JP5067227B2

JP5067227B2 - 有害物質排出方法及びその装置

Info

Publication number: JP5067227B2
Application number: JP2008079844A
Authority: JP
Inventors: 奈穂子細野
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: JP2009233505A

Description

この発明は抜油後の電気機器内に残留する有害物質を除去する技術に関する。

変圧器などの絶縁油として使用されていたポリ塩化ビフェニル（以下、ＰＣＢ）は２０１６年までに処分または処分を委託しなければならないことが決まり、行政主導のＰＣＢ処理事業が開始している。しかし、ＰＣＢ処理事業を担当している日本環境安全事業株式会社（ＪＥＳＣＯ）は現在のところ全国５ヶ所に設けた処分場に持ち込まれた機器及びＰＣＢに限定して処理を実施しており、処分場に運搬することのできない機器は処理できないままとなっている。運搬できない機器には、大型で運搬が困難な機器、大型ではないがビルの変圧器室などにあって間口が小さいために運び出せない機器などがある。大型の機器では抜油して外部に取り付けられた嵩の大きな部品を取り外せば運搬できる場合や間口が小さくて運び出せない機器では抜油して傾けるなどすれば運搬できる場合がある。

いずれの場合でも、抜油してできるだけ内部の残留ＰＣＢを少なくすることで抜油後の保管中や運搬中の周囲への汚染の可能性を低減できる。変圧器では、抜油しても元の油量の１０％は残留すると試算されている。絶縁紙などに染み込んでいるＰＣＢを短時間で排出することは難しいが、抜油時のＰＣＢ排出口である排油弁の位置よりも下部に滞留したＰＣＢを排出することができれば、汚染リスクを相当に小さくできる。抜油後、排油弁を下に傾けてＰＣＢを排出させることは、変圧器が重量物であり、破損によるＰＣＢ漏洩の危険性があるためできない。

抜油後の機器内部の残留ＰＣＢを低減させる方法として、絶縁油などを循環させて、ＰＣＢを循環液に溶解させて機器内部のＰＣＢ濃度を低下させる方法がある。この方法は処分場内で実施することが想定されており、運搬前の残留ＰＣＢ量を少なくすることを目的としていないが、適用することは可能である。実質的にはＰＣＢを希釈していることになるため、ＰＣＢに汚染された液量は少なくとももとの油量の数倍になると推定される。仮にＰＣＢ廃棄物から除外される程度まで希釈することを考えると、高濃度のＰＣＢでは約１００万倍に、１００ｐｐｍの微量ＰＣＢで約２００倍に、５０ｐｐｍの微量ＰＣＢでも約１００倍に希釈しなければならず、運搬を目的とした抜油後の残留ＰＣＢの低減方法としては希釈液の処分費用に見合わない。

また、例えば特許文献１のＰＣＢ汚染機器容器の洗浄方法は、絶縁油と相互に溶解しない洗浄水を用いてＰＣＢ汚染容器の洗浄を行い、洗浄後の洗浄水は有害有機物質を含有する油分と水分とに分離し、水分のみを循環させて、再度汚染機器容器の洗浄に用いている。この方法は絶縁油と相互に溶解しない洗浄液を循環させているので汚染液を希釈する必要がない。
特開２００７−７５８３号公報

しかし、特許文献１の洗浄方法はＰＣＢに汚染された変圧器に例示される機器容器内を洗浄水で満たすようにしているので、実際に適用される洗浄タンク、循環ポンプなどの機器は容量が大きい。また、洗浄水の循環系に単蒸留装置、蒸留装置、超音波分離装置、遠心分離装置、比重差分離装置、真空加熱分離装置、膜分離装置に例示される油分と水分の分離手段が具備されるので特許文献１の洗浄装置は大掛かりな構成となる一因となる。さらに、特許文献１の洗浄方法では、水より比重が大きい高濃度のＰＣＢ含有絶縁油を除去する場合、洗浄水を機器容器の上方から下方に循環させているが、前記底部に残留する前記絶縁油の排出は困難である。

前記課題を解決するための有害物質除去方法は、有害物質を含んだ絶縁油を排油口より下部に残留させた抜油後の電気機器に対して前記絶縁油よりも比重が大きい非親油性液体を前記機器の前記排油口から供給して前記機器の底部に残留する油分を前記非親油性液体の上に浮上させた後に前記容器内の上層油分を前記排油口から排出する。

前記課題を解決するための有害物質除去装置は、有害物質を含んだ絶縁油を残留させた電気機器の排油口に接続される第一排出路と、前記絶縁油よりも比重が大きい非親油性液体を前記機器に供給するための第一ポンプを備えた供給路と、前記機器内の液相を回収容器内に移送するための第二ポンプを備えた第二排出路と、前記第一排出路と前記供給路と前記第二排出路とが接続される切り換えバルブとを備え、前記切り換えバルブが前記第一排出路と前記供給路とを連通させた状態で第一ポンプが前記非親油性液体を前記機器に供給して前記機器の底部に残留する油分を前記液体の上に浮上させた後、前記切り換えバルブが前記第一排出路と前記第二排出路とを連通させた状態で前記第二ポンプが前記機器内の上層油分を前記回収容器に移送する。

以上の有害物質除去方法及びその装置によれば電気機器の底部に残留した有害物質含有油分が外部から導入された液体によって浮上するので前記機器の排油口からの排出が容易となる。

前記有害物質除去方法においては、前記絶縁油との界面が少なくとも前記排油口の上端よりも高位となるまで前記非親油性液体を供給した後に前記電気機器内の液相を前記排油口から排出するとよい。

前記有害物質除去装置においては、前記第一ポンプは前記絶縁油との界面が少なくとも前記排油口の上端よりも高位となるまで前記非親油性液体を前記電気機器に供給した後に前記第二ポンプが前記電気機器内の液相を前記排油口から排出するとよい。

前記絶縁油の層は少なくとも前記非親油性液体の層よりも上層となっているので前記電気機器内の液相が排出される過程で前記液位が前記排油口の下端よりも降下した時点で前記絶縁油が確実に電気機器から除去される。

前記非親油性液体は着色剤によって着色させるとよい。有害物質除去の目安となる。

したがって、以上の発明によれば電気機器の排油口から残留有害物質油分の排出が容易となるので、抜油後の電気機器の保管や運搬時の有害物質漏洩による汚染リスクを最小限に抑えることができる。

図１は発明の実施形態に係る有害物質除去装置１の概略構成図である。

有害物質除去装置１は変圧器２の排油口２０１に接続される第一排出路３に４方コックＶを介して供給路４と第二排出路５と第三排出路６とが接続されている。供給路４は変圧器２に充填された絶縁油よりも比重が大きい非親油性液体を変圧器２に供給するための第一ポンプＰ１を備えている。変圧器２に導入される非親油性液体は予め液体容器７に貯留されている。第二排出路５は変圧器２内の液相を回収容器８内に移送するための第二ポンプＰ２を備えている。以上の構成要素からなる液体導入排出系は有害物質（例えばＰＣＢ）蒸発の漏洩防止のために全て密閉状態となる。回収容器８の排気経路９には活性炭カラム１０が具備されており、有害物質蒸気が外部に漏洩しないようになっている。また、第一排出路３には排出弁３１が設置されている。尚、第三排出路６は緊急排出用の経路である。

有害物質除去装置１に係るポンプ類、バルブ類、供給路、排出路、容器類は気密が確保され且つＰＣＢなどの溶剤や非親油性液体に対して耐性を有する仕様であれば既知のものを適用すればよい。非親油性液体の種類は変圧器２に充填された油分の比重に基づき適宜に選択される。

図１を参照しながら抜油後の変圧器２に残留する有害物質含有絶縁油成分（以下、油分）を除去する場合の有害物質除去装置１の動作例について説明する。

排出弁３１が開及び第一排出路３と供給路４とが４方コックＶによって連通された状態で非親油性液体が第一ポンプＰ１によって液体容器７から変圧器２に供給される。変圧器２の底部に残留した油分は導入された非親油性液体よりも比重が小さいので前記非親油性液体よりも上層に浮上する。そして、前記油分との界面が変圧器２の排油口２０１の上端よりも高位となった時点で第一ポンプＰ１が停止して前記非親油性液体の供給が遮断される。次に、第一排出路３と第二排出路５とが４方コックＶよって連通された後、第二ポンプＰ２が起動し、変圧器２内の液相成分が回収容器８に移送される。前記油分の層は少なくとも前記非親油性液体の層よりも上層となっているので変圧器２内の液相が排出される過程で前記液位が排油口２０１の下端よりも降下した時点で前記油分が確実に電気機器から除去される。

以上のように有害物質除去装置１によれば、変圧器２の排油口２０１より下方に残留した有害物質を含んだ液相が非親油性液体上に浮上するので、有害物質の除去が容易となる。したがって、抜油後の変圧器２の保管や運搬時の有害物質漏洩による汚染リスクを最小限に抑えることができる。また、変圧器２内の有害物質汚染油の残量を減らすことができるので、その後の処理の負担を軽減することが可能となる。例えば、有害物質（例えばＰＣＢ）を循環液に溶解させる洗浄方法の場合、希釈量を減らすことができる。また、有害物質除去装置１は配管系と４方コックとポンプ類で構成できるので装置構成が簡素となる。

さらに、有害物質除去装置１では変圧器２を傾けることなく排油口２０１より下方に残留した有害物質を除去できる。特殊な試薬を使用しないで有害物質を除去できる。希釈操作を必要としないので系外排出量が大幅に低減する。有害物質の液や蒸気を漏洩させない密閉した系で除去できる。回収容器８の排気経路９に活性炭カラム１０が具備されたことで気化した有害物質成分の漏洩も防止できる。前記非親油性液体は着色剤によって着色させれば有害物質除去の目安となる。尚、前記油分の除去に供した非親油性液体はヘキサンなどの低極性で比重の大きな液と混和しない有機溶媒で洗浄すれば再利用できる。

図２は発明の実施例１に係る有害物質除去装置１１の概略構成図である。

実施例１に係る有害物質除去装置１１の容器１２には底部から１０ｍｍ上位の側面に内径３ｍｍの液体排出用の配管１３を接続した。配管１３は排出弁１３１を備えている。配管１３の一端側には４方コックＶを介して配管１４，１５，１６を接続した。配管１４は容器１７に貯留させた非親油性液体を容器１２に供給するための第一ポンプＰ１を備えている。配管１５は容器１２の液相を回収容器１８に移送するための第二ポンプＰ２を備えている。配管１５と回収容器１８は気密に接続されている。回収容器１８の排気経路１９には有害ガス漏洩防止のために活性炭カラム２０が具備されている。尚、配管１６は緊急排出用の配管である。

実施例１は変圧器の排油弁の位置以下に残留したＰＣＢ（比重約１．５）を想定している。容器１２にはＰＣＢの模擬的な試料として１，２，４‐トリクロロベンゼン（比重約１．４７）を排油口１２１の下端まで溜めた。非親油性液体にはメチルオレンジで着色させた比重約１．６以上の塩化亜鉛水溶液を用いた。本実施例では飽和塩化亜鉛水溶液に対して容量で５ｖｏｌ％程度に相当する水を加えて調製した塩化亜鉛水溶液を使用した。

排出弁１３１を開及び４方コックＶによって配管１３と配管１４を連通させた状態で容器１７から塩化亜鉛水溶液を１ｍｌ／分の流速で第一ポンプＰ１によって容器１２に供給した。容器１２内の１，２，４‐トリクロロベンゼンは導入された塩化亜鉛水溶液よりも比重が小さいので上層に１，２，４‐トリクロロベンゼンが下層に塩化亜鉛水溶液が分離した。前記上層と前記下層との界面が容器１２の排油口１２１の上端よりも高位となるまで塩化亜鉛水溶液を導入した。

ここで、４方コックＶによって配管１５と配管１３を連通させてポンプＰ２によって１ｍｌ／分の流速で容器１２内の液相を回収容器１８に移送した。この過程で最初に容器１２からはオレンジ色の液体が排され、一旦この液体は無色になった。その後、排出中の液体にオレンジ色の着色（塩化亜鉛）が認められた時点でポンプＰ２を停止させると共に排出弁１３１を閉じた。

前記移送の過程で容器１２は振とう及び傾けはしなかった。排出液の無色部分（１，２，４‐トリクロロベンゼン）の容量は最初に容器１２に入れた容量の８２％であった。排油口１２１より下部に滞留した１，２，４‐トリクロロベンゼン容積の１．５倍程度の塩化亜鉛水溶液と簡単な導入排出用の装備で容器１２に残留した１，２，４‐トリクロロベンゼンのほとんどを排出することができた。回収容器１８に回収された液相は二層に分離しているので、分別は容易である。

図３は発明の実施例２に係る有害物質除去装置２１の概略構成図である。

実施例２は微量ＰＣＢ含有鉱油系絶縁油（比重約０．８５）を模擬試料とした。非親油性液体には比重約１．５以上のヨウ化カリウム水溶液を用いた。実施例２に係る有害物質除去装置２１は、塩化亜鉛水溶液を貯留した容器１７の代わりにヨウ化カリウム水溶液を貯留する容器２２を用いたこと以外は実施例１に係る有害物質除去装置１１と同じ構成である。尚、本実施例では飽和ヨウ化カリウム水溶液に対して容量で５％程度に相当する水を加えて調製したヨウ化カリウム水溶液を使用した。

容器１２には微量ＰＣＢ含有鉱油系絶縁油を排油口１２１の下端まで溜めた。次いで、排出弁１３１を開及び４方コックＶによって配管１３と配管１４を連通させた状態でヨウ化カリウム水溶液を１ｍｌ／分の流速で第一ポンプＰ１によって容器１２に供給した。容器１２内の微量ＰＣＢ含有鉱油系絶縁油は導入されたヨウ化カリウム水溶液よりも比重が小さいので上層に前記絶縁油が下層にヨウ化カリウム水溶液が分離した。前記上層と前記下層との界面が容器１２の排油口１２１の上端よりも高位となるまでヨウ化カリウム水溶液を導入した。

ここで、４方コックＶによって配管１３と配管１５を連通させてポンプＰ２によって１ｍｌ／分の流速で容器１２内の液相を回収容器１８に移送した。前記絶縁油が完全に排出されたと認められた（ヨウ化カリウム水溶液は着色しているので排出液相の色相の変化で確認できる）時点でポンプＰ２を停止させると共に排出弁１３１を閉じた。

前記移送の過程で容器１２の振とう及び傾けはしなかった。排出液の無色部分（前記絶縁油）の容量は最初に容器１２に入れた容量の６５％であった。排油口１２１の下端よりも下方に滞留した前記絶縁油の容積の１．５倍程度のヨウ化カリウム水溶液と簡単な導入排出用の装備で容器１２内の絶縁油のほとんどを排出することができた。回収容器１８に回収された液相は二層に分離しているので、分別は容易である。実施例２では、回収したヨウ化カリウム水溶液は少量のヘキサンで洗浄すれば、別の容器の排出液として再利用できる。ヘキサンはＰＣＢ含有液として処理できる。

発明の実施形態に係る有害物質除去装置の概略構成図。発明の実施例１に係る有害物質除去装置の概略構成図。発明の実施例２に係る有害物質除去装置の概略構成図。

符号の説明

１…有害物質除去装置
２…変圧器（電気機器）
３…第一排出路
４…供給路
５…第二排出路
６…第三排出路
７…液体容器
８…回収容器
９…排気経路
１０…活性炭カラム
Ｐ１…第一ポンプ
Ｐ２…第二ポンプ
Ｖ…４方コック（切り換えバルブ）

Claims

有害物質を含んだ絶縁油を排油口より下部に残留させた抜油後の電気機器に対して前記絶縁油よりも比重が大きい非親油性液体を前記機器の前記排油口から供給して前記機器の底部に残留する油分を前記非親油性液体の上に浮上させた後に前記容器内の上層油分を前記排油口から排出すること
を特徴とする有害物質除去方法。
前記絶縁油との界面が少なくとも前記排油口の上端よりも高位となるまで前記非親油性液体を供給した後に前記電気機器内の液相を前記排油口から排出することを特徴とする請求項１に記載の有害物質除去方法。
前記非親油性液体を着色剤によって着色させることを特徴とする請求項１または２に記載の有害物質除去方法。
有害物質を含んだ絶縁油を残留させた電気機器の排油口に接続される第一排出路と、
前記絶縁油よりも比重が大きい非親油性液体を前記機器に供給するための第一ポンプを備えた供給路と、
前記機器内の液相を回収容器内に移送するための第二ポンプを備えた第二排出路と、
前記第一排出路と前記供給路と前記第二排出路とが接続される切り換えバルブと
を備え、
前記切り換えバルブが前記第一排出路と前記供給路とを連通させた状態で第一ポンプが前記非親油性液体を前記機器に供給して前記機器の底部に残留する油分を前記液体の上に浮上させた後、前記切り換えバルブが前記第一排出路と前記第二排出路とを連通させた状態で前記第二ポンプが前記機器内の上層油分を前記回収容器に移送すること
を特徴とする有害物質除去装置。
前記第一ポンプは前記絶縁油との界面が少なくとも前記排油口の上端よりも高位となるまで前記非親油性液体を前記電気機器に供給した後に前記第二ポンプが前記電気機器内の液相を前記排油口から排出することを特徴とする請求項４に記載の有害物質除去装置。