DE3540291C2 - Verfahren zum Entfernen von Polychlorbiphenylen von elektrischen Vorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen polychlorierter Biphenyle (PCBs) von einer sich im Betrieb befindlichen elektrischen Vorrichtung, wobei

• a) der elektrischen Vorrichtung ein dielektrisches Fluid zugeführt wird, in dem in der elektrischen Vorrichtung befindliche PCBs und andere Verunreinigungen löslich sind,
• b) das dielektrische Fluid durch Abtrennen der PCBs und der anderen Verunreinigungen aus der so gebildeten Lösung gereinigt wird,
• c) das dielektrische Fluid für eine erneute Verwendung zu der elektrischen Vorrichtung in einem geschlossenen Kreislauf zurückgeführt wird und
• d) das dielektrische Fluid in dem Kreislauf so lange kontinuierlich geführt und gereinigt wird, bis der Gehalt der PCBs in dem dielektrischen Fluid unter 50 ppm liegt.

Seit den frühen dreißiger Jahren sind Transformatoren, die an feuergefährdeten Orten, wie in Tunnels, Gebäuden oder Industrieanlagen, verwendet werden, mit einer Polychlorbi­ phenylisolierungs- und -kühlflüssigkeit hergestellt worden. Die Polychlorbiphenyle oder PCBs wurden ihrer hohen di­ elektrischen Festigkeit und Feuerfestigkeit wegen für die­ sen Zweck gewählt.

1976 wurde die Herstellung von PCBs in den USA gesetzlich verboten (15 U.S.C.A. § 2605 (3) (A) (i)), weil sie offen­ sichtlich karzinogen sind. Der Federal Toxic Substances Control Act schreibt vor, daß die Verwendung von PCBs in der Industrie innerhalb kurzer Zeit auslaufen gelassen wird. Die Environmental Protection Agency hat bestimmt, daß PCB-Konzentrationen von 50 ppm oder darunter in der dielektrischen Flüssigkeit eines Trans­ formators als ungefährlich für dessen Betrieb anzusehen sind. Die EPA hat weiter festgelegt, daß ein PCB-Transformator wieder als "Nicht-PCB" einge­ stuft werden kann, wenn 90 Tage nach erfolgter Entgiftung (und Abschaltung) die Restkonzentration an PCBs in der di­ elektrischen Flüssigkeit weniger als 50 ppm beträgt.

Da in allen Transformatoren die Anfangskonzentration an PCBs 600 000 bis 1 000 000 ppm beträgt und die PCBs die feste Zellstoffisolierung (Holz oder Papier) und andere in Transformatoren verwendeten Isoliermaterialien im­ prägnieren, kann eine bloße Spülung des Transformators mit einer anderen dielektrischen Flüssigkeit oder einem Lö­ sungsmittel zwar die Wirkung haben, daß die PCB-Konzen­ tration sofort auf einen annehmbaren Wert absinkt; jedoch steigt diese Konzentration nach einer gewissen Betriebs­ zeit wieder auf über den von der EPA festgelegten Wert, weil stetig PCBs aus der Isolierung austreten.

Bekannt ist ein Verfahren zur Entfernung von PCBs von Transformatoren, das in der Verwendung eines Aktivkohle­ filters in einem Thermalsiphon, der während des Betriebs des Transformators an diesem befestigt ist, besteht (US-PS 41 24 834). Diese Filter vermögen aber nur in be­ grenztem Umfang PCBs zu absorbieren, so daß sie oft ausge­ wechselt und die Konzentration an PCBs ständig überwacht werden muß. Das Verfahren wird so lange angewandt, bis die PCB-Konzentration in der dielektrischen Flüssigkeit unter 50 ppm abgesunken ist. Dieser Zeitpunkt kann in etwa 30 bis 60 Tagen erreicht sein. Da aber diese Flüssigkeit ein schlechtes PCB-Lösungsmittel ist, steigt die Konzentration schon kurze Zeit nach Abnahme des Filters vom Transformator wieder auf reichlich über 50 ppm an. Dieses Verfahren wurde kon­ tinuierlich für 2 bis 3 Jahre bei Transformatoren ange­ wandt, ohne daß die PCB-Konzentration nach Abschalten un­ ter 50 ppm gehalten werden konnte.

Gemäß einem anderen bekannten Verfahren läßt man einen chlorierten oder halogenierten aliphatischen Kohlenwas­ serstoff in Dampfform durch den Transformator umlaufen (US-PS 44 25 949). Die hierfür erforderliche Ausrüstung umfaßt aber zwei Pumpen, ein Abklärgefäß, einen Thermo­ siphonaufkocher, zwei inerte Kühler, einen Verdampfer, einen Überhitzeaustauscher, einen Speicher und gegebenen­ falls eine Destillationsanlage. Die Notwendigkeit einer derart aufwendigen Ausrüstung ergibt sich aus der bloßen Tatsache, daß die Reinigung des Transformators mit Dampf statt mit Flüssigkeit erfolgt. Sie bringt hohe Installa­ tionskosten, hohe Betriebskosten und hohe Wartungskosten mit sich. Außerdem muß das in dieser US-PS 44 25 949 be­ schriebene Verfahren durchgeführt werden, während der Transformator abgeschaltet ist, weil die derzeit vor­ handenen PCB-Transformatoren nicht geeignet sind, in einer Atmosphäre aus einem dielektrischen Gas verwendet zu werden, und die sich ergebende schlechte Wärmeableitung zu Verformungen oder Zusammenschmelzungen im Transforma­ tor führen würde. Da der Transformator nicht in Betrieb genommen werden kann, solange die Entgiftung erfolgt, kommt es auch zu keiner Erwärmung des Transformators und damit auch zu keiner Ausdehnung der Transformatorwindun­ gen und des Kerns. Dadurch aber wird verhindert, daß der Dampf an das im Inneren des Transformators eingeschlosse­ ne PCB gelangt, so daß dieses dort eingeschlossen bleibt, bis der Transformator erneut gefüllt und in Betrieb ge­ nommen wird.

Bei dem der US 4 124 834 zu entnehmenden gattungsbildenden Stand der Technik werden Silikonöl oder andere polymere Verbindungen mit anorganischem Kern als dielektrisches Fluid zum Auslaugen von PCBs oder anderen Verunreinigungen aus einer elektrischen Vorrichtung wie Transformator benutzt. Dabei wird das dielektrische Fluid in einem Kreislauf geführt. In dem Kreislauf befindet sich ein Aktivkohlefilter, um die PCBs aus dem dielektrischen Fluid auszuscheiden.

Durch die Verwendung von Aktivkohle fallen als zu entsorgender Abfall nicht nur PCBs, sondern zusätzlich die diese aufnehmende Aktivkohle an. Die Gesamtmenge des zu entsorgenden Materials kann dabei das 3- bis 10fache von der Menge des zu entfernenden PCBs betragen.

Bei einer hohen Verunreinigung eines Transformators muß entweder mehrfach die Aktivkohle ausgetauscht oder mehrere Aktivkohlebehälter in dem Kreislauf angeordnet werden. Eine Wiederverwendung der Aktivkohle ist normalerweise nicht möglich, so daß für jeden zu reklassifizierenden Transformator neue Aktivkohle verwendet werden muß.

Nach der US 4 353 798 wird Silikonöl als dielektrisches Fluid zum Lösen von PCBs und anderen Verunreinigungen aus einer elektrischen Vorrichtung in Form eines Transformators benutzt. Die Mischung aus Silikonöl und PCBs wird in einem Kreislauf geführt. Die PCBs und andere Verunreinigungen werden sodann mechanisch, vorzugsweise durch Sedimentation oder durch Einwirkung von Zentrifugalkräften aus der Mischung Silikonöl/PCB-Verunreinigungen abgeschieden. Zuvor muß die Mischung abgekühlt werden, um nach dem Abscheiden der PCBs und der anderen Verunreinigungen erneut erwärmt zu werden.

Der EP 0 147 860 A2 ist der Vorschlag zu entnehmen, eine Reklassfikation einer elektrischen Vorrichtung mit Hilfe eines dielektrischen Fluids insbesondere in Form von TCB durchzuführen, welches zum Abtrennen von PCBs destilliert wird. Dabei handelt es sich um ein diskontinuierliches Verfahren.

Nach der US 4 425 949 wird zwingend vorgeschrieben, bei der Reinigung von Transformatoren Reinigungsflüssigkeit in Form von Dampf zu verwenden, auch wenn vorgesehen ist, batchweise geringe Mengen von Flüssigkeit zum Nachreinigen einzusetzen. Durch die Verwendung von Dampf muß der Transformator außer Betrieb gesetzt werden. Somit ist das Verfahren nicht geeignet für Transformatoren, die in Betrieb bleiben müssen.

Ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, auf wirtschaftliche Weise eine elektrische Vorrichtung von PCBs und anderen Verunreinigungen zu reinigen, wobei die Menge des zu entsorgenden Materials im wesentlichen durch die Menge der aus der elektrischen Vorrichtung auszulösenden PCBs bzw. der weiteren Verunreinigungen bestimmt wird. Ferner sollen die zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Mittel zur Reinigung mehrerer elektrischer Geräte geeignet sein.

Die Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des einzigen Anspruchs dadurch gelöst, daß die in der elektrischen Vorrichtung befindlichen PCBs und anderen Verunreinigungen von dem dielektrischen Fluid in Form von Trichlortrifluorethan oder Perchlorethylen durch Destillation getrennt werden.

Erfindungsgemäß wird nicht ein Silikonöl oder ein Silikonölpolymer zum Lösen der PCBs oder anderer Verunreinigungen aus der elektrischen Vorrichtung benutzt, sondern ein Lösungsmittel, das allein aufgrund seiner Viskosität im Vergleich zu Silikonöl höhere Auslaugungsdaten ermöglicht und auf einfache Weise gereinigt werden kann, nämlich durch Destillation. Hierdurch ergeben sich eine Reihe von Vorteilen.

So kann eine Reklassifikation des elektrischen Gerätes im Vergleich zu einem Verfahren unter Verwendung von Silikonoel als dielektrisches Fluid schneller erfolgen. Da die PCBs und/oder andere Verunreinigungen durch Destillation aus dem dielektrischen Fluid entfernt werden, fallen im wesentlichen als zu entsorgender Stoff nur die PCBs und die Verunreinigungen selbst an. Die Entsorgung von Materialien, an denen nach dem Stand der Technik PCBs oder andere Verunreinigungen adsorbiert werden, entfällt.

Durch die Destillation bedingt können die verwendeten Mittel zum Reklassifizieren für beliebig viele elektrische Vorrichtungen eingesetzt werden. Im Vergleich zur Verwendung von Aktivkohle ist ein Austausch von Mitteln nicht erforderlich, um PCBs oder andere Verunreinigungen aus dem im Kreislauf geführten dielektrischen Fluid zu trennen.

Die Verwendung insbesondere von Perchlorethylen stellt des weiteren sicher, daß - wie das ursprünglich in dem elektrischen Gerät vorhandene Kühlmittel - nicht brennbar ist. Die Reklassifizierung der elektrischen Vorrichtung führt demnach zu keiner Gefährdung.

Dadurch, daß die Reinigung des dielektrischen Fluids durch Destillation erfolgt, kann das gereinigte dielektrische Fluid bei gewünschten höheren Temperaturen der elektrischen Vorrichtung wieder zugeführt werden, um eine beschleunigte Auslaugung der in der aus Holz oder Papier bestehenden Isolierung der elektrischen Vorrichtung eingelagerten PCBs und anderer Verunreinigungen zu erreichen, ohne daß es eines Erhitzens des Fluids bedarf. Um gleiche Temperaturbedingungen bei Silikonöl zu erzielen, kann es insbesondere in der kalten Jahreszeit erforderlich sein, dieses aufzuheizen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird durchgeführt, während der Transformator in Betrieb ist. Die porösen Innenräume eines Transformators dehnen sich durch die Temperaturerhöhung durch den Betrieb des Trans­ formators aus, wodurch dem dielektrischen Fluid eine größere Oberfläche der porösen Innenräume ausgesetzt wird, so daß die in diesen porösen Innenräumen anwesenden PCBs herausgelöst werden können.

Da die Geschwindigkeit des Auslaugens oder der Diffusion von PCBs aus dem Transformatorkern stark abhängig ist von dem Temperatur- und dem Konzentrationsgradienten (Unter­ schied der PCB-Konzentration im Kern und im Dielektrikum), muß dessen Konzentration im Dielektrikum so rasch wie möglich auf einen sehr niedrigen Wert (unter 2 Teile je Million) gesenkt werden. Die Erfindung kommt also inner­ halb der ersten ein (1) bis fünf (5) Tage, je nach dem Volumen des Transformators, zum Tragen, wonach kontinuier­ lich (über Destillation) restliches PCB, das in das Di­ elektrikum niedriger PCB-Konzentration übertritt, ent­ fernt wird. Ein weiterer Vorteil des Weiterbetreibens des Transformators, während er von PCB befreit wird, liegt darin, daß die Fluktuation des durch den Transfor­ mator fließenden elektrischen Stroms Anschwellen und Kon­ traktion (eine Pumpwirkung) erzeugt, durch die die Abgabe von PCB aus den Innenwindungen und dem Isoliermaterial beschleunigt wird.

Da der erste Fluidkreislauf vom Boden des Transformators abzieht, werden auch andere lösliche Verunreinigungen sowie spezifisch schwere oder feinteilige Verunreinigun­ gen durch das Destillationsverfahren des ersten Fluid­ kreislaufs entfernt. Solche anderen Verunreinigun­ gen können beispielsweise Staub, Wasser, Schlamm, Tri­ chlorbenzol und Tetrachlorbenzol sein.

In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 ein Fließschema des Verfahrens gemäß der Erfin­ dung in seiner Anwendung auf einen bestehenden Transformator; und

Fig. 2 ein Fließschema des Verfahrens gemäß der Erfin­ dung in seiner Anwendung auf einen bestehenden Transformator, das eine alternative Ausführungs­ form veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt einen bestehenden Transformator, dem zwei Flüssigkeitskreise, die im Betrieb der Kühlung und Reini­ gung des Transformators dienen, zugefügt sind.

Für eine kurze Zeit wird der Transformator außer Be­ trieb genommen. Die PCBs werden abgezogen, und der Transformator wird mit einem Lösungsmittel gespült, um den Hauptteil der Rückstände an PCBs und Dielektrikum zu entfernen. Das Lösungsmittel kann, muß aber nicht, die dielektrische Flüssigkeit sein, die später zur Entgiftung des Transformators verwendet wird. Der Transformator wird dann wieder gefüllt (unter Verwendung von Trichlortrifluorethan als der dielektrischen Flüssig­ keit), und der Transformator wird unter Teilvakuum ge­ setzt, um Luft und/oder Feuchtigkeit, die während des Spülens und Füllens eingedrungen sein können, zu evaku­ ieren.

Ein Anschlußstück 3 wird mit der vorhande­ nen Ablaßöffnung am Transformator verbunden. Die dielek­ trische Flüssigkeit fließt durch dieses Anschlußstück 3 in eine Leitung 20. Das Anschlußstück 3 ist der Anfangspunkt eines ersten Fluidkreislaufs. Dieser erste Fluidkreislauf beginnt mit der Aufnahme von dielektri­ schem Fluid vom Transformator und endet durch Rück­ führung von dielektrischem Fluid zum Transformator.

Der erste Fluidkreislauf bewirkt die Reinigung des Trans­ formators von PCBs. Die Reinigung erfolgt durch Umlaufen­ lassen von dielektrischem Fluid in flüssiger Phase durch den Transformator. Die PCBs, die in dem Transformator ent­ halten sind, sind in dem dielektrischen Fluid löslich, so daß, wenn das dielektrische Fluid im ersten Kreislauf aus dem Transformator austritt, die dielektrische Flüssigkeit PCBs gelöst enthält. Die Lösung wird dann destilliert. Beim Destillieren wird das dielektrische Fluid verdampft, während die PCBs in flüssiger Phase bleiben, weil das dielektrische Fluid einen beträchtlich niedrigeren Siedepunkt hat als die PCBs. D.h. der Siede­ punkt des dielektrischen Fluids sollte immer unter dem­ jenigen der PCBs liegen. Der Dampf des dielektrischen Fluid wird dann kondensiert und zum Transformator zurück­ geführt, um weitere PCBs zu lösen .

Während der ersten wenigen Betriebsstunden des Verfahrens steigt die Konzentration an PCBs in dem dielektrischen Fluid dramatisch an (20 000 bis 60 000 ppm), weil die Anfangsspülung des Transformators mit Trichlor­ trifluorethan die weitgehend unausgesetzten Gebiete des porösen Transformatorinneren nicht erreicht. Während also der Transformator im Verlaufe des Betriebs heiß wird, beginnen restliche PCBs aus dem porösen Inneren auszu­ laufen und gehen in Lösung in dem dielektrischen Fluid, dem Trichlortrifluorethan.

In dem ersten Fluidkreislauf wird das Fluid von dem Verbin­ dungsstück 3 über eine Leitung 20 durch ein Solenoid- Ventil 21, das den Fluß des dielektrischen Fluid in die Destillationseinrichtung 23 steuert, geführt. In der Destillationseinrichtung 23 befinden sich ein Sensor 25 für hohes Niveau und ein Sensor 27 für niedriges Niveau. Der Sensor 25 für hohes Niveau signalisiert eine Steuer­ einrichtung 29 für hohes Niveau und der Sensor 27 für niedriges Niveau signalisiert eine Steuereinrichtung 31 für niedriges Niveau. Die Steuereinrichtungen 29 und 31 betätigen das Solenoid-Ventil 21 so, daß in der Destilla­ tionseinrichtung 23 ein geeignetes Flüssigkeitsniveau eingehalten wird. Die Wärmeenergie, die zur Erreichung des Siedepunktes des dielektrischen Fluid in der Destilla­ tionseinrichtung 23 erforderlich ist, wird von einer elek­ trischen Widerstandsheizschlange 33 geliefert. Anstelle der elektrischen Heizvorrichtung kann auch ein Wärmeaus­ tauscher verwendet werden, der seine Energie von der Ab­ wärme des Verflüssigers 37 bezieht. Geeignet ist jedes Niveau, bei dem sich am oberen Ende der Destillationsein­ richtung 23 ein Dampfraum ausbilden kann, während die elektrische Widerstandsheizeinrichtung 33 vollständig untergetaucht bleibt. Wenn das dielektrische Fluid siedet, wird der gebildete Dampf durch eine Leitung 35 in einen Verflüssiger 37 geführt. Das kondensierte dielektrische Fluid aus dem Verflüssiger 37 wird über Leitung 38 dem Wasserscheider 40 zugeführt, um Wasser, das vom Transfor­ mator abgezogen sein kann, von dem dielektrischen Fluid abzutrennen. Dieses von dem dielektrischen Fluid abge­ trennte Wasser wird dann über Leitung 42 der Destillations­ einrichtung 23 zugeführt. Das restliche dielektrische Fluid wird über Leitung 46 in einem Kondensattank 39 ge­ sammelt. Nahe dem Boden des Kondensattanks 39 befindet sich eine Saugleitung 41, die eine Pumpe 43 speist. In dem Kondensattank 39 befindet sich ein Sensor 45 für hohes Niveau und ein Sensor 47 für niedriges Niveau. Der Sensor 45 signalisiert eine Steuereinrichtung 49 für hohes Niveau, und der Sensor 47 signalisiert eine Steuer­ einrichtung 51 für niedriges Niveau. Die Steuereinrich­ tungen 49 und 51 betätigen die Pumpe 43, die in dem Kon­ densattank 39 ein geeignetes Niveau einstellt. Ein geeig­ netes Niveau ist jedes Niveau, bei dem die Pumpe 43 nicht trockenpumpt und der Tank 39 nicht überflutet wird. Der Ausgang der Pumpe 43 führt über ein Druck-Check-Ventil 44 und eine Rückführungsleitung 53 zurück zur Einfüllöffnung des Transformators. Das Druck-Check-Ventil 44 ermöglicht zusammen mit dem Solenoid-Ventil 21 den Betrieb des Destillationsteils des Systems bei Atmosphärendruck oder bei einem anderen und niedrigeren Druck als demjenigen, bei dem der Transformator betrieben wird. Dadurch wird die Destillation des Dielektrikums bei niedrigerer Temperatur (zufolge des niedrigeren Druckes) möglich, der Energiebedarf für das Kochen wird gesenkt und es wird eine gute Abtrennung des Dielektrikums von der Verunreinigung erzielt. Durch eine Einfülleitung 54 kann Trichlortrifluorethan in den Kon­ densattank 39 nachgefüllt werden, um das verlorengegange­ ne Volumen an PCBs und gegebenenfalls Trichlortrifluor­ ethan zu ersetzen. Der Kondensattank 39 ergibt einige Vorteile für das Verfahren, obwohl erkennbar ist, daß er fortgelassen werden kann, wenn der Verflüssi­ ger 37 in einer Höhe über dem Transformator angeordnet und direkt in den Transformator auslaufen gelassen wird. Eine genauere Betrachtung dieser Vorteile macht jedoch klar, warum der Kondensattank 39 in der bevorzugten Aus­ führungsform verwendet wird. Erstens ermöglicht es der Kondensattank 39, eine Überschußmenge an dielektrischer Flüssigkeit/Lösungsmittel zu Beginn in das System einzu­ bringen, so daß es später nicht notwendig wird, weiteres Dielektrikum/Lösungsmittel zuzusetzen, um dasjenige zu ersetzen, das aus dem System austritt, wenn die Boden­ schicht der Destillationsanlage an den PCB-Abfalltank 69 abgelassen wird. Außerdem können dadurch während der kon­ tinuierlichen Durchführung des Verfahrens größere Mengen an reinem Dielektrikum/Lösungsmittel in den Transformator eingebracht werden, während gleichzeitig größere Mengen an mit PCB verunreinigtem Dielektrikum/Lösungsmittel in die Destillationseinrichtung 23 abgelassen werden können. Dadurch wird das ganze Verfahren beschleunigt, da die Geschwindigkeit, mit der PCBs innerhalb des Transformators durch das Dielektrikum/Lösungs­ mittel gelöst werden, erhöht wird. Weiterhin würde bei Fortlassen des Kondensattanks 39 und der Pumpe 43 not­ wendig auch das Ventil 44 entfallen und damit auch der damit erzielte Vorteil, wie er oben beschrieben ist.

An der Basis der Destillationseinrichtung 23 ist eine Leitung 58 angeordnet, durch die Destillationsrückstände zu einem Gitterventil 76, das normalerweise geschlossen ist, oder zu dem Solenoid-Ventil 61 geführt werden. Das Solenoid-Ventil 61 wird durch die Kontrolleinrichtung 67 gesteuert, die von einem Temperatursensor 65 im Dampf­ raum der Destillationseinrichtung 23 signalisiert wird. Wenn die Konzentration an PCBs und anderen höher sieden­ den Verunreinigungen in der Destillationseinrichtung 23 steigt, steigt auch der Siedepunkt der Lösung von Tri­ chlortrifluorethan und PCBs, wodurch wiederum eine Er­ höhung der Temperatur des Dampfraums in der Destillations­ einrichtung 23 erfolgt.

Wenn der Temperatursensor 65 eine Temperatur von etwa 74°C anzeigt, öffnet die Steuereinrichtung 67 das Solenoid-Ventil 61 und Bodenkörper der Destillations­ einrichtung 23 fließen über Leitung 59 in den PCB-Abfall­ tank 69. Die Temperatur, auf die die Steuereinrichtung 67 eingestellt wird, um das Solenoid-Ventil 61 zu betätigen, kann über einen weiten Bereich variieren. Jedoch ist zu berücksichtigen, daß die Abtrennung durch Destillation be­ günstigt wird, wenn der Siedepunkt der Lösung sich dem Siedepunkt des dielektrischen Fluid nähert. Es müßte also eine andere Temperatur als 74°C eingestellt werden, wenn ein anderes dielektrisches Fluid als Trichlortrifluorethan in dem Verfahren verwendet würde. Wenn dies erfolgt, wird durch den Sensor 27 ein niedrigeres Flüssigkeitsniveau angezeigt und die Steuereinrichtung 31 bewirkt die Öff­ nung des Solenoid-Ventils 21 und ermöglicht es, weiteres dielektrisches Fluid in die Destillationseinrichtung 23 fließen zu lassen und der Bodensatz der Destillationsein­ richtung, wo sich hoch-konzentrierte PCBs befinden, in den PCB-Abfalltank 69 zu spülen. Nach Verstreichen einer durch den Zeitgeber 73 vorgegebenen Zeit, die ausreicht, um den Bodensatz der Destillationseinrichtung heraus­ fließen zu lassen oder herauszuspülen, schließt sich das Solenoid-Ventil 61, und die Destillationseinrichtung 23 nimmt den normalen Betrieb wieder auf. Nachdem die be­ reits aus dem Transformator herausgeführten PCBs in den PCB-Abfalltank 69 gespült sind, enthält das in der Destillationseinrichtung 23 befindliche dielektrische Fluid viel weniger PCBs. Das bedeutet, daß der Siedepunkt der Lösung wiederum dem Siedepunkt von reinem Trichlortri­ fluorethan nahekommt und daß daher die Abtrennung durch Destillation auf ihrem Optimum ist. Der PCB-Abfalltank 69 kann für Dauer angebracht oder entfernbar sein und ist vorzugsweise entfernbar. Wenn der PCB-Abfalltank 69 abnehm­ bar ist, kann er zu jeder Zeit während des Verfahrens ent­ fernt und durch einen anderen Tank ersetzt werden, wobei auch die unerwünschten PCBs entfernt werden. Dadurch ver­ ringert sich die Gefahr, die bei Feuer oder Wasserein­ bruch auftreten würde, weil der größte Teil der PCBs be­ reits entfernt worden wäre.

Das manuell betätigte Gitterventil 76 ermöglicht es, die Destillationseinrichtung 23 zu jeder Zeit während des Be­ triebs oder nach Abschalten des Betriebs über Leitung 77 auslaufen zu lassen.

Durch ein manuell betätigtes Gitterventil 75 kann der PCB-Abfalltank 69 entleert werden.

Durch einen zweiten Fluidkreislauf wird das dielektrische Fluid, während es durch diesen fließt, gekühlt und dabei vom Transformator erzeugte Wärme abgeleitet. Der zweite Fluidkreislauf dient auch der Aufrechterhaltung des Druckes im Inneren des Transformators innerhalb der für den Betrieb erforderlichen Grenzen. Die derzeit vorhande­ nen PCB-Transformatoren wurden für niedrigen Druck von 0,35 bis 0,49 bar (5-7 PSIA) konzipiert und müssen aus Sicherheitsgründen eine Dampfdrucksteue­ rung aufweisen. Die Temperatur- und Druckregelung erfol­ gen durch die Verwendung eines Verflüssigers 15. Ein Teil des dielektrischen Fluid wird durch die beim Betrieb des Transformators erzeugte Wärme verdampft. Dieser Dampf wird über Leitung 17 durch Konvektion dem Verflüssiger 15 zugeführt. Auch ein Zugluftsystem kann zur Überführung von Dampf durch den zweiten Fluidkreislauf verwendet wer­ den, wenn eine raschere Kühlung erforderlich ist oder wo Erhebungen das für eine konvektive Kühlung erforderliche natürliche Aufsteigen verhindern.

Das durch den Verflüssiger 15 zur flüssigen Phase konden­ sierte dielektrische Fluid wird durch sein Eigengewicht über Leitung 19 in den Transformator zurückgeführt. Durch solches Ableiten der latenten Wärme des dielektrischen Fluid wird der Transformator äußerst wirksam gekühlt, und gleichzeitig wird der Dampfdruck innerhalb des Transfor­ mators begrenzt.

Am Verflüssiger 15 ist über Leitung 84 ein Notventil 85 vorgesehen. Bei Energieausfall dient der zweite Fluid­ kreislauf nicht der Kühlung des dielektrischen Fluid, und die im Transformator verbleibende Wärme wird nicht ab­ geleitet. Dadurch kann es zu einem Druckanstieg im Ver­ flüssiger 15 kommen. In einer solchen Situation öffnet sich das Ventil 85, so daß der im Verflüssiger herrschende Druck abgelassen wird. Vom Verflüssiger 15 entweichender Dampf wird durch Leitung 84, Notventil 85, Leitung 86, Dampfabsorptionskolonne 82 und Leitung 83 geführt. In der Dampfabsorptionskolonne 82 wird dielek­ trisches Fluid/Lösungsmitteldampf absorbiert, wodurch das Überfluten eines umgrenzten Gebietes, wo der Transfor­ mator sich befindet, mit Dampf des Dielektrikums, der er­ stickend sein kann, verhindert wird. Obwohl es sehr unwahr­ scheinlich ist, daß in einer solchen Situation die Tempe­ ratur so weit ansteigt, daß eine Verdampfung von PCBs erfolgt, wird außerdem von der Dampfabsorptionskolonne 82 alles PCB adsorbiert, das sonst zusammen mit dem Dampf des Dielektrikums durch das Notventil 85 gelangen könnte.

Eine alternative Methode, den Transformator zu kühlen, wird durch Fig. 2 veranschaulicht. Hier kann der zweite Fluidkreislauf die Kühlung des dielektrischen Fluid über einen mit Luft oder mechanisch gekühlten Wärmeaustauscher 16 bewirken. Das dielektrische Fluid wird über das Anschlußstück 3, Leitung 5 und Leitung 7 der Pumpe 9 zu­ geführt. In der Leitung 20 ist ein Temperatursensor 11 an­ geordnet. Der Temperatursensor 11 signalisiert eine Tem­ peratursteuereinrichtung 13, die der Betätigung der Pumpe 9 dient. Die Pumpe 9 gibt dielektrisches Fluid durch einen gekühlten Wärmeaustauscher 16 ab. Dann wird das dielektri­ sche Fluid durch Leitung 18 und zum Transformator zurück umlaufen gelassen. Das dielektrische Fluid wird durch die Pumpe 9, die durch die Temperatursteuereinrichtung 13 so gesteuert wird, daß die Temperatur des dielektrischen Fluid in dem Transformator nahe, jedoch unter seinem Siedepunkt liegt, durch diesen zweiten Fluidkreislauf ge­ führt.

Diese alternative Kühlmethode ist besonders geeignet, wenn eine Situation des Blasensiedens an der Oberfläche der Transformatorwindungen auftreten kann. Blasensieden ist Sieden unter Blasenbildung an der Grenzfläche Feststoff/ Flüssigkeit. Eine solche Blase kann sich von einer Win­ dung zu einer anderen erstrecken und dabei das dielektri­ sche Fluid verdrängen. Wenn dies auftritt, kann es beim Betrieb unter hoher Spannung zu einer schädigenden Bogen­ bildung zwischen den Windungen kommen. Die obige alter­ native Kühlmethode kann zur Verhinderung des Blasensie­ dens angewandt werden, indem man die Temperatur des di­ elektrischen Fluid unter dessen Siedepunkt hält.

Gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform können der Verflüssiger 15 und der Verflüssiger 37 von Fig. 1 durch einen einzigen Verflüssiger ersetzt werden, der die doppelte Aufgabe hat, Temperatur und Druck innerhalb des Transformators einzuhalten und den Dampf des destillierten dielektrischen Fluid für eine Rückführung in den Transfor­ mator zu kondensieren.

Weiterhin würde die Anordnung eines solchen Verflüssigers mit doppelter Aufgabe an einer Stelle über dem Transfor­ mator die Notwendigkeit des Pumpens eliminieren. Sowohl von dem Transformator als auch von der Destillationsein­ richtung 23 würde Dampf durch Konvektion zu dem Verflüssi­ ger mit doppeltem Verwendungszweck aufsteigen, und das daraus resultierende dielektrische Fluid in flüssiger Phase würde durch sein Eigengewicht von dem Verflüssiger mit doppeltem Verwendungszweck zum Transformator fließen.

Wenn Perchlorethylen als dielektrisches Fluid/Lösungsmit­ tel in einem in Betrieb befindlichen Transformator ver­ wendet wird, muß es nicht notwendig sein, einen äußeren Kühlkreislauf zu verwenden. Der Siedepunkt von Perchlor­ ethylen ist beträchtlich höher als derjenige von Trichlor­ trifluorethan, und die beim Betrieb des Transformators gebildete Wärme kann unzureichend sein, um das Perchlor­ ethylen zum Sieden zu bringen. Der Nachteil der Verwendung von Perchlorethylen liegt also darin, daß die PCBs schwe­ rer von dem Perchlorethylen abtrennbar sind, weil es einen beträchtlich höheren Siedepunkt und eine beträchtlich größere latente Verdampfungswärme hat als Trichlortrifluor­ ethan.

Die Erfindung besteht also in einem Verfahren zur Entfer­ nung von PCBs von Transformatoren auf Grundlage einer Destillation, die, ausgenommen eine kurze anfängliche Ab­ schaltperiode, durchgeführt wird, während der Transformator in Betrieb ist. Das ist wichtig, weil sich viele Transformatoren an Stellen befinden, die einen Ersatz schwer möglich, wenn nicht un­ möglich, machen, oder es zumindest praktisch nicht mög­ lich ist, einen solchen Transformator für längere Zeit außer Betrieb zu halten.

Außerdem ist das Verfahren außerordentlich energieeffi­ zient, da es die durch einen in Betrieb befindlichen Transformator erzeugte Wärme benutzt, um die Extraktion der PCBs zu beschleunigen. Da außerdem das dielektrische Fluid bei einer Temperatur nahe seinem Siedepunkt gehal­ ten wird, bleibt die für die Destillation erforderliche Zusatzwärme auf einem Minimum.

Es wird erwogen, nach der Entfernung der PCBs aus dem Transformator das dielektrische Fluid/Lösungsmittel aus dem Transformator abzulassen und durch ein anderes geeig­ netes dielektrisches Fluid, wie Silikonöl, zu ersetzen. Es wäre jedoch auch möglich, den Reinigungskreislauf von dem Transformator zu entfernen, jedoch den Kühlkreislauf daran zu belassen. Das würde einen permanenten Betrieb des Transformators unter Verwendung von Trichlortrifluor­ ethan als dem dielektrischen Fluid ermöglichen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Entfernen polychlorierter Biphenyle (PCBs) von einer sich in Betrieb befindlichen elektrischen Vorrichtung, wobei

   • a) der elektrischen Vorrichtung ein dielektrisches Fluid zugeführt wird, in dem in der elektrischen Vorrichtung befindliche PCBs und/oder andere Verunreinigungen löslich sind,
   • b) das dielektrische Fluid durch Abtrennen der PCBs und der anderen Verunreinigungen aus der so gebildeten Lösung gereinigt wird,
   • c) das dielektrische Fluid für eine erneute Verwendung zu der elektrischen Vorrichtung in einem geschlossenen Kreislauf zurückgeführt wird und
   • d) das dielektrische Fluid in dem Kreislauf so lange kontinuierlich geführt und gereinigt wird, bis der Gehalt der PCBs in dem dielektrischen Fluid unter 50 ppm liegt,
2. dadurch gekennzeichnet, daß die in der elektrischen Vorrichtung befindlichen PCBs und andere Verunreinigungen von dem dielektrischen Fluid in Form von Trichlorfluorethan oder Perchlorethylen durch Destillation getrennt werden.