除去装置１６に接続される。

　除去装置１６は、濃縮装置１４で濃縮されたＥＯを分解させて除去するための装置である。この除去装置１６で実行されるＥＯの分解方法は、直接燃焼、触媒燃焼、光触媒，プラズマ，酸・塩基加水分解、スクラバーなどと言った公知の方法を採用することができる。とりわけ、廃棄物を削減する等の観点から、この除去装置１６には触媒燃焼式のアベーターを用いるのが好適である。

　以上のように構成された酸化エチレンガス除去システム１０の各バルブ類，加熱手段４６，送気ファン３４および送気ファン６８などは、図示しない制御手段に接続されており、その制御手段によって所定の動作をするように制御されている。
　そして、以上のように構成された酸化エチレンガス除去システム１０を用いて、区画空間１２中のＥＯを除去する際には、各吸着器２４ａ，２４ｂ…のうち、少なくとも１基でＥＯを吸着して再生エアＲＡの生成を行い、少なくとも１基で内部の吸着材４２の再生（ＥＯの脱着）および冷却を行なう。例えば、図１で示す実施形態の酸化エチレンガス除去システム１０では、上段の吸着器２４ａでＥＯ含有エアＣＡ中のＥＯを除去して再生エアＲＡの生成を行なうと共に、下段の吸着器２４ｂで吸着材４２の再生（前回の稼働時に吸着させたＥＯの脱着）・冷却を行なっている。以下、具体的にその方法について説明する。

　図１に示すように、区画空間エア供給流路２８のバルブ５８ａを開操作すると共にバルブ５８ｂを閉操作する。また、再生エア送給流路３２のバルブ６０ａを開操作すると共にバルブ６０ｂを閉操作する。さらに、パージエア送給流路３６のバルブ６４ｂおよび濃縮ＥＯ排出流路４０のバルブ６６ｂを開操作すると共にパージエア送給流路３６のバルブ６４ａおよび濃縮ＥＯ排出流路４０のバルブ６６ａを閉操作し、吸着器２４ｂの加熱手段４６を作動させる。そして、吸着器２４ｂの加熱手段４６の温度が吸着材４２からＥＯが脱着する所定の温度（例えば吸着材４２がゼオライトの場合には１８０℃以上の所定温度）に達したところで、送気ファン３４および送気ファン６８の運転を開始させる。すると、区画空間１２内からＥＯ含有エアＣＡが吸引されて濃縮装置１４へと供給される、（酸化エチレンガスの除去方法における）第１のステップが実行される。

　続いて、ＥＯ含有エアＣＡが吸着器２４ａの第１室２０へと向かう途中で水分除去手段４８を通過するが、その際にＥＯ含有エアＣＡ中の水分が取り除かれる。然る後、吸着器２４ａの第１室２０に達した水分除去後のＥＯ含有エアＣＡは、吸着構造体１８を通過する際にＥＯが吸着材４２に吸着され、第２室２２へ到達したときにはＥＯが除去された再生エアＲＡへと変換され、（酸化エチレンガスの除去方法における）第２のステップが完了する。

　続いて、再生エアＲＡは送気ファン３４によって吸引され、再生エア送給流路３２を通って排気口３０へと送られ、その排気口３０を介して大気中へと放出されるが、この再生エアＲＡの一部は、パージエア送給流路３６へと送られてパージエアＰＡとして利用される。

　上記のパージエアＰＡは、分枝管３６Ａ２を通って吸着器２４ｂの第２室２２へ順次送られる。吸着器２４ｂの第２室２２に達したパージエアＰＡは、吸着構造体１８を通過する際に吸着材４２に吸着して濃縮されているＥＯをその吸着材４２から脱着させて、脱着したＥＯと共に吸着器２４ｂの第１室に到達し、（酸化エチレンガスの除去方法における）第３のステップが完了する。
　ここで、その吸着材４２の再生、すなわち吸着器２４ｂの吸着材４２に吸着させたＥＯの脱着が完了すると、吸着器２４ｂの加熱手段４６の作動を停止する。そうすると、吸着器２４ｂを通流する常温のパージエアＰＡによる吸着材４２の冷却が開始される。

　そして、高い濃度に濃縮されているＥＯと共に吸着器２４ｂの第１室２０に到達したパージエアＰＡは、送気ファン６８によって吸引され、濃縮ＥＯ排出流路４０を通って除去装置１６へと供給され、その除去装置１６でＥＯが分解・除去される。つまり、（酸化エチレンガスの除去方法における）第４のステップが実行される。

　以上のような状態で酸化エチレンガス除去システム１０を所定の時間に亘って稼働させると、吸着器２４ａの吸着材４２のＥＯ吸着量が飽和状態に近づいてくる。そうすると、吸着器２４ａ，２４ｂの切り換えが必要になる。すなわち、図１の状態にある酸化エチレンガス除去システム１０について、区画空間エア供給流路２８のバルブ５８ｂを開操作すると共にバルブ５８ａを閉操作する。また、再生エア送給流路３２のバルブ６０ｂを開操作すると共にバルブ６０ａを閉操作する。さらに、パージエア送給流路３６のバルブ６４ａおよび濃縮ＥＯ排出流路４０のバルブ６６ａを開操作すると共にパージエア送給流路３６のバルブ６４ｂおよび濃縮ＥＯ排出流路４０のバルブ６６ｂを閉操作し、吸着器２４ａの加熱手段４６を作動させる。そうすることで、上段の吸着器２４ａで吸着材４２の再生が行なわれると共に、下段の吸着器２４ｂでＥＯの吸着が行なわれる。
　以下、このような各バルブの切り換え操作および各加熱手段４６のオン・オフが順に実行され、吸着器２４ａ，２４ｂの動作の切り換えが逐次行なわれる。

　本実施形態の酸化エチレンガス除去システム１０によれば、ＥＯ含有エアＣＡ中のＥＯを吸着材４２にて吸着させる前に、水分除去手段４８によってＥＯ含有エアＣＡ中の水分を除去するようにしているので、吸着材４２におけるＥＯの吸着効率を著しく向上させることができる。具体的には、区画空間１２がＥＯ滅菌済み医療用具を一時的にストックするビニールブースや温蔵庫の場合、ＥＯ含有エアＣＡのＥＯ濃度は概ね５～１０００ｐｐｍの範囲となるが、再生エアＲＡのＥＯ濃度は１ｐｐｍ未満となる。
　また、濃縮装置１４を区画空間１２の外に配置していため、酸化エチレンガス除去システム１０を構成する各装置を近くに集約させることができ、ＥＯ除去処理の効率化をはかることができる。

　なお、上述の実施形態では、濃縮装置１４に固定式吸着塔２６が１基のみ設けられた場合を示しているが、この固定式吸着塔２６を２基以上設け、並列に接続するようにしてもよい。こうすることにより、単位時間当たりのＥＯ含有エアＣＡの処理風量を増やすことができる。
　ここで、固定式吸着塔２６の数を増やすことによって配管系およびそれに付帯する各バルブも増えることになるが、その場合、（図示はしないが）各バルブについて同じ機能を有するものをそれぞれダクトにまとめて収容し、これらのダクトに各管路の分枝管の機能を持たせるようにするのが好ましい。

　また、上述の実施形態では、濃縮装置１４を区画空間１２の外に配置しているが、この濃縮装置１４を区画空間１２内に配置するようにしてもよい。この場合、長尺で複雑な配管系をなくしてコンパクトにすることができ、その結果、エアの送気動力を削減することができる。

　また、上述の実施形態では、吸着構造体１８の加熱手段４６としてシーズヒーター(電熱ヒーター)を用いる場合を示しているが、この加熱手段４６は、ケーシング４４内に収納された吸着材４２の中に埋設されることによって当該吸着材４２を直に加熱するものであれば如何なる態様であってもよい。このため、例えば、除去装置１６として使用するアベーターの排気をケーシング４４内に導入し、その排気の熱(排熱)を加熱手段４６の熱源として使用するようにしてもよい。この場合、吸着材４２の加熱に用いる電力を省略或いは削減することができる。

　次に、図２に示す第２実施形態の酸化エチレンガス除去システム１０について説明する。
　上述した第１実施形態の酸化エチレンガス除去システム１０と異なる点は、吸着材４２を親水性ゼオライトからなるものに限定すると共に、再生エア送給流路３２に代えて再生エア返送流路５０を設け、再生エアＲＡを区画空間１２へと戻して循環させる点である。なお、これら以外の部分は前記第１実施形態と同じであるので、前記第１実施形態と同じ図番（符号）を付すと共に、前記第１実施形態の説明を援用して本実施例の説明に代える。

　吸着材４２として使用する親水性ゼオライトは、結晶性アルミのケイ酸塩からなる細孔径６Å未満の合成ゼオライトで、水分と酸化エチレンの両方を吸着することができるものである。この親水性ゼオライトで形成される吸着材４２の形状については粒状又は塊状であれば特に限定されるものではないが、ＥＯの吸着効率などを考慮すると、ペレット径２～３ｍｍで且つペレット長４～６ｍｍ程度のペレット形状とするのが好ましい。

　再生エア返送流路５０は、吸着器２４ａ，２４ｂの何れかの吸着構造体１８を通過してＥＯが吸着・除去された再生エアＲＡを区画空間１２へと返送して循環させる流路であり、下流端がその区画空間１２に接続された管路５０Ａを有する。その管路５０Ａは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、途中で複数に枝分かれして分岐管５０Ａ１，５０Ａ２…（図示実施形態では分枝管５０Ａ１および５０Ａ２の２つ）となり、その上流端が各吸着器２４ａ，２４ｂの第２室２２に接続される。また、管路５０Ａの途中には再生エアＲＡを吸引して区画空間１２へと送給する送気ファン５２が取り付けられると共に、各分岐管５０Ａ１，５０Ａ２…のそれぞれには、バルブ７０ａ，７０ｂ…が取り付けられる。

　パージエア送給流路５４は、その上流端が再生エア返送流路５０に設けられた送気ファン５２の吐出側にて当該再生エア返送流路５０に接続された管路５４Ａを有する。この管路５４Ａは、例えばステンレスパイプのような金属材料等で形成されており、その上流端側に管路５４Ａへ流入させる再生エアＲＡの風量を調整するバタフライ弁７２が設置されると共に、その下流側が分岐して分岐管５４Ａ１，５４Ａ２…（図示実施形態では分枝管５４Ａ１および５４Ａ２の２つ）となり、各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２に接続される。また、各分岐管５４Ａ１，５４Ａ２…のそれぞれには、バルブ７４ａ，７４ｂ…が取り付けられる。このため、このパージエア送給流路５４は、再生エアＲＡの一部をパージエアＰＡとして取り込んで上記の各吸着器２４ａ，２４ｂ…の第２室２２の何れかに切り換え可能に送給することができる。

　次に、以上のように構成された第２実施形態の酸化エチレンガス除去システム１０を用いて、区画空間１２中のＥＯを除去する際には、各吸着器２４ａ，２４ｂ…のうち、少なくとも１基でＥＯを吸着して再生エアＲＡの生成を行い、少なくとも１基で内部の吸着材４２の再生（ＥＯの脱着）および冷却を行なう。例えば、図２で示す実施形態では、上段の吸着器２４ａでＥＯ含有エアＣＡ中のＥＯを除去して再生エアＲＡの生成を行なうと共に、下段の吸着器２４ｂで吸着材４２の再生（前回の稼働時に吸着させたＥＯの脱着）・冷却を行なっている。以下、具体的にその方法について説明する。

　図２に示すように、区画空間エア供給流路２８のバルブ５８ａを開操作すると共にバルブ５８ｂを閉操作する。また、再生エア返送流路５０のバルブ７０ａを開操作すると共にバルブ７０ｂを閉操作する。さらに、パージエア送給流路５４のバルブ７４ｂおよび濃縮ＥＯ排出流路４０のバルブ６６ｂを開操作すると共にパージエア送給流路５４のバルブ７４ａおよび濃縮ＥＯ排出流路４０のバルブ６６ａを閉操作し、吸着器２４ｂの加熱手段４６を作動させる。そして、吸着器２４ｂの加熱手段４６の温度が吸着材４２からＥＯが脱着する所定の温度（吸着材４２が親水性ゼオライトであるので１８０℃以上の所定温度）に達したところで、送気ファン５２および送気ファン６８の運転を開始させる。すると、区画空間１２内からＥＯ含有エアＣＡが吸引されて濃縮装置１４へと供給される。

　続いて、濃縮装置１４における吸着器２４ａの第１室２０に達したＥＯ含有エアＣＡが吸着構造体１８を通過する際、吸着材４２では、ＥＯ含有エアＣＡ中の水とＥＯが吸着されるが、ＥＯよりも圧倒的に多く存在する水分(２,０００－２０,０００ｐｐｍ)が選択的に(ＥＯよりも先に)吸着される。このため、第２室２２へ到達したＥＯ含有エアＣＡの多くは、再生エアＲＡには清浄化されておらず、主として水分が低減されたＥＯ含有エアＣＡとなっている。この水分が低減されたＥＯ含有エアＣＡは、送気ファン５２によって吸引され、再生エア返送流路５０を通って区画空間１２へと返送される。そして、このような循環が繰り返され、ＥＯ含有エアＣＡの水分が或るレベル以下にまで低減されると、吸着器２４ａの吸着材４２にＥＯ吸着量が増えてＥＯ含有エアＣＡが再生エアＲＡへと清浄化されるようになり、区画空間１２内のＥＯ濃度が漸減して行くようになる。尤も、吸着構造体１８が必要十分な量の吸着材４２を有している場合には、１回吸着材を通過させることでＥＯ含有エアＣＡから水分とＥＯを吸着・除去して再生エアＲＡに清浄化させることもできる。

　続いて、再生エアＲＡは上述の通り区画空間１２へと返送されて循環することになるが、この再生エアＲＡの一部は、パージエア送給流路５４へと送られてパージエアＰＡとして利用される。

　上記のパージエアＰＡは、分枝管５４Ａ２を通って吸着器２４ｂの第２室２２へ順次送られる。吸着器２４ｂの第２室２２に達したパージエアＰＡは、吸着構造体１８を通過する際に吸着材４２に吸着して濃縮されているＥＯをその吸着材４２から脱着させて、脱着したＥＯと共に吸着器２４ｂの第１室に到達了する。
　ここで、その吸着材４２の再生、すなわち吸着器２４ｂの吸着材４２に吸着させたＥＯの脱着が完了すると、脱臭器２４ｂの加熱手段４６の作動を停止する。そうすると、吸着器２４ｂを通流する常温のパージエアＰＡによる吸着材４２の冷却が開始される。

　そして、高い濃度に濃縮されているＥＯと共に吸着器２４ｂの第１室２０に到達したパージエアＰＡは、送気ファン６８によって吸引され、濃縮ＥＯ排出流路４０を通って除去装置１６へと供給され、その除去装置１６でＥＯが分解・除去される。

　本実施形態の酸化エチレンガス除去システム１０によれば、濃縮装置１４に、吸着材４２の他に別途の水分除去手段を設けていないので、装置構成をシンプル且つコンパクトにすることができると共に、大風量処理に適したものとなる。

　なお、上述の実施形態では、濃縮装置１４に固定式吸着塔２６が１基のみ設けられた場合を示しているが、前述の第１実施形態と同様に、この固定式吸着塔２６を２基以上設け、並列に接続するようにしてもよい。こうすることにより、ＥＯ含有エアＣＡの処理風量を増やすことができる。

　また、濃縮装置１４を区画空間１２の外に配置しているが、前述の第１実施形態と同様に、この濃縮装置１４を区画空間１２内に配置するようにしてもよい。
　その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。

　１０：酸化エチレンガス除去システム，１２：区画空間，１４：濃縮装置，１６：除去装置，１８：吸着構造体，２０：第１室，２２：第２室，２４ａ・２４ｂ：吸着器，２６：固定式吸着塔，２８：区画空間エア供給流路，３０：排気口，３２：再生エア送給流路，３４：送気ファン，３６：パージエア送給流路，４０：濃縮ＥＯ排出流路，４２：吸着材，４４：ケーシング，４６：加熱手段，４８：水分除去手段，５０：再生エア返送流路，５２：送気ファン，５４：パージエア送給流路，ＣＡ：ＥＯ含有エア，ＲＡ：再生エア，ＰＡ：パージエア．

Claims (5)

1. 　所定の区画空間（１２）中に放出される酸化エチレンガスを除去する方法であって、
   　上記の区画空間（１２）内に放出された酸化エチレンを含有するＥＯ含有エア（ＣＡ）を吸引して、濃縮装置（１４）に供給する第１のステップと、
   　上記の濃縮装置（１４）にて、吸引した上記のＥＯ含有エア（ＣＡ）から水分を除去した後、吸着材（４２）で酸化エチレンを吸着して濃縮する第２のステップと、
   　濃縮した酸化エチレンを上記の吸着材（４２）から脱着させて除去装置（１６）に送る第３のステップと、
   　上記の除去装置（１６）で酸化エチレンを分解・除去する第４のステップとを含む、酸化エチレンガスの除去方法。
2. 　請求項１の酸化エチレンガスの除去方法において、
   　前記の第２のステップでは、前記の吸着材（４２）として親水性ゼオライトを用いると共に、前記の濃縮装置（１４）を通過した再生エア（ＲＡ）を前記の区画空間（１２）内に戻して循環させる、ことを特徴とする酸化エチレンガスの除去方法。
3. 　請求項1又は２に記載の酸化エチレンガス除去方法において、
   　酸化エチレン分解・除去後の再生エア（ＲＡ）中に残存する酸化エチレンが1ｐｐｍ未満であることを特徴とする酸化エチレンガスの除去方法。
4. 　所定の区画空間（１２）内に放出される酸化エチレンガスを濃縮する濃縮装置（１４）と、その濃縮装置（１４）で濃縮した酸化エチレンガスを分解して除去する除去装置（１６）とを含む酸化エチレンガス除去システムであって、
   　上記の濃縮装置（１４）は、
   　吸着構造体（１８）を介してその内部空間が第１室（２０）及び第２室（２２）に区画された吸着器（２４ａ，２４ｂ…）を、少なくとも２基以上備える固定式吸着塔（２６）、
   　上流端が上記の区画空間（１２）に接続され、下流端が上記の各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第１室（２０）に接続されて上記の区画空間（１２）より供給されるＥＯ含有エア（ＣＡ）を、上記の各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第１室（２０）の何れかに切り換え可能に供給する区画空間エア供給流路（２８）、
   　上流端が上記の各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第２室（２２）に接続され、下流端が外気に通じる排気口（３０）に接続されて上記の何れかの吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の吸着構造体（１８）を通過して酸化エチレンが吸着・除去された再生エア（ＲＡ）を上記の排気口（３０）へと送給する再生エア送給流路（３２）、
   　上流端が上記の再生エア送給流路（３２）に設けられた送気ファン（３４）の吐出側にて当該再生エア送給流路（３２）に接続され、下流端が上記の吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第２室（２２）に接続されて上記の再生エア（ＲＡ）の一部をパージエア（ＰＡ）として当該各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第２室（２２）の何れかに切り換え可能に送給するパージエア送給流路（３６）、及び
   　上流端が上記の各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第１室（２０）に接続され、下流端が上記の除去装置（１６）に接続された濃縮ＥＯ排出流路（４０）、とを備え、
   　上記の吸着構造体（１８）は、無機の多孔質材料を主体とし、空気中の酸化エチレンを物理的に吸着する粒状又は塊状の吸着材（４２）と、その吸着材（４２）を収納すると共に、上記の吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の内部空間を互いに気体の通流が可能な２つの室（２０，２２）に区画する通気性のケーシング（４４）と、そのケーシング（４４）内に収納された上記の吸着材（４２）の中に埋設されることによって当該吸着材（４２）を直に加熱する加熱手段（４６）とで構成されると共に、
   　上記の区画空間エア供給流路（２８）上における上記の固定式吸着塔（２６）の前段に、上記のＥＯ含有エア（ＣＡ）中の水分を除去する水分除去手段（４８）が設けられる、
   　ことを特徴とする酸化エチレンガス除去システム。
5. 　所定の区画空間（１２）内に放出される酸化エチレンガスを濃縮する濃縮装置（１４）と、その濃縮装置（１４）で濃縮した酸化エチレンガスを分解して除去する除去装置（１６）とを含む酸化エチレンガス除去システムであって、
   　上記の濃縮装置（１４）は、
   　吸着構造体（１８）を介してその内部空間が第１室（２０）及び第２室（２２）に区画された吸着器（２４ａ，２４ｂ…）を、少なくとも２基以上備える固定式吸着塔（２６）、
   　上流端が上記の区画空間（１２）に接続され、下流端が上記の各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第１室（２０）に接続されて上記の区画空間（１２）より供給されるＥＯ含有エア（ＣＡ）を、上記の各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第１室（２０）の何れかに切り換え可能に供給する区画空間エア供給流路（２８）、
   　上流端が上記の各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第２室（２２）に接続され、下流端が上記の区画空間（１２）に接続されて上記の何れかの吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の吸着構造体（１８）を通過して酸化エチレンが吸着・除去された再生エア（ＲＡ）を上記の区画空間（１２）へと返送する再生エア返送流路（５０）、
   　上流端が上記の再生エア返送流路（５０）に設けられた送気ファン（５２）の吐出側にて当該再生エア返送流路（５０）に接続され、下流端が上記の吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第２室（２２）に接続されて上記の再生エア（ＲＡ）の一部をパージエア（ＰＡ）として当該各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第２室（２２）の何れかに切り換え可能に送給するパージエア送給流路（５４）、及び
   　上流端が上記の各吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の第１室（２０）に接続され、下流端が上記の除去装置（１６）に接続された濃縮ＥＯ排出流路（４０）、とを備え、
   　上記の吸着構造体（１８）は、親水性ゼオライトからなり、上記のＥＯ含有エア（ＣＡ）中の水分と酸化エチレンとを物理的に吸着する粒状又は塊状の吸着材（４２）と、その吸着材（４２）を収納すると共に、上記の吸着器（２４ａ，２４ｂ…）の内部空間を互いに気体の通流が可能な２つの室（２０，２２）に区画する通気性のケーシング（４４）と、そのケーシング（４４）内に収納された上記の吸着材（４２）の中に埋設されることによって当該吸着材（４２）を直に加熱する加熱手段（４６）とで構成される、
   　ことを特徴とする酸化エチレンガス除去システム。
    
    
    

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