Entsorgung von Ethylenoxid-Gas und Propylenoxid-Gas nach dem patentierten HW-Conti-Sorpkat-Verfahren

Art und Wirkungsweise

Weltweit neues, einfaches, umweltfreundliches erfindungsgemäßes Verfahren. Wirkungsweise beruht auf physikalisch-chemischer Verfahrenskombination mit gleich- zeitiger Wirksamkeit von Adsorption, Absorption und säure-katalytischer Umsetzung.
Bezogen auf die Wirkungsweise wird das Verfahren vom Erfinder als HW-Sorpkat-Verfahren bezeichnet. Das gesundheitlich und umweltrelevant problematische Ethylenoxidgas wird in umweltfreundliches Ethylenglykol umgewandelt.

Einsatzbereiche

Schwerpunktmäßig insbesondere für Abgas-Entsorgungsanlagen von Gas- Sterilisatoren in Kliniken und Großsterilisationsanlagen einschl. Lohnsterilisatoren, sowie z.B. im weitreichenden Pharma-, Medizingeräte- und industriellen Bereich der medizinischen Einmalartikel- bzw. Lebensmittelhersteller.

Anwendungsbreite

Sehr weitreichend, umfaßt alle Abgasströme mit EO-Massenkonzentrationen von wenigen ppm bis ca. 1 Million ppm bzw. bis ca. 1.800 g/m³.

Praxisreife

Als Krankenhaus-Anlage ist das HW-Sorpkat-Verfahren im Herz-Zentrum Bad Krozingen bereits seit Frühjahr 1991 bzw. in erweiterter Verfahrensausführung als kplt. Anlage seit Dezember 1994 unter ständiger Betriebsüberwachung und laufenden amtl. Überprüfungen mit bestem Praxiserfolg in Betrieb.
Seit April 1997 ist eine industriell genutzte Sorpkat-Anlage bei einem großen Hersteller medizinischer Einmalgeräte, der Fa. Ohmeda in 94447 Plattling, in Betrieb. Dort ist das Verfahren einem EO-Wäscher nachgeschaltet. Damit ist es nun möglich, die geforderten Grenzwerte zuverlässig einzuhalten bzw. sogar extrem zu unterschreiten. Dieses erste industrielle Projekt erhielt finanzielle Unterstützung des zuständigen bayrischen Landesamtes für Umweltschutz (LFU Bayern). Das Verfahren wird ständig weiterentwickelt. Ein großer Schritt konnte 1998 gemacht werden. Das wichtigste Ziel dieser Weiterentwicklung war die Aufhebung des bislang im Verfahrensablauf notwendigen Regenerationsschrittes, um dadurch die kontinuierliche Entsorgung zu gewährleisten. Daher trägt das weiterentwickelte Verfahren auch die Bezeichnung „HW-Conti-Sorpkat-Verfahren“. (Conti von dem engl. continuous = ununterbrochen)

Mit dem Erreichen dieses Ziels sind für den Betreiber wesentliche Vorteile, z.B. in den Bereichen Betriebs-Flexibilität, Service-Freundlichkeit sowie in der Überwachung der Anlagentechnik geschaffen worden, die zusätzlich positive Auswirkungen auf die ohnehin sehr geringen Betriebskosten bei gleichzeitig optimaler Effizienz haben. Der Prototyp dieses neuen „Conti-Sorpkat-Verfahrens“ wurde im Juni 1998 wiederum im Herz-Zentrum Bad Krozingen in Betrieb genommen.

Eine industrielle Anlage diesen Typs wurde mit Erfolg im September 1998 bei der      B. Braun Tochter ALMO in 34454 Bad Arolsen in Betrieb genommen und läuft seitdem zur besten Zufriedenheit des Betreibers. Auch hier ist die Anlage einem bei weitem nicht ausreichend effizienten Wäscher nachgeschaltet. Eine große Herausforderung war der gewünschte Drei-Schicht-Betrieb bei vier Sterilisatorkammern à 33 m³. Dies bedeutet, dass i.d.R. an 6 Tagen pro Woche 16 Kammern innerhalb von 24 h zu entsorgen sind.

Eine Anlage zur Vollentsorgung von Ethylenoxid direkt aus der Sterilisatorkammer, d.h. ohne Vorbehandlung, wurde im August/September 1999 bei der B. Braun Medical AG in der Schweiz, einer Tochter des B. Braun Melsungen Konzerns, in Betrieb genommen. Die jährlichen Betriebskosten konnten von den bisher für die katalytische Verbrennung notwendigen 137.000 Schweizer Franken (SFR) auf nun 9.000 SFR reduziert werden!
Im Sommer 2000 erhielt B. Braun Medical AG für diese Anlage den begehrten Schweizer Umweltpreis der Albert Köchlin Stiftung.

Seit 2013 ist die erste industrielle Conti-Sorpkat-Anlage zur Entsorgung von Propylenoxidgas bei der Emslandsträrke in Emlichheim mit Erfolg in Betrieb. .

Wirksamkeit

Optimale Ergebnisse, selbst bei EO-Massenkonzentrationen von ca. 1.800 g/m³. Im Reingas-Austritt der Anlage im Krankenhaus-Bereich liegt der Rest-Ethylenoxidgehalt sowohl bei der Anlage, die nach dem Sorpkat-Verfahren arbeitet, wie auch bei der weiterentwickelten Anlagentechnik nach dem Conti-Sorpkat-Verfahren selbst bei der Analyse mit modernsten gaschromatographischen Untersuchungsmethoden unterhalb der Nachweisgrenze, d.h. nicht mehr nachweisbare EO-Konzentrationen.

Damit wurde gleichzeitig ein „Neuer Stand der Technik“ geschaffen!

Die Abnahmemessungen bei den industriell genutzten Anlagen durch amtliche Mess- stellen ergaben wiederum EO-Restwerte weit unterhalb des geforderten Grenzwertes.

Ökologische(r) und ökonomische(r) Umweltnutzen/Umweltrelevanz

Das neue Entsorgungsverfahren ist besonders effizient, umweltfreundlich und energiesparend.
Bezogen auf den Krankenhaus-Bereich steht dem enorm niederen Energiebedarf von, z.B. nur ca. 180 Watt beim Einsatz nach einer 110 l Sterilisatorkammer, ein Energiebedarf für das vergleichsweise erforderliche kleinste Modell eines EO-Katalysatorsystems von ca. 6.500 Watt gegenüber.

Übertragen auf den Industrie-Bereich sind die Einsparmöglichkeiten extrem, wie das o.g. Beispiel B. Braun Medical AG zeigt.

Daraus ergeben sich zum einen eine hohe Energieeinsparung mit daraus abzu- leitenden besonders kurzen Amortisationszeiten für Investitionskosten sowie zum anderen der nahezu völlige Wegfall der bei der katalytischen Verbrennung zwangsläufig anfallenden erheblichen umweltbelastenden Abgas-Emissionen in Form von z. B. CO2, CO, NOx, Abwärme etc..

Darüber hinaus kann das bei dem HW-Sorpkat- bzw. Conti-Sorpkat-Verfahren anfallende Ethylenglykol im Sinne des Kreislaufwirtschaftsgesetzes einer stofflichen Wiederverwendung, z.B. im Kläranlagen-, Gewerbe- oder Industriebereich, zugeführt werden.

Lebensdauer, Sicherheitsaspekte

Die bisherigen langjährigen Praxisergebnisse zeigen, z.B. im Vergleich mit katalytischen Verbrennungssystemen, eine erheblich längere Verwendungs- bzw. Lebensdauer des eingesetzten Spezial-Sorptionsmaterials. Bislang bestehen Betriebserfahrungen mit gleichem Material für mehr als 15 Jahre. Die Lebensdauer der Katalysatorzellen bei den katalytischen Verbrennungssystemen beträgt lt. Herstellerangaben max. ca. 4 Jahre.
Aufgrund besonderer konstruktiver und verfahrenstechnischer Auslegungen kann aus sicherheitstechnischer Anwendungsperspektive eine Gefährdung durch z.B. unkontrollierte chemische oder physikalische Reaktionen ausgeschlossen werden.

Ausschau

Mit dem innovativen HW-Conti-Sorpkat-Verfahren werden durch eine Kombination einfacher, aber optimaler Verfahrensschritte besonders vorteilhafte ökologische und ökonomische Einsparpotentiale erschlossen. Die Verfahren tragen daher in besonders positiver Weise zu einer nachhaltigen Verbesserung der Entsorgung gesundheits- und umweltrelevanter Gefahr- und Problemstoffe bei gleichzeitiger Wiederverwendbarkeit des entstehenden Wertstoffs Ethylenglykol bei. Das Minimierungsgebot kann damit umgesetzt werden

Das Verfahren ist international patentiert.