DE3401866A1 - Verfahren zur langzeitentfernung von chlorierten biphenylen (pcb) aus transformatorisolierfluessigkeiten - Google Patents

Verfahren zur langzeitentfernung von chlorierten biphenylen (pcb) aus transformatorisolierfluessigkeiten

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Description

- 3 - 18.01.1984
KXR/Dr.Lo/Sc PA 3359/A
DIDIER-WERKE AG
Lessingstraße 16 - 18
6200 Wiesbaden
Verfahren zur Langzeitentfernung von chlorierten Bi phenyl en (PCB) aus Transformatorisolierflüssigkeiten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Langzeitentfernung von chlorierten Bi phenyl en (PCB) aus TransormatorisolierflUssigkeiten beim Ersatz von PCB-ölen durch andere Isolierflüssigkeiten, insbesondere Silikonöle.
Ein Hauptanwendungsgebiet für chlorierte Biphenyle, welche im folgenden auch abgekührt PCB bezeichnet werden, ist die Verwendung als Isolierflüssigkeiten bzw. Kühl flüssigkeiten in den sogenannten Askarelen, worunter man flammwidrige Elektroisolier-Flüssigkeiten versteht, die in elektrischen Lichtbogen weder brennbare noch explosive Gase entwickeln. Solche Askarele sind als Transformatorisolierflüssigkeiten weit verbreitet im Einsatz.
Aus Umweltschutzgründen und Sicherheitsgründen hat es sich als notwendig herausgestellt, mit PCB gekühlte Transformatoren auf ökologisch weniger gefährliche Isolierflüssigkeiten bzw. Kühlmittel umzustellen, insbesondere auf Silikonöle.
Hierbei hat es sich jedoch herausgestellt, daß der Ersatz von PCB-Ölen durch andere Transformatorisolierflüssigkeiten gar nicht so einfach ist, da die restlose Entfernung von PCB-Öl aus einem solchen Transformator praktisch unmöglich ist, welbst wenn der Transformator abgebaut wird und nach dem Transport zu einer entsprechenden Umfüllanlage dort gründlich gereinigt wird. Im Laufe der Zeit treten die unvermeidlich in Transformatoren bzw. deren Bauteilen verbliebenen PCB-Restölmengen in die neue Transformatorisolierflüssigkeit ein, so daß nach einiger Zeit Gehalte bis zu 10 Vol.-% an PCB-öl in der neuen Transformatorisolierflüssigkeit vorliegen.
-4-
Es ist bereits bekannt, diese PCB-Verunreinigungen aus der neuen Transformatorisolierflüssigkeit durch Adsorption oder chemische Umsetzung in speziellen Filtern zu entfernen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Langzeitentfernung solcher chlorierter Biphenyle (PCB) aus Transformatorisolierflüssigkeiten, insbesondere SiIikonölen, das insbesondere auch während des Betriebs der Transformatoren durchgeführt werden kann.
Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung einer relativ geringen Menge eines Adsorberharzes für PCB-Öl eine kontinuierliche oder quasi kontinuierliche Langzeitentfernung solcher chlorierter Biphenyle aus Transformatorisolierflüssigkeiten möglich ist.
Unter dem Ausdruck "Transformatorisolierflüssigkeiten" sind in der vorliegenden Beschreibung alle Isolierflüssigkeiten zu verstehen, welche kein PCB enthalten oder nicht hieraus bestehen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die Entfernung von PCB-ölen aus der neuen Transformator!solierflüssigkeit fortlaufend durchzuführen, so daß der Nachteil vorbekannter Verfahrensweisen vermieden wird, daß die Entfernung von PCB-Ölen aus der Transformatorisolierflüssigkeit erst nach längeren Zeiträumen, z.B. einem Jahr, erfolgt, d.h., nach der Zeitspanne, nach der alle rückständigen PCB-DIe in der neuen Transformatorflüssigkeit gelöst vorliegen. Zu diesem Zeitpunkt kann der Gehalt an PCB-ülen jedoch einige VoI.-% und sogar bis zu 10 Vol.-% der Transformatorisolierflüssigkeit betragen, so daß während dieser Zeitspanne eine Gefährdung, z.B. in einem Brandfalle oder beim Austritt von Transformatorisolierflüssigkeit aus dem Transformator, nicht behoben ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierflüssigkeit kontinuierlich durch ein Adsorberharz für PCB-Öl gefördert wird, das Adsorberharz nach seiner Beladung mit PCB-Öl durch Waschen mit einem Lösungsmittel für PCB-Öle hiervon befreit wird und das mit Lösungsmittel gewaschene Adsorberharz vor dem erneuten Einsatz zur Adsorption von PCB-Öl durch Spülen mit Gas von Lösungsmittel befreit wird.
-5-
Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 7 beschrieben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Isolierflüssigkeit kontinuierlich oder quasi kontinuierlich durch ein Adsorberharz gefördert. Dies kann dadurch geschehen» daß mittels eines By-Passes und über eine geeignete Pumpe die Isolierflüssigkeit des Transformators durch eine mit dem Adsorberharz gefüllte Kolonne geleitet wird. Aufgrund von Vorversuchen bzw. Erfahrenswerten ist es leicht möglich, die Zeit zu bestimmen, nach welcher das Adsorberharz mit PCB-Öl beladen ist. Nach der Beladung des Adsorberharzes mit PCB-Öl kann der By-Pass geschlossen werden und das Adsorberharz durch Waschen mit einem geeigneten Lösungsmittel, z.B. Aceton, von dem hierauf adsorbierten PCB-Ql befreit werden.
Zur Reduzierung anhaftender Silikonölmengen am Adsorber werden diese durch ein Gas beim Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur weitgehendst vor der Regeneration entfernt. Das mit Lösungsmittel gewaschene und PCB-Öl befreite Adsorberharz wird dann vor dem erneuten Einsatz zur Adsorption von PCB-Öl getrocknet. Dies erfolgt durch Spülen mit Gas, das das auf dem Adsorberharz vorliegende Lösungsmittel entfernt. Das mit PCB-Öl verunreinigte Lösungsmittel wird in einer geeigneten Anlage aufgearbeitet, z.B. kann es durch Destillation von PCB-Öl abgetrennt werden, wobei das PCB-öl dann in konzentrierter Form anfällt, so daß es dann viel einfacher ist, dieses PCB-Öl entsprechend den gesetzlichen Vorschriften der Aufarbeitung bzw. Beseitigung zuzuführen.
Falls das Adsorberharz in einer Kolonne vorliegt, die außen an dem Transformator angeordnet ist, kann die Regenerierung an Ort und Stelle erfolgen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform liegt das Adsorberharz jedoch in Patronen vor, die an Ort und Stelle an dem Transformator nach Schließen des By-Passes und unter Anwendung geeigneter Kupplungseinrichtungen leicht ausgestauscht werden können. Diese ausgewechselten, d.h. mit PCB-Öl beladenen Adsorberharzpatronen können dann in einer geeigneten Regenerierstation in der zuvor beschriebenen Weise aufgearbeitet werden.
-6-
Hierbei kann die Regenerierung entweder in den Patronen selbst erfolgen oder die Patronen können so konstruiert sein, daß das Adsorberharz hieraus leicht entnommen werden kann und dann im geeigneten, getrennten Einrichtungen regeneriert wird.
Alternativ kann das durch PCB verunreinigte Silikonöl vor Ort komplett gegen PCB-freies ausgetauscht werden, wobei das verunreinigte gesammelt und später zentral aufgearbeitet wird.
Bei der Regenerierung des Adsorberharzes kann jedes geeignete Lösungsmittel für PCB-Öl verwendet werden. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Aceton.
Nach der Elution des PCB-Öls von dem Adsorberharz durch ein geeignetes Lösungsmittel muß dieses vor dem erneuten Einsatz des Adsorberharzes zur Adsorption von PCB-Öl aus Transformatorisolierflüssigkeiten getrocknet werden. Dieses Trocknen erfolgt mit jedem geeigneten Gas, vorteilhaftreweise wird jedoch ein Inertgas verwendet, das besonders bevorzugt bei erhöhter Temperatur durch das Adsorberharz geleitet wird, um ein rascheres Trocknen, d.h., Entfernen der Lösungsmittelreste, zu erreichen.
Um Lösungsmittel Verluste zu vermeiden, wird dieses Gas vorteil hafterweise im Kreislauf geführt, wobei die Lösungsmittel dämpfe fortlaufend aus dem im Kreislauf geführten Gas entfernt werden.
Dies geschieht durch Kondensation in einer oder mehreren Kühl fallen. Hierdurch ist es möglich, praktisch die gesamte Lösungsmittelmenge wiederzugewinnen.
Falls erforderlich, kann zur restlosen Entfernung des Lösungsmittels aus der Gasphase ein A-Kohlefilter nachgeschaltet werden.
-7-
AIs Adsorberharz wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhafterweise ein sogenanntes Polymerharz eingesetzt. Die Verwendung von Aktivkohle als Adsorptionsmittel zur Entfernung von PCB-Öl aus Transformatorisolierflüssigkeiten hat sich als nachteilig herausgestellt, da immer geringere Anteile der Aktivkohle in die durchgeleiteten Flüssigkeiten eintreten, wodurch die Leitfähigkeit der Isolierflüssigkeit erhöht wird. Dies ist im Fall von Transformatorisolierflüssigkeiten jedoch sehr nachteilig.
Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert: BEISPIEL:
Als Adsorbermaterial wurde ein Polymerharz (Amberlite XAD-4) verwendet. Es wurde eine mit PCB verunreinigte Transformatorisolierflüssigkeit (Silikonöl) mit einem Gehalt von 3000 ppm (Teile pro Million) PCB als zu reinigende Isolierflüssigkeit eingesetzt.
Über 100 ml des Polymerharzes wurde 1 Liter dieser verunrenigten Isolierflüssigkeit geleitet, die Konzentration an PCB in der austretenden Isolierflüssigkeit lag bei 1500 ppm.
Die Regenerierung des Polymerharzes erfolgte mit 3 Bettvolumina, d.h.300 ml Aceton bei Raumtemperatur.
Die mit Aceton behandelten Harze wurden durch Durchleiten von Stickstoff bei einer Temperatur von 80 "C getrocknet, wobei die Stickstoffmenge für die Trocknung 20 l/h bei einer Trockenzeit von 1,5 Stunden betrug.
Anschließend wurde diese 1 Liter vorbehandelte Isolierflüssigkeit mit 1500 ppm PCB erneut über 100 ml regeneriertes Harz gepumpt. Die PCB-Konzentraion im austretenden öl lag unterhalb von 50 ppm.

Claims (7)

18.01.1984 KXR/Dr.Lo/Sc PA 3359/A
DIDIER-WERKE AG
Lessingstraße 16 - 18
6200 Wiesbaden
Verfahren zur Langzeitentfernung von chlorierten Bi phenyl en (PCB) aus Transformaton'sol ierf lüssigkeiten
Patentansprüche:
[ij Verfahren zur Langzeitentfernung von chlorierten Bi phenyl en (PCB) aus Transformaton" so! ierf lüssigkeiten beim Ersatz von PCB-Ölen durch andere Isolierflüssigkeiten, insbesondere Silikonöle, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierflüssigkeit kontinuierlich durch ein Adsorberharz für PCB-Öl gefördert wird, das Adsorberharz nach seiner Beladung mit PCB-Öl durch Waschen mit einem Lösungsmittel für PCB-Öle hiervon befreit wird und das mit Lösungsmittel gewaschene Adsorberharz vor dem erneuten Einsatz zur Adsorption von PCB-Öl durch Spülen mit Gas von Lösungsmittel befreit wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas ein Inertgas verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bzw. Inertgas mit erhöhter Temperatur durch das Adsorberharz geleitet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im Kreislauf durch das Adsorberharz geleitet wird, wobei die Entfernung der mitgeführten Lösungsmittel dämpfe durch Kondensation in einer oder mehreren Kühl fallen bzw. diesen nachgeschaltet in einem Gasphasen-Adsorber erfolgt.
-2-
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorberharz in austauschbaren Patronen eingesetzt wird, die nach Beladung des Harzes mit PCB-Öl in einer getrennten Regenerierstation regeneriert werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorbermaterial ein lösungsmittelfestes Polymerharz verwendet Wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit PCB angereicherte Lösungsmittel durch Destillation von PCB getrennt und erneut zur Regeneration eingesetzt wird.
-3-
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