JPH02232073A - ポリ塩化ビフエニル付着変圧器の無害化処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，産業廃棄物である使用済のＰＣＢ付着変圧器
の無害化処理方法に関する。

〔従来の技術〕

ＰＣＢはビフエニルの塩素化物の総称で塩素化数が２．
３、４，５、６の混合物である。ＰＣＢは物理的，化学
的に安定であり，耐熱性及び電気絶縁性に優れるため電
気機器の絶縁油、熱媒体、潤滑油、複写紙のインキ原料
等広く工業用品に使用されてきた。

しかしこのものは人体に有害で，かつ自然界での分解が
困難な環境汚染物質であることが判明して以来、その生
産は中止され、一方回収され，又は保管された製品は，
その早期無害化処理が望まれていた。

ＰＣＢを無害化する技術について、これまでに数多くの
研究、開発が行われているが，今日世界的に見ても工業
規模で支配的に採用、実施されている技術は高温熱分解
法であり，液状ＰＣＢの無害化処理に対し、米国環境保
護庁は１２００℃で２秒以上の滞留時間を保持して噴霧
燃焼するよう指導している。

しかしこのＰＣＢが付着した固形物，殊に変圧器本体の
無害化処理については，この高温熱分解法の適用な含め
，工業的に実用化できる技術が確立されておらず、外国
では専ら洗浄し埋立る方法が採用され、国内では変圧器
を使用していた事業者が無処理のまま各自保管している
のが現状である。

変圧器は交流電圧の昇降を目的とする電気機器で、第２
図に示すように，容器と，その中に収納されている鉄心
，その鉄心部を巻上げている一次，二次側２つの巻線及
びこれらを絶縁し冷却する目的で封入されている絶縁油
等で構成される。本発明においては便宜上鉄心と巻線が
一体となったものを内蔵物と呼び容器と区別している。

この鉄心は渦電流による発熱を抑えるために，０，３〜
０．３５ｗ程度の薄い珪素鋼叛を多数枚重ね合せた積層
体で、堅く締付けられてはいるが，各鋼板の間にはＰＣ
Ｂが浸透，浸入している。このように各部材間の深部に
浸透したＰＣＢの効率的除去又は分解技術を確立するこ
とが、ＰＣＢ付着変圧器の無害化処理を可能とするため
の必須条件である、一般的に金属に付着した油分の除去
には、溶剤洗浄法が利用されており、従ってこのＰＣＢ
が付着浸透した変圧器本体の無害化処理方法として溶剤
洗浄法の適用を検討したが、容器・内蔵物いずれの場合
も，それらを産業廃棄物として埋立処分する場合の処理
基準を満足する程度にまでＰＣＢを除去するためには，
多量の溶剤を必要とすると共に、ＰＣＢを含む多量の廃
溶剤の副生を伴う点が問題となる。さらに内蔵物につい
ては鉄心と巻線とに分離した後，鉄心部分を一枚毎の鋼
飯に剥離，解体して洗浄しなければ実質的な除去ができ
ない。従つて実験上はともかく方量の変圧器を溶剤洗浄
法で無害化処理することは現実的な対応ではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はこのような問題を解決するものであり、変圧器
に付着したＰＣＢを工業的規模で確実に高温熱分解し，
無害化することができる実用的な処理方法の提供を目的
とする。本発明はまた変圧器に内蔵される重金属による
二次公害を発生させることな＜，ＰＣＢ付着変圧器を確
実に無害化する処理方法の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、この目的達成のため，　ＰＣＢの無害化処理
技術としては最も信頼性の高い高温熱分解法を適用し、
変圧器からＰＣＢを含む絶縁油を抜収った後のＰＣＢ付
着変圧器本体を、そのままで或いは容器と内蔵物に分離
した後，これらを固体加熱炉に入れて加熱しＰＣＢの蒸
発と分解を行い，さらにここで生成したガスを高温に保
持した熱分解炉に導いてＰＣＢを確実に高温熱分解する
ことにより，ＰＣＢ付着変圧器を無害化するものである
。

本発明は２つの請求項からなる。先ず第１の請求項は絶
縁油を抜取った後のＰＣＢ付着変圧器を，そのまま或い
は容器と内蔵物とに分離した後、これらを固体加熱炉に
入れて１１００℃未満の銅の融点以下の温度に加熱し，
さらに固体加熱炉で生成するガスを１２００℃以上１５
００℃以下の温度に予め加熱した熱分解炉に導いてＰＣ
Ｂを確実に高温熱分解する。これにより巻線部の銅を溶
融させることなく、熱伝導性のよい銅表面に付着したＰ
ＣＢは確実に熱分解される。しかしてこの際所定の炉内
滞留時間なとることにより巻線部以外の鉄心部艮ダ容器
の部分も無害化される。このようにして銅の蒸気の放散
を抑制した状態で変圧器に付着したＰＣＢを確実に無害
化できる。

第２の請求項は絶縁油を抜取ったＰＣＢ　ｎ着変圧器を
容器と内蔵物とに分離し，先ず内蔵物を固体加熱炉内で
１１００℃未満の温度に加熱保持し，この固体加熱炉で
発生するガスと後で述べる鉄心部のみの加熱によｂ生成
ガスを併せて１２００’ｌｅ以上１５００℃以下に保持
した熱分解炉に導いてＰＣＢな確実に高温熱分解する。

１１００℃以下の固体加熱炉で加熱した内蔵物は冷却し
た後、一旦固体加熱炉から取出し．鉄心部と巻線とに分
離して、鉄心部のみを再び固体加熱炉に入れて１２００
℃以上１５００℃以下のＷ［に加熱保持する。一方内蔵
物と分離した容器は固体加熱炉内で１１００℃以上１５
００℃以下の温麿に保持し，生成するガスを予め１２０
０℃以上１５００℃以下に加熱保持された熱分解炉に導
いてＰＣＢを確実に熱分解する。この方法では巻線部の
銅の溶融及びその蒸気の飛散を防止すると共に多重に積
層された鉄心の奥部に深く浸透したＰＣＢをも確実に熱
分解できるＰＣＢ付着変圧器の無害化処理方法である。

なおこの請求項では変圧器の鉄心及び容器の無害化処理
？ｗ．１請求項で処理するよりもさらに完全にするもの
である。

以上のいずれの方法も熱分解炉でＰＣＢを確実に熱分解
した彼、次工程の排ガス処理装置に導かれる。

本発明を，プロセスの概要を示す第１図に従って説明す
る。

ＰＣＢが付着した変圧器５をそのまま、或いは分離して
処理する固体加熱炉１は，その内面を耐火煉瓦で被覆し
、液体又は／及びガスを燃料９とするバーナー８を備え
ている、固体加熱炉１の内部構造として，バーナー８の
炎が直接変圧器５に触れずに、設定した炉温で変圧器５
を均一に加熱することが必要であり、このため固体加熱
炉ｌ内に火楯７を設ける。又煙道人口６を炉床に設ける
ことにより火楯７に衝突した火炎は炉頂に向い，更に反
転して炉床の煙道入口に至るので固体加熱炉内のガスは
攪拌され炉内温雇が均一化されて変圧器各部を均一に加
熱することができる。

また熱分解炉２は固体加熱炉１と同様に内面耐火煉瓦で
被覆され、液体又は／及びガス等の燃料ＩＯを燃焼する
バーナー１１を備えている。

本発明の実施に際し変圧器５の無害化処理に先立ち．熱
分解炉２のバーナー１１に着火し、予め１２００℃以上
１５００℃以下Ｋ炉内温度を昇温させ，そのまま保持し
ておく。この際熱分解炉２の温度は出口の検出端Ｔ，に
おける側定値によりバーナー１ｌの燃料ｆを制御し、こ
の温度を１４００±５０℃に設定する。

次に第２図で示す変圧器の蓋２３を外し，封入絶縁油（
　ＰＣＢ　　を含む）２２をポンプを用いて抜取った後
，変圧器をそのまま或いは内蔵物３０と容器２１とに分
離してから第１図の固体加熱炉１内に静置し、バーナー
８に点火して炉内の昇温を行う。

変圧器５に付着しているＰＣＢは、固体加熱炉１内の温
度上昇と共に蒸発しはじめ、蒸発したＰＣＢ成分は燃焼
ガスと共に熱分解炉２に導かれ，ここで１４００±５０
℃の高温に曝される。これにより煙突４から排出される
排ガス中のＰＣＢ　ｉは排出許容値以下に熱分解される
。

一方Ｉ’ＣＢ成分の一部は蒸発せず容器本体に付着した
まま熱分解によりタール比して残留するが，これらは炉
内温度が１０００℃を越え、容器全体が赤色に発光する
状態になる迄加熱して十分な時間保持すれば確実に分解
除去される。

また変圧器５の内蔵物である鉄心２７，低圧巻線２８及
び高圧巻線２９の無害ｆヒ処理に当っては，固固体加熱
炉１内の炉温を最高温度が１０００℃以上１１００未満
で一定時間保持してから冷却し，一旦固体加熱炉１から
これら内蔵物一式を取出して鉄心部２７と巻線部２８．
２９とを分離することが必要である。これは巻線が銅で
製作されており．薄片の積層品ではないので，上記の加
熱条件により付着ＰＣＢは確実に分解除去される。しか
も純銅の溶融温度が１０８６℃であるため、炉内最高温
度が１１００℃以上では、内蔵物を形成する巻線が炉内
で溶融し，銅の蒸気が炉内及び配管系或いは系外に飛散
、凝固して重金属による二次公害ケ発生する可能性があ
り、これを防止するためである。

また鉄心２７は前記のように薄い鋼飯の積層物であり，
この層間にはＰＣＢが浸入、浸透しているため鉄心の無
害化処理は、この層間に深く浸透したＰＣＢの無害化除
去であり，このため鉄心２７を容器２１の場合と同様、
炉内で赤色発光するまで加熱して十分な時間保持してＰ
ＣＢを熱分解させる。

これらの容器２１、鉄心２７は共に１００００を越える
温度では赤色の発光体となっているが，１１００℃未満
の温度ではこれらの被処理材の大きさ，構造或いは炉内
保持時間にもよるが，容器２１、鉄心２７本体の加熱が
不十分のため微量のＰＣＢが残留する可能性もあるので
，１１００℃以上で保持するのが望ましく，さらに１２
００℃以上が好ましい。また１４００℃を越えると本体
自体が溶融する可能性が生じるので温度の上限は固体加
熱炉１の出口Ｔ，における測定値として１３５０±５０
℃であることが望ましい。

なお炉内保持温度及び保持時間について，対象物の大き
さ或いはＰＣＢの付着量等により異なり特定できないが
，一般的に本発明で規定する範囲内のなるべく高温より
で長時間が望ましい。

〔実施例〕

以下本発明方法を実施例によってさらに具体的に説明す
る。

実施例１ 予め５　０　ＫＶＡの変圧器の低圧端子２４１高圧端子
２５を切除し、蓋２３を取外し，内部の絶縁油？ポンプ
を用いて抜取った後、１２時間程度放置して十分に付着
油を分離させる。次に内蔵物３０を容器２１に固定した
ボルトを外し，内蔵物３０を容器２１から取出し，ポリ
袋に収納したもの１個を固体加熱炉１に入れる。熱分解
炉２のバーナー１１（燃焼能力３　０　ｋｆ／ｈ　）に
点火し，熱分解炉２？加熱して炉温か１４００℃に達し
た後、固体加熱炉１のバーナー８（燃焼能力ＬＰＧ　４
　ｋｔ／ｈ　）に点火して固体加熱炉１を昇温し、炉尻
温産計Ｔ，が１０５０　℃に達してから更に２時間その
温度を保持した後バーナー８を止め、炉内を冷却してか
ら内蔵物を取出した。

なお，この時間固体加熱炉１の燃焼ガスは，灯油燃焼に
より熱分解炉内温度計Ｔ，が１４００±５０℃に保持さ
れた熱分解炉２に導入されて、ガス中の蒸発油分および
不完全燃焼ガスは熱分解され、排ガス処理装置を通って
大気中に排出された。

吹出した内蔵物の巻線部２８．２９を切除し、更に鉄心
部２７の一部を切取り、これらを分析用試料として，環
境庁告示１３号（産業廃棄物に含まれる金属等の検定方
法）及びＪＩＳＫＯ１０２−２５（工場排水中の四塩化
炭票抽出物質の試験方法）に準拠して残留油分の分析を
行ったところ油分は検出されなかった、 実施例２ 予め５　０　ＫＶＡの変圧器の低圧端子２４、高圧端子
２５を切除し、蓋２３を取外し，内部の絶縁油をポンプ
を用いて抜取った後，１２時間程度放置して十分に付着
油を分離させる。次に内蔵物３０を容器に固定したボル
トを外し、内蔵物３０を容器２１から取出し、燃焼能力
ＬＰＧ　４　Ｓｖ／ｈの固体加熱炉１に入れる。・熱分
解炉２のバーナー１１に点火し、加熱した後、固体加熱
炉のバーナー８に点火して炉内を昇温し，炉内温度Ｔ１
１０５０ｃで２時間保持した後バーナー８を止め冷却し
てから内蔵物３（１敗出した。

取出した内蔵物の巻線部２８．２９を切除し，分離した
鉄心部２７のみを再度固体加熱炉１に入れて昇温加熱し
，炉内温度Ｔ，ｙ１３００℃〜１４００℃で２時間保持
した後冷却して炉内より取出した。

なおこの時間固体加熱炉１の燃焼ガスはプロパンガスの
燃焼により炉内温度Ｔ，が１４００±５０℃に保持され
た熱分解炉２に導入されて，ガス中の蒸発油分は高温熱
分解され、排ガス処理装置３を通って大気中に排出され
た。

再加熱後の鉄心２７の一部を試料として切暇り、環境庁
告示１３号（産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法）
及びＪＩＳＫＯ　１　０　２−２　５　（工場排水中の
四塩化炭素抽出物質の試験方法）に準拠して残留油分の
分析を行ったところ、下記の結果が得られた。

再加熱前　　再加熱後 油分量Ｃｌ！９／１）０．８６　　　　検出されず実施
例３ 実施例λの場合と同じようにして，同じ固体加熱炉１に
５　０　ＫＶＡ変圧器の容器部分２１を入れ，炉内を昇
温しで１３００℃で１時間保持した後、冷却して取出し
た容器２１を解剤（四塩化炭素）で洗浄し，その洗浄液
中の油分なＪＩＳＩ（０　１　０　２−２　５に従って
分析したところ検出されなかった。また固体加熱炉で発
生した油分のガスは熱分解炉２で１４００±５０℃で高
温熱分解させた。

〔発明の効果〕

本発明の無害化処理方法により，従来確実な処理方法が
ないため，未処理のまま保管されているＰＣＢ付着変圧
器を，銅製の巻線を溶融させずに無害化できると共に、
鉄心の深部に浸透したＰＣＢ及び容器に残留するＰＣＢ
を確実に熱分解することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための簡単なフローシートで
あり、第２図は代表的変圧器の概略図である。 １・・・固体加熱炉　　　　２・・・熱分解炉３・・・
排ガス処理装置　　４・・・煙突５・・・変圧器　　　
　　　６・・・煙道入口７・・・火楯　　　　　　　８
，１１・・・・・・バーナー９、１０・・・・・・燃料
　　　　ｌ２・・・循環ポンプｌ３・・・吸収液循環ラ
イン　１４、１５．　１６・・・ガス導管１７・・・吸
弓ブロワ ２１・・・容器　　　　　　　２２・・・封入絶縁油２
３・・・蓋　　　　　　　　２４・・・低圧端子２５・
・・高圧端子　　　　　２６・・・放熱板２７・・・鉄
心　　　　　　　２８・・・低圧巻線２９・・・高圧巻
線　　　　　３０・・・内蔵物Ｔ，・・・固体加熱炉温
度検出端 Ｔ，・・・熱分解炉温度検出端 特許出願人　　日鉄化工機株式会社 財団法人電気絶縁物処理協会 代理人　　　　弁理士　伊東　彰

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリ塩化ビフェニル（以下ＰＣＢという）を含む
   絶縁油を抜取つた後のＰＣＢが付着した変圧器本体を、
   そのままで、或いは容器と内蔵物に分離した後、これら
   を固体加熱炉に入れて１１００°未満の温度に加熱し、
   これら固形物に付着しているＰＣＢを蒸発分離させ、さ
   らに着火燃焼させ、該ＰＣＢガス及び燃焼ガスを１２０
   ０℃以上１５００℃以下の高温に保持された別の熱分解
   炉に導いて確実に高温熱分解させて無害化することを特
   徴とするＰＣＢ付着変圧器の無害化処理方法。
2. （２）ＰＣＢを含む絶縁油を抜取つた後のＰＣＢが付着
   した変圧器本体を容器と内蔵物に分離し、内蔵物を固体
   加熱炉に入れて１１００℃未満の温度に加熱した後冷却
   して、一旦固体加熱炉から該内蔵物を取出し、該内蔵物
   を鉄心部と巻線部に分離し、巻線部を除く鉄心部と容器
   とを個別或いは一括して再び固体加熱炉に入れて１１０
   ０℃以上１４００℃以下の温度で加熱して蒸発したＰＣ
   Ｂガスを熱分解炉で１２００℃以上１５００℃に加熱し
   て確実に熱分解することを特徴とするＰＣＢ付着変圧器
   の無害化処理方法。