JP5044306B2 - ポリ塩化ビフェニル含有ブッシングのプラズマ溶融分解処理方法 - Google Patents
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Description
本発明は、ポリ塩化ビフェニル含有ブッシングのプラズマ溶融分解処理方法に関する。
ポリ塩化ビフェニル（以下「ＰＣＢ」という。）は、電気絶縁性に優れるため、変圧器やコンデンサなどの電気機器の絶縁油や絶縁材料などに使用されていた。しかし、ＰＣＢは人体に有害で且つ自然界での分解が困難な環境汚染物質であることから、その生産が中止されるとともに、ＰＣＢで汚染された変圧器やコンデンサなどは回収され、保管されている。そのうち、絶縁油や小型の電気機器などは無害化処理が行われている。
ＰＣＢの無害化処理技術して、ＰＣＢを含有する処理対象物をプラズマ溶融分解炉において溶融分解処理する技術が知られている。
例えば、特許文献１には、高温のプラズマを熱源としたプラズマ溶融分解炉にドラム缶に封入されたＰＣＢ油やＰＣＢ汚染物等の処理対象物を投入してプラズマ溶融分解処理する技術が開示されている。
図２は従来の特許文献１に記載されたプラズマ溶融分解炉の一例を示す概略図である。
図２においては、ＰＣＢ汚染物等の処理対象物を封入したドラム缶１を装入室２から気密ゲート３、水冷ゲート４に順次開いて搬送してプラズマ溶融分解炉５へ投入してプラズマ溶融分解処理する。
ＰＣＢ汚染物である安定器、感圧複写紙、ウエス、汚泥等はプラズマ溶融分解炉で処理されているが、変圧器やコンデンサ等電気機器のタンクや建家の壁を貫通して電機を通すための装置であるＰＣＢコンパウンドを含有する大型のＰＣＢ含有ブッシングは、処理方法が確立されていないために、取り外して回収した後は厳重に保管されたままの状態で処理されずに現在に至っている。そのため、ＰＣＢ含有ブッシングの無害化処理技術の開発が要望されていた。
ＰＣＢ含有ブッシングは、図３のＰＣＢ含有ブッシングの概略図に示すように、管状のアルミナ製の碍子７、コンデンサコア８、銅製やアルミ製の導電部９、碍子７とコンデンサコア８の間に充填されたＰＣＢを含む固体絶縁物からなるＰＣＢコンパウンド１０で構成されている。
特開２００６−２９７２３３号公報
ＰＣＢ含有ブッシングの処理方法として、絶縁碍子部、導電部、コンデンサコア、ＰＣＢコンパウンドを分解選別し、これらを個別に処理することが考えられるが、現在の分解選別技術では技術的に不可能である。
そこで、安定器、汚泥、感圧紙、ウエスなどのＰＣＢ汚染物の処理に現在使用されているプラズマ溶融分解処理技術をＰＣＢ含有ブッシングの処理に適用してみた。しかしながら、ＰＣＢ含有ブッシングの処理方法として、プラズマ溶融分解処理技術を適用する場合、以下の課題があった。
ＰＣＢ含有ブッシングは、変圧器用で約１〜３ｍ、気中壁貫用で約２〜５ｍと大型であり、サイズ的にドラム缶（直径６０ｃｍ×６０ｃｍ）より大きいので、そのままではドラム缶内に入らないので、プラズマ溶融分解炉に直接投入することができない。また、ドラム缶に封入できる程度に切断して処理した場合には、表面からの熱伝達が限定的であるため溶融速度は小さくなることが予想される。そこで、ＰＣＢブッシングを破砕した状態としドラム缶内に入れてプラズマ溶融炉に投入した。
しかしながら、プラズマ溶融分解炉内では、破砕物の碍子がアルミナであるため、溶融温度が上ってスラグの流動性が低下した。
さらに、ＰＣＢ含有ブッシングを破砕状態にしてドラム缶に入れてプラズマ溶融炉に投入しても、破砕物が溶解する前に表面が溶融して相互に融着して大きな塊となり、塊の中心部に未溶融部分が形成され、その結果、破砕物の溶解に長時間を要するために処理速度が非常に低下し、破砕の効果が十分に得られなかった。
したがって、ＰＣＢ含有ブッシングの処理に、ＰＣＢ含有ブッシングを破砕してプラズマ溶融分解処理技術を適用しても、長い処理時間を要するとともに、スラグ浴の流動性を低下させ安定的な運転が困難であることが分かった。
そこで、本発明は、ＰＣＢ含有ブッシングをプラズマ溶融分解炉で処理可能にしたＰＣＢ含有ブッシングのプラズマ溶融分解処理方法を提供するものである。
本発明のＰＣＢ含有ブッシングのプラズマ溶融分解処理方法は、アルミナ製の絶縁碍子、金属製の導電部、ポリ塩化ビフェニルコンパウンドを有するポリ塩化ビフェニル含有ブッシングを長手方向に直交する方向に複数箇所で切断して切断物とする切断工程、前記切断物を破砕して破砕物とする破砕工程、前記破砕物と、プラズマ溶融分解装置内で溶融して破砕物のアルミナと反応してアルミナの融点より低い化合物を生成させる塩基度調整剤とをドラム缶に入れて撹拌混合して混合物とする混合工程、前記混合物を前記ドラム缶に封入する工程、前記混合物を封入した前記ドラム缶をプラズマ溶融分解装置内に投入して混合物をプラズマ溶融分解する工程からなることを特徴とする。ここで切断工程と破砕工程は組合せでもいずれか一方でも良い。
本発明は、プラズマ溶融分解炉内でＰＣＢ含有ブッシングの破砕物が、融着によって塊を形成することなく溶解していくので、短い時間で処理でき、同時に安定的に溶融分解処理ができる。
Ｃａ化合物のみを用いても効果は得られるが、ＳｉＯ２成分をさらに添加することで流動性をより向上させて安定的に処理することができる。
図１は本発明によるＰＣＢ含有ブッシングの処理方法の工程図を示す図である。
ＰＣＢ含有ブッシングを長手方向に直交する方向に複数箇所で図３に示す管状のアルミナ製の碍子７、コンデンサコア８、導電部９、碍子７とコンデンサコア８の間に充填されたＰＣＢコンパウンド１０をバンドソーなどのブッシング導線切断機で輪切りにして、複数の切断物とする。切断物の幅は、次工程で使用するブッシング破砕機に適した幅、例えば２０ｃｍ以下程度にする。
次いで、輪切りにした切断物をブッシング破砕機で破砕する。破砕物のうち、アルミナの碍子の大きさは、後工程でのプラズマ溶解分解炉での溶解速度を速めるために３０ｍｍ以下にする。
以上の切断工程及び破砕工程により、大型のＰＣＢ含有ブッシングをドラム缶に封入可能となる。
破砕工程で得られた破砕物をドラム缶に入れる。ドラム缶には破砕物ととともに塩基度調整剤を入れて均一化する。この方法としてはミキサによる混合撹拌や破砕物と塩基度調整剤を交互に数回に分けて積層することにより破砕物と塩基度調整剤を均一に混合することができる。
塩基度調整剤には、破砕物であるアルミナと共存様態で共晶などのスラグを形成して融点を降下させる材料、例えば、Ｃａ成分を含む消石灰、石灰などを使用する。塩基度調整剤は、Ｃａ（ＯＨ）２とＳｉＯ２をＣａ／Ｓｉ（モル比）を約１、破砕物に対して質量比で２０％〜１００％、より好ましくは８０％〜１００％となるように加える。
破砕物と塩基度調整剤をドラム缶内で均一化したのち封入する。
アルミナの破砕物と塩基度調整剤を混合することにより、プラズマ溶融炉にて処理する時、アルミナと塩基度調整剤の反応により破砕物の表面が速やかに溶解して破砕物どうしの融着を防ぐと同時に溶融スラグの流動性が保たれるため溶融処理が良好に進む。
さらに流動性をよくするためにＳｉＯ２を添加することができる。
変圧器用ＰＣＢ含有ブッシング 長さ：約３ｍ 重さ：約１８０ｋｇ
切断物 幅：２ｃｍ
破砕物 アルミナ粉砕物最大長さ：約３ｃｍ
破砕物：塩基度調整剤（石灰）＝１：１（質量比）
ペール缶 直径４０ｃｍ×高さ４０ｃｍ
プラズマ溶融分解炉の温度：１４５０℃
スラグ温度１４５０℃
以上の運転条件で処理した結果、プラズマ溶融分解炉において、破砕物が塊状になることなく短時間で溶解することが可能であった。
切断物 幅：２ｃｍ
破砕物 アルミナ粉砕物最大長さ：約３ｃｍ
破砕物：塩基度調整剤（石灰）＝１：１（質量比）
ペール缶 直径４０ｃｍ×高さ４０ｃｍ
プラズマ溶融分解炉の温度：１４５０℃
スラグ温度１４５０℃
以上の運転条件で処理した結果、プラズマ溶融分解炉において、破砕物が塊状になることなく短時間で溶解することが可能であった。
１：ドラム缶
２：装入室
３：気密ゲート
４：気密ゲート
５：プラズマ溶融分解炉
７：碍子
８：コンデンサコア
９：導電部
１０：ＰＣＢコンパウンド
２：装入室
３：気密ゲート
４：気密ゲート
５：プラズマ溶融分解炉
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８：コンデンサコア
９：導電部
１０：ＰＣＢコンパウンド
Claims (2)
- アルミナ製の絶縁碍子、金属製の導電部、ポリ塩化ビフェニルコンパウンドを有するポリ塩化ビフェニル含有ブッシングを長手方向に直交する方向に複数箇所で切断して切断物とする切断工程、
前記切断物を破砕して破砕物とする破砕工程、
前記破砕物と、プラズマ分解装置内で溶融して破砕物のアルミナと共存することにより単一組成のアルミナの融点より低いスラグを生成させる塩基度調整剤とをドラム缶に入れて撹拌混合して混合物とする混合工程、
前記混合物を前記ドラム缶に封入する工程、
前記混合物を封入した前記ドラム缶をプラズマ分解装置内に投入して混合物をプラズマ溶融分解する工程からなることを特徴とするポリ塩化ビフェニル含有ブッシングのプラズマ溶融分解処理方法。 - 前記塩基度調整剤がＣａ化合物、Ｓｉ化合物、Ｎａ化合物のうち１種又は２種以上であることを特徴とする請求項１記載のポリ塩化ビフェニル含有ブッシングのプラズマ溶融分解処理方法。
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