Procedimiento para la descomposición de óxido nitroso en una corriente de gas.

Procedimiento para la descomposición de óxido nitroso en una corriente de gas entrante,

en particular para ladescomposición de óxido nitroso en el flujo de aire de expiración de un paciente, en un reactor de descomposiciónde óxido nitroso, que comprende las etapas de:

controlar la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso; y

pasar la corriente de gas entrante a través del reactor de descomposición de óxido nitroso quecontiene un catalizador de descomposición de óxido nitroso, preferiblemente un catalizador de metalesnobles,

en el que el control de la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso esindependiente de la concentración de óxido nitroso que se ha de descomponer,

caracterizado por el hecho de que

la etapa de controlar la temperatura comprende también estabilizar la temperatura del reactor dedescomposición de óxido nitroso durante fases de puesta en marcha pasando gas calientesubstancialmente sin óxido nitroso a través del reactor de descomposición de óxido nitroso.

Procedimiento para la descomposición de óxido nitroso en una corriente de gas La presente invención se refiere a un procedimiento para la descomposición de óxido nitroso en una corriente de gas, en particular para la descomposición de óxido nitroso en el flujo de aire de expiración de un paciente.

Las mezclas de gas de óxido nitroso y oxígeno se utilizan ampliamente en la medicina como gases analgésicos y anestésicos, ya sea en combinación con o sin otros fármacos volátiles y/o anestésicos. Contrariamente a los narcóticos orgánicos, el óxido nitroso, que se libera durante la exhalación del paciente no puede eliminarse simplemente a través de procedimientos físicos tales como adsorción, absorción o separación. Por lo tanto, el óxido nitroso residual exhalado habitualmente se ha liberado a la sala de operaciones, sala de partos, quirófano, clínica dental, sala de emergencia o ambulancia o directamente al medio ambiente a través de un sistema de escape. La exposición a óxido nitroso durante un largo período de tiempo, sin embargo, puede ser perjudicial para el personal médico, incluso en concentraciones muy bajas en caso de una exposición frecuente durante muchos años (concentración máxima permisible en los EE.UU., según el Instituto Nacional para la Seguridad y Salud Ocupacional (NIOSH ) : 25 ppm; "Maximale Arbeitsplatz-Konzentration" (MAK) según el "Berufsgenossenschaftliches Institut für Arbeitsschutz" en Alemania: 100 ppm (o 50 ppm en algunos estados federales de Alemania) ) . Por lo tanto, hasta ahora, el óxido nitroso residual generado en la sala de tratamientos normalmente se libera directamente al medio ambiente donde contribuye al efecto invernadero (aproximadamente 300 veces más potente respecto al dióxido de carbono) y la destrucción de la capa de ozono.

Por estas razones, existe una gran necesidad de descomponer el óxido nitroso en gas anestésico residual. La patente US 4.259.303 de Nakaji y otros (presentada el 15 de octubre 1979) propone un procedimiento para el tratamiento de gas anestésico residual convirtiendo óxido nitroso en nitrógeno y oxígeno con un catalizador que comprende uno o más óxidos metálicos seleccionados del grupo que consiste en óxido férrico, óxido de cobalto, óxido cúprico, óxido de cromo, dióxido de manganeso y óxido de níquel.

US 2003/0185735 A1 de Hotta y otros (presentada el 27 de septiembre 2001) desarrolla y mejora más los procedimientos y aparatos conocidos y, además, propone mecanismos para eliminar el vapor de agua y gases volátiles orgánicos analgésicos, anestésicos, narcóticos u otros gases o vapores que pueden afectar a la eficiencia y la vida útil del catalizador de descomposición. El documento describe además un reactor de descomposición con un intercambiador de calor, y un calefactor eléctrico para elevar la temperatura del gas que contiene óxido nitroso que se ha de descomponer, el cual se acciona cuando se detecta óxido nitroso en el gas descargado del reactor de descomposición a través de unos medios de control de óxido nitroso.

WO 2006/059506 A1 de Hotta y otros (presentada el 15 de noviembre 2005) modifica ligeramente el diseño del aparato del reactor de descomposición integrando el calefactor eléctrico y unos deflectores específicos en una parte del reactor de descomposición.

Sin embargo, los aparatos de Hotta y otros y otras configuraciones conocidas son dispositivos muy grandes diseñados para la descomposición de una corriente de gas residual de todo un hospital. Tienen que instalarse de manera fija y han funcionar continuamente bajo unas condiciones de funcionamiento y de concentración de óxido nitroso en gran parte constantes.

Hasta ahora no existen procedimientos prácticos que puedan utilizarse por ejemplo, en un solo quirófano, sala de partos, cirugía, clínica dental, sala de emergencia o ambulancia y que pueda hacer frente a una aparición repentina o intermitente y/o una concentración inestable de óxido nitroso, lo cual que es típico en tales condiciones de funcionamiento. Un problema de los aparatos de la técnica anterior es que el catalizador en el reactor de descomposición de óxido nitroso no puede funcionar bajo condiciones de reacción óptimas (por ejemplo, concentración de óxido nitroso y rango de temperaturas óptimos) durante todas las fases de funcionamiento (es decir, durante la fase de puesta en marcha, altas concentraciones de óxido nitroso, bajas concentraciones de óxido nitroso, o fase de espera) , resultando en un grado de conversión temporalmente reducido (en particular durante la fase de puesta en marcha y después de la de espera) y una reducción de la vida útil del catalizador. En particular, tras poner en marcha el aparato, se necesitan entre diez y treinta minutos antes de que la reacción catalítica alcance su grado de conversión óptimo. Después de interrumpir el suministro de óxido nitroso que contiene gas anestésico residual el reactor de descomposición de los aparatos de la técnica anterior se enfrían y no pueden mantenerse en un estado listos para funcionar. Como que el óxido nitroso se utiliza a menudo para aplicaciones de corto tiempo de varios segundos o minutos o intermitentemente para pequeñas intervenciones médicas o quirúrgicas o durante el parto, los aparatos de la técnica anterior no son apropiados para la descomposición del óxido nitroso que se produce bajo tales condiciones de funcionamiento.

Además, dichos dispositivos de la técnica anterior no son apropiados para un uso móvil en interiores, por ejemplo, en salas de operaciones, salas de parto, quirófanos, clínicas dentales, salas de emergencia y ambulancias, donde se exige un diseño compacto y el cumplimiento de altos estándares de seguridad y otros factores (por ejemplo, altos grados de conversión de óxido nitroso a temperaturas de reacción relativamente bajas, bajo consumo de energía, bajo calor residual y/o bajo nivel de ruido) .

Por consiguiente, un objetivo de la presente invención es disponer un procedimiento que supere los problemas de la técnica anterior anteriormente indicados, es decir, un procedimiento que ofrezca una descomposición fiable de óxido nitroso en todas las condiciones de funcionamiento que se produzcan y también que sea adecuado para un uso móvil en interiores, por ejemplo, en salas de operaciones, salas de parto, quirófanos, clínicas dentales, salas de urgencias o ambulancias y bajo condiciones de funcionamiento en las que la presencia y/o concentración de óxido nitroso residual que se ha de descomponer sea intermitente y/o temporalmente muy inestable.

Este problema se resuelve mediante un procedimiento para la descomposición de óxido nitroso en una corriente de gas, en particular para la descomposición de óxido nitroso en el flujo de aire de expiración de un paciente, de acuerdo con la reivindicación 1.

La invención utiliza un dispositivo para la descomposición de óxido nitroso en una corriente de gas entrante, en particular para la descomposición de óxido nitroso en el flujo de aire de expiración de un paciente, que comprende un reactor de descomposición de óxido nitroso que contiene un catalizador de descomposición de óxido nitroso, preferiblemente un catalizador de metales nobles; y medios de control de la temperatura para controlar la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso.

El término "medios de control de la temperatura", tal como aquí se utiliza, pretende hacer referencia a unos medios capaces o apropiados para controlar la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso influyendo directa y/o indirectamente en dicha temperatura, por ejemplo, por calentamiento y/o limitando la temperatura y/o canalizando corrientes de gas y/o utilizando calor de la reacción, o por otros medios. Por lo tanto, los medios de control de la temperatura son capaces o apropiados para tener o aumentar el control sobre la temperatura de reacción bajo diferentes condiciones de funcionamiento. Del mismo modo, "controlar la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso" tal como aquí se utiliza puede ser una influencia directa y/o indirecta de dicha temperatura, de nuevo por ejemplo por calentamiento y/o limitando la temperatura y/o canalizando corrientes de gas y/o utilizando calor de la reacción, o por otros medios.

En la presente invención, los medios de control de la temperatura son adecuados para controlar la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso independiente de la concentración de óxido nitroso que se ha de descomponer. Con la ayuda de estos medios de control de la temperatura, es posible mejorar más el control de la temperatura de reacción prácticamente en todas las condiciones de funcionamiento que se produzcan.... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la descomposición de óxido nitroso en una corriente de gas entrante, en particular para la descomposición de óxido nitroso en el flujo de aire de expiración de un paciente, en un reactor de descomposición de óxido nitroso, que comprende las etapas de:

controlar la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso; y pasar la corriente de gas entrante a través del reactor de descomposición de óxido nitroso que contiene un catalizador de descomposición de óxido nitroso, preferiblemente un catalizador de metales nobles, en el que el control de la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso es independiente de la concentración de óxido nitroso que se ha de descomponer, caracterizado por el hecho de que la etapa de controlar la temperatura comprende también estabilizar la temperatura del reactor de descomposición de óxido nitroso durante fases de puesta en marcha pasando gas caliente substancialmente sin óxido nitroso a través del reactor de descomposición de óxido nitroso.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso se controla durante una fase de puesta en marcha - antes de pasar la corriente de gas entrante a través del reactor de descomposición de óxido nitroso -, durante una fase de espera, y/o durante una fase de descomposición.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por el hecho de que comprende la etapa detectar la temperatura, preferiblemente por lo menos del gas introducido en el reactor de descomposición de óxido nitroso.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende la etapa de mezclar la corriente de gas entrante con un gas diluyente, preferiblemente aire ambiente, antes de pasar la corriente de gas entrante a través del reactor de descomposición de óxido nitroso, en el que la cantidad del gas diluyente puede controlarse preferiblemente entre un 0% y un 100%.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa de controlar la temperatura adicionalmente comprende calentar, por lo menos temporalmente, el gas que entra en el reactor de descomposición de óxido nitroso y/o calentar el reactor de descomposición de óxido nitroso y/o una tubería de entrada del mismo, preferiblemente mediante un calefactor eléctrico, para iniciar y estabilizar la reacción de descomposición en el reactor de descomposición de óxido nitroso.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la temperatura del reactor de descomposición de óxido nitroso durante las fases de puesta en marcha y/o espera se estabiliza a una primera temperatura objetivo, menor que una segunda temperatura objetivo durante la fase de descomposición, en el que la primera temperatura objetivo es preferiblemente de por lo menos 20 ºC, 30 ºC, 40 ºC, y en particular de por lo menos 50 ºC, 75 ºC, 100 ºC, 125 ºC o incluso 150 ºC menor que la segunda temperatura objetivo.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por el hecho de que la segunda temperatura objetivo es entre 100 ºC y 500 ºC, preferiblemente entre 150 ºC y 450 ºC, en particular entre 200 ºC y 400 ºC o entre 400 ºC y 450 ºC.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa de controlar la temperatura comprende, además, limitar la temperatura en el reactor de descomposición de óxido nitroso.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa de controlar la temperatura comprende intercambiar calor entre flujos de volumen de gas que entran y salen del reactor de descomposición de óxido nitroso, en el que la tasa de calor intercambiado entre los flujos de volumen de gas que entran y salen del reactor de descomposición de óxido nitroso preferiblemente se controla - por lo menos temporalmente - derivando el intercambiador de calor de una fracción controlada de cualquiera de los flujos de volumen de gas que entra y/o sale del reactor de descomposición de óxido nitroso.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende la etapa de retroalimentar por lo menos temporalmente el gas - o una fracción del mismo - descargado del reactor de descomposición de óxido nitroso a una entrada del reactor de descomposición de óxido nitroso a través de un bucle de retroalimentación.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la cantidad del gas descargado desde el reactor de descomposición de óxido nitroso realimentado en la entrada del reactor de descomposición de óxido nitroso se controla en función de un parámetro de temperatura y/o un parámetro de flujo de volumen de gas y/o un parámetro de concentración y/o de la cantidad de óxido nitroso.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende, además, una etapa de suavizar fluctuaciones o picos en el caudal de la corriente de gas entrante, preferiblemente antes de controlar la concentración de óxido nitroso en la corriente de gas entrante.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende, además, la etapa de, o medios para, enfriar - por lo menos temporalmente - el gas descargado desde el reactor de descomposición de óxido nitroso, respectivamente.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

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Documentos de patentes citados en la descripción • US 4259303 A, Nakaji • WO 2006059506 A1, Hotta 10 • US 20030185735 A1, Hotta