EP0347411A1 - Procede de decontamination de transformateurs au pcb - Google Patents

Procede de decontamination de transformateurs au pcb

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EP0347411A1
EP0347411A1 EP87904700A EP87904700A EP0347411A1 EP 0347411 A1 EP0347411 A1 EP 0347411A1 EP 87904700 A EP87904700 A EP 87904700A EP 87904700 A EP87904700 A EP 87904700A EP 0347411 A1 EP0347411 A1 EP 0347411A1
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EP
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solvent
pcb
decontamination
enclosed
decontaminating
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EP87904700A
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German (de)
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René PIOCH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C10G21/006—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents of waste oils, e.g. PCB's containing oils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration
    • B08B3/12—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration by sonic or ultrasonic vibrations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • H01F27/12—Oil cooling
    • H01F27/14—Expansion chambers; Oil conservators; Gas cushions; Arrangements for purifying, drying, or filling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B2101/00—Type of solid waste
    • B09B2101/02—Gases or liquids enclosed in discarded articles, e.g. aerosol cans or cooling systems of refrigerators

Definitions

  • the solvent is used in the form of a liquid or saturated vapor.
  • Decontamination is obtained by runoff on the walls and infiltration into complex and fibrous parts under the effect of gravity. It is necessary to dismantle the active parts in order to be able to carry out this decontamination, which is an operation requiring numerous precautions for personnel and the environment.
  • the purpose of this device is to avoid any manipulation before treatment and to considerably speed up decontamination.
  • This decontamination is done directly in the transformer tank which has been drained of its PCB beforehand. It is simply disassembled the electrical terminals (5) low or high voltage which are on the cover to fix the sprayers (4) which will fill the tank with a mist of solvent (10). This mist will condense on the walls and infiltrate inside the coils and the magnetic core to settle on the bottom of the tank.
  • the transformer to be decontaminated (1) is fixed to a vibrating table (2) under which the vibration generators (3) are arranged.
  • the sprayers (4) are fixed, the drain orifice (6) of which is connected to a solvent still (7). If this orifice does not exist, a suction rod (8) replaces it.
  • the assembly is isolated from the ground (10) by shock absorbers (9).
  • the sprayers are in turn turned on and a solvent mist spreads in the tank and its accessories: radiators, fins, tubes, facilitated in this by the vibrations which create turbulence.
  • the solvent condenses on all the walls where it quickly flows and infiltrates the complex and fibrous parts. It is deposited at the bottom of the tank in the form of a liquor composed of solvent and dissolved PCB, the PCB content of which is, even at the start, low.
  • This liquor is evacuated either mechanically or naturally through the drain hole (6) which is at the bottom of the tank or by a suction rod (8) when there is none (case of small transformers).
  • the sprayers are stopped and the vibrations continue to drain the assembly well before dismantling the transformer.
  • the solvent is sprayed after being heated (between 50 ° and 70 °) to increase its solvent power.
  • part of the cynetic energy produced by the vibrations is transformed into heat.
  • the transformer ' is composed of three main parts, that is to say the tank and its cooling means (fins, tubes, radiators), the magnetic core and its fixing means, finally the windings
  • the first two parts are much more quickly decontaminated than the windings and when the overall residual rate is lower than the maximum authorized rate, there may remain inside these windings an absolute residual rate higher than the maximum authorized rate.
  • this maximum rate is not reached at the heart of the windings. It is therefore necessary to extend the rinsing much longer. This greatly increases the cost of decontamination.
  • the second part of the process makes it possible to obtain this result selectively and much more quickly.
  • the centrifuge When the centrifuge is rotated, the solvent contained in the chamber is expelled through the windings which it rinses. It is possible to increase the forcing speed through the windings by increasing the rotation speed as well as the injection pressure of the solvent into the chamber, the two forces being added.
  • the rinsing When the rinsing is finished, the injection of the solvent is stopped, the chamber is emptied and by prolonging the centrifugation, the windings are spun and dried.
  • the volume of solvent to be expelled through the windings is determined experimentally for each type of coil or by analysis of the content of PCB in the solvent which leaves the centrifuge. Such a device is very fast because the solvent crosses the windings transversely instead of longitudinally (arrows) as is the case in the vibration method, but which interests the entire transformer.
  • Fig. 2 shows the centrifuge (21) with its drive shaft (13) the solvent inlet channel (17) and the orifices, its drive means (22) and the liquor discharge (23) , the inner chamber (16) constituted by the windings (12), the flanges (14-14b), a nut (15) screwed onto T Basket ensuring the maintenance.
  • the centering means is not shown for a better understanding of the drawing.
  • a pump (19) arranged between the reservoir (20) and the arrival at the shaft makes it possible to fill the chamber and to maintain a certain pressure there.
  • Fig. 3 shows the application of this method in the case of windings made with foil instead of son.
  • I is arranged on the drive shaft generally three secondary shafts (24) provided with two flanges as in the previous case. These flanges are perforated (25) to allow the solvent to pass.

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Abstract

La décontamination se fait ''in situ'' en pulvérisant un solvant à l'intérieur de la cuve étanche. Le transformateur (1) est fixé sur une table vibrante (2). Le solvant chargé de PCB est recueilli, distillé et recyclé. Les vibrations orientées accélèrent le ruissellement et l'infiltration du solvant contre les parois intérieures et les parties actives. Une seconde phase achève la décontamination des seuls bobinages (12) par injection de solvant à l'intérieur des bobinages (12) pendant une opération de centrifugation valable pour tout type de transformateurs immergés et appareils électriques.

Description

Procédé de décontamination de transformateurs au PCB.
Pendant plusieurs décennies, il a été fabriqué, dans de nombreux pays, des transformateurs électriques immergés dans du PCB. Ce produit ayan été reconnu dangereux, les Etats dans lesquels se trouvent ces transfor¬ mateurs ont interdit leur fabrication et ordonné au moment de leu élimination la destruction de tout le PCB qu'ils contiennent, le certific de décontamination en résultant.
La destruction du PCB vidangé des transformateurs est obtenue par cracking dans des conditions particulières et contrôlées à haute température. Il est par contre très difficile ou techniquement impossible d'éliminer de la même façon le PCB dont sont imprégnées les parties actives et la cuve de ces transformateurs.
Des méthodes utilisant des solvants permettent d'arriver au résultat recherché c'est-à-dire obtenir pour l'ensemble du transformateur une teneur globale résiduelle de PCB inférieure aux seuils autorisés pour être réputé dêcontaminë (-100 ppm).
Le solvant est utilisé sous forme de liquide ou de vapeurs saturantes. La décontamination est obtenue par ruissellement sur les parois et infiltration dans les parties complexes et fibreuses sous l'effet de la pesanteur. II est nécessaire de procéder à un démontage des parties actives pour pouvoir procéder à cette décontamination ce qui est une opération demandan de nombreuses précautions pour le personnel et l'environnement. Le présent dispositif a pour but d'éviter toute manipulation avant traitement et d'accélérer considérablement la decontamination. Cette décontamination se fait directement dans la cuve du transformateur qui a été au préalable vidangée de son PCB. Il est simplement démonté les bornes électriques (5) basse ou haute tension qui se trouvent sur le couvercle pour y fixer les pulvérisateurs (4) qui vont remplir la cuve d'un brouillard de solvant (10). Ce brouillard va se condenser sur les parois et s'infiltrer à l'intérieur des bobinages et du noyau magnétique pour se déposer au fond de la cuve.
La vitesse de ruissellement et d'infiltration est considérablement augmentée par l'utilisation de vibrations particulières qui vont fournir au solvant liquide (contre les parois et dans les bobinages) l'énergie cynétique nécessaire. De plus, ces vibrations facilitent la création de turbulences qui assurent une répartition de brouillard à l'intérieur de la cuve et de ses accessoires de refroidissement (ailettes, radiateurs, tubes etc...) La figure 1 montre les éléments de ce dispositif.
Le transformateur à dëcontaminer (1) est fixé sur une table vibrante (2) sous laquelle sont disposés les générateurs de vibration (3). A l'empla¬ cement des bornes (5) sont fixés les pulvérisateurs (4) dont l'orifice de vidange (6) est relié à un distillateur de solvant (7). Dans le cas où cet orifice n'existe pas, une canne aspirante (8) le remplace. L'ensemble est isolé du sol (10) par des amortisseurs (9).
- Dans une première phase, seule la table vibrante est mise en action pour parfaire l'ëgoutage du PCB qui se dépose au fond de la cuve.
- Dans un second temps, les pulvérisateurs sont à leur tour mis en marche et un brouillard de solvant se répand dans la cuve et ses accessoires : radiateurs, ailettes, tubes, facilité en cela par les vibrations qui créent des turbulences. Le solvant se condense sur toutes les parois où il ruisselle rapidement et s'infiltre dans les parties complexes et fibreuses. Il se dépose au fond de la cuve sous forme de liqueur composée de solvant et de PCB dissous dont la teneur en PCB est, même au départ, faible. Cette liqueur est évacuée soit mécaniquement, soit naturellement par le trou de vidange (6) qui se trouve au fond de la cuve ou par une canne aspirante (8) quand il n'y en a pas (cas de petits transformateurs). - Dans la troisième phase, les pulvérisateurs sont arrêtés et les vibrations continuent de façon à bien ëgoutter l'ensemble avant le démontage du transformateur. Le solvant est pulvérisé après avoir été réchauffé (entre 50° et 70°) pour augmenter son pouvoir solvant. D'autre part, une partie de l'énergie cynétique produite par les vibra- tions se transforme en chaleur. Ces deux facteurs font qu'à la fin de la troisième phase, l'ensemble du transformateur est à une température comprise entre 35° et 55° ce qui facilite l'êgouttage et la vaporisation du solvant restant. Il est attendu un temps suffisament long avant démontage du transformateur pour que sa température soit revenue à l'ambiance. La table vibrante est isolée du sol par des amortisseurs généralement pneumatiques. Dans le cas de très lourds transformateurs, cette table est posée sur un coussin d'air, ce dernier pouvant mêm servir à déplacer l'ensemble.
Or, le transformateur ' est composé de trois parties principales c'est- à-dire la cuve et ses moyens de refroidissement (ailettes, tubes, radia- teurs), le noyau magnétique et ses moyens de fixation, enfin les bobinages Les deux premières parties sont beaucoup plus rapidement décontaminëes que les bobinages et lorsque le taux résiduel global est inférieur au taux maximum autorisé, il peut rester à l'intérieur de ces bobinages un taux résiduel absolu supérieur au taux maximum autorisé. Or, dans le cas de revalorisation des matériaux constituant le transfor¬ mateur et principalement le cuivre et l'aluminium des bobinages, il faut être certain que ce taux maximum n'est pas atteint au coeur des bobinages. Il faut donc prolonger le rinçage beaucoup plus longtemps. Cela augmente considérablement le coût de la decontamination. La seconde partie du procédé permet d'obtenir ce résultat sélectivement et beaucoup plus rapidement.
Il consiste à effectuer un second rinçage des seuls bobinages par centri¬ fugation et forçage du solvant à travers ces bobinages. Pour cela (fig.2), les bobinages (12) sont empilés, centrés et équilibrés autour de l'arbre d'entraine ent (3) et mis en compression entre deux flasques (14), le supérieur (14b) étant serré par un êcrou (15) vissé sur l'arbre d'entrainement (13). Ce dispositif détermine une chambre intérieure aux bobinages (16). L'arbre d'entrainement est foré d'un canal (17) central et d'orifices (18) permettant d'injecter le solvant dans la chambre. Ce canal est relié à une pompe (19) elle-même reliée à un réservoir (12) de solvant.
Lorsque la centrifugeuse est mise en rotation, le solvant contenu dans la chambre est expulsé à travers les bobinages qu'il rince. Il est possible d'augmenter la vitesse de forçage à travers les bobinages en augmentant la vitesse de rotation ainsi que la pression d'injection du solvant dans la chambre, les deux forces s'ajoutant. Lorsque le rinçage est terminé, Ton arrête l'injection du solvant, la chambre se vide et en prolongeant la centrifugation l'on essore et sèche les bobinages. Le volume de solvant à expulser à travers les bobinages est déterminé expérimentalement pour chaque type de bobine ou par analyse de la teneur de PCB dans le solvant qui sort de la centri¬ fugeuse. Un tel dispositif est très rapide car le solvant traverse transversalement les bobinages au lieu de longitudinalement (flèches) comme cela est le cas dans le procédé par vibration, mais .qui intéresse la totalité du transformateur. La fig. 2 représente la centrifugeuse (21) avec son arbre d'entrainement(13) le canal d'arrivée du solvant (17) et les orifices, ses moyens d'entrai- nement (22) et d'évacuation de la liqueur (23), la chambre intérieure (16) constituée par les bobinages (12), les flasques (14-14b) , un ëcrou (15) vissé sur Tarbre assurant le maintien. Le moyen de centrage n'est pas représenté pour une meilleure compréhension du dessin. Une pompe (19) disposée entre le réservoir (20) et l'arrivée à l'arbre permet de remplir la chambre et d'y maintenir une certaine pression.
La fig. 3 montre l'application de ce procédé dans le cas de bobinages réalisés avec dès feuilles au lieu de fils. I est disposé sur Tarbre d'entrainement généralement trois arbres secondaires (24) munis de deux flasques comme dans le cas précédent. Ces flasques sont perforés (25) pour laisser passer le solvant. Pour obliger le solvant à traverser les bobinages, leurs flancs sont serrés entre deux chambres à air (26) dans lesquelles de Tair comprimé est injecté. Ces chambres à air font office de joints d'ëtanchëîtë et de centrage empêchant le solvant de s'en échapper latéralement.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de décontamination de transformateurs au PCB enfermés da une cuve ëtanche, utilisant un solvant caractérisé par le fait q cette opération se fait "in situ" et en soumettant l'appareil à nettoy à des vibrations orientées puis à une centrifugation des seuls bobinages.
2. Procédé de decontamination de transformateurs au PCB enfermés da une cuve étanche suivant la revendication 1 caractérisée par le fai que l'appareil est mis en vibration en le posant et en l'immobilisa sur un socle vibrant.
3. Procédé de décontamination de transformateurs au PCB enfermés da une cuve ëtanche suivant la revendication 1 caractérisée par le fai que la fréquence, l'intensité, la forme et l'orientation des vibration facilitent et accélèrent la circulation verticale du solvant sur le parois et à l'intérieur des parties actives en lui apportant l'énergi cynétique nécessaire.
4. Procédé de décontamination de transformateurs au PCB enfermés dan une cuve ëtanche suivant la revendication 1 caractérisée par le fai qu'un ou plusieurs pulvérisateurs entretiennent un brouillard de solvan à l'intérieur de la cuve, utilisant pour cela des ouvertures de cett cuve libérées par le démontage d'accessoires.
5. Procédé de décontamination de transformateurs au PCB enfermés dan une cuve ëtanche suivant la revendication 1 caractérisée par le fai que les vibrations sont entretenues avant et après decontaminatio pour parfaire Tégoutage et le séchage.
6. Procédé de décontamination de transformateurs au PCB enfermés dan une cuve étanche suivant la revendication 1 caractérisée par le fai qu'après decontamination du transformateur par vibration, il est introdui les seuls bobinages dans une centrifugeuse de façon à former une chambr intérieure aux bobinages dans laquelle est injecté le solvant à traver Tarbre d'entrainement pendant la centrifugation, la cuve de la centrifu geuse servant de cuve étanche.
7. Procédé de décontamination de transformateurs au PCB enfermés dan une cuve étanche suivant la revendication 1 caractérisée par le fai que lorsque les bobinages sont réalisés en feuilles, il est dispos sur Tarbre d'entrainement des arbres secondaires perpendiculaire au premier, les bobinages étant maintenus par des chambres à air comprim et des flasques perforés en face des appuis des bobinages pour permettr le passage du solvant, les chambres à air empêchant le solvant de s'en échapper latéralement.
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