KR100336667B1

KR100336667B1 - 대형전기기구 폐기물 처리 방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR100336667B1
Application number: KR1019990023640A
Authority: KR
Inventors: 마우러요하네스; 라슈케만프레트; 바네츠키어빈; 멜버알브레트
Original assignee: 얀 오징, 클라우스-위르겐 하임바흐; 에이엘디 배큐엄 테크놀로지스 악티엔게젤샤프트
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1999-06-23
Publication date: 2002-05-13
Also published as: CN1244432A; JP2000061441A; JP2000176432A; ES2192894A1; KR20000016886A; JP3062190B2; JP3195331B2; CN1149116C; ES2192894B1

Abstract

PCB 및 PCB혼합물 그룹으로 이루어지는 탄화수소로 충전되어 있고, 주로 밀폐된 케이싱을 갖는 대형 전기기기(24, 25)들을 고온재생을 통하여 폐기물을 처리함에 있어서, 상기 대형기기(24, 25)들을 케이싱과 함께, 기기 운전이 가능한 탄화수소 량의 적어도 일부분을 충전한 상태로 처리실(1) 속에 넣고, 처음에는 그 처리실(1) 내부를 진공 시킨 다음, 불활성가스로 충전하고, 소기(掃氣) 및 반송(搬送)가스를 주입함이 없이, 처리실 압력의 조절 하에, 탄화수소증기를 재응결 시키면서 상기 대형기기를 탄화수소의 포화증기압곡선의 위쪽에서 탄화수소가 비등(沸騰)에 의하여 증발하는 온도로 가열한다. 이어서, 처리실압력을 탄화수소의 포화증기압곡선의 아래쪽에 해당하는 압력 값으로 감압한다. 이 때, 탄화수소증기를 계속적으로 배출시킨다. 후처리를 위하여 PCB를 포함한 탄화수소증기를 분사응축기 및/또는 표면응축기로서 실시할 수 있는 응축장치로 통과시킨다.

Description

대형전기기구 폐기물 처리 방법 및 그 장치{Method and Apparatus for Waste Disposal of Large-sized Electrical Appliances}

본 발명은 적어도 PCB(polychlorinated biphenyls) 그룹(group) 및 PCB 혼합물로 이루어지는 탄화수소로 충전된 변압기 및 콘덴서 등의 주로 밀폐된 케이싱을갖는 대형 전기기구들을 고온재생처리에 의하여 폐기물을 처리하는 방법에 관한 것이다.

그와 같은 대형기기들에 있어서는 PCB 그룹 및 PCB 혼합물로 이루어지는 다량의 탄화수소로 충전되어있고, 그밖에 적어도 철(강철 케이싱, 변압기 철심), 구리(변압기 권선), 알미늄(콘덴서 릴(reel)), 나무(스페이서), 절연체, 가스킷, 유전체, 용접 재료 및 기타 부품으로 이루어지는 기능구성품들을 포함하는 기기들이 문제인 것이다. 고체 물질들 사이의 공간들은 통상 탄화수소로 충전되어 있기 때문에, 운반용기 별로 불규칙하게 대량으로 열처리 불가능한 기기들을 폐기처리 하는 것은 매우 곤란하다.

따라서 종래에는 통상 대형 기기의 배출구를 통하여 탄화수소를 배출하고, 열처리 전에 부품별로 분해하여 가능한 한 작게 분쇄하였으며, 그로 인하여 PCB가 배출된 광범한 지역 표면이 주위공기와 접촉하게 되어, 공기 속에 PCB 증기가 증발하게 된다.

상기 탄화수소가 케이싱 속에 들어있는 동안 그와 같은 대형기기들을 대량으로 탄화수소와 함께 완전히 고온으로 가열한다는 것은 매우 어려운 일이며, 특히 시간이 걸리는 것으로서, 이 때 탄화수소도 역시 완전히 증발하여 대형기기들로부터 배출된다. 종래에 있어서는 최소한 상기 기기들을 분해하고, 또한 통상 파쇄(破碎)함으로써, 열교환과 물질이동(物質移動) 및 그에 의한 탄화수소의 배출을 위한 넓은 표면을 확보하였다.

PCB에 있어서는 상이한 염소 원자수, 예를 들어 1개 내지 10개의 염소원자를갖는 다중염소화바이페닐 내지 다중염소화벤젠과, 염소량이 대략 19% 내지 71% 사이가 되는 209개까지의 이성체(異性體)가 문제가 된다. 이들은 극히 유해하며 발암작용을 한다. 이러한 물질의 흡수는 주로 피부를 통하여, 부분적으로는 또한 호흡공기에 의하여 폐(肺)를 통하여 이루어지며, 간(肝)과 신경계통에 해를 끼치며, 혈구수(血球數)에 변화를 일으킨다. 상기 PCB 성분들은 지방조직 속에 축적된다. 가능한 한 소각은 회피해야 하며, 여하튼 오직 산소가 풍부한 공기 중에서 1200℃ 이상의 온도 하에서만 소각을 해야한다. 그렇지 않으면 마찬가지로 독성을 갖는 다이옥신(Seveso독소)과 푸란을 형성하기 때문이다. 이들은 높은 유전율(誘電率)과 내염성(耐炎性) 효과 및 양호한 열전도성 때문에 다년간에 걸쳐 냉매(冷媒) 내지 액상유전체(液狀誘電體) 및 열교환기유(熱交換機油)로서 부분적으로 순수형태로, 부분적으로는 다른 기름에 첨가하여 변압기와 전기콘덴서에 사용되어 왔다.(ROMPP CHEMIE LEXIKON, Georg Thieme 출판사, 슈투트가르트-뉴욕, M-Pk 판(版), 1995, 3243 - 3245페이지 참조)

상기 PCB는 전세계적으로 여전히 그와 같은 대형 전기기기에 대량으로 사용되고 있다. 그러나 그 동안 대부분의 국가에서는 이 PCB의 제조, 사용, 저장 및 운반을 금지하고 있다. 이 물질은 높은 온도 하에서 소각함에도 불구하고 유독성 물질로 재결합하는 위험은 상존한다.

폐기물 방법은 PCB농도에 따라 결정된다. 즉, PCB함량이 50 mg/kg 이상일 경우에 변압기 또는 기타 전기기기는 특별한 방법으로 처리된다. 1989년부터 2000년까지 특수쓰레기량은 독일 단독으로 PCB쓰레기가 30만톤에 이르며, 그 중에서 1 내지 50%의 PCB 함량의 높은 오염도를 갖는 쓰레기는 95,000톤이고, 그 중에서 56,000톤이 변압기이고, 17,000톤이 대형 콘덴서이다.(RoMPP 환경사전, 슈투트가르트-뉴욕, 1993, 536 - 538 페이지 참조)

전기기기 제원(예)

변압기

정격용량: 630 kVA

규격: 길이: 1612 mm

폭: 882 mm

높이: 1413 mm,

중량: 2020 kg

기름 량: 436 kg

콘덴서:

a) 정격용량: 100 kVA

규격: 길이: 715 mm

폭: 250 mm

높이: 895 mm,

중량: 70 kg

기름 량: 30,7 kg

화합물: 강철 케이싱: 10,8 kg

절연물질: 0,8 kg

종이: 16,4 kg

알미늄: 9,9 kg

동: 1,4 kg

b) 정격용량: 3 kVA

규격: 길이: 190 mm

폭: 120 mm

높이: 100 mm,

중량: 4,52 kg

기름 량: 2,10 kg

기타: 강철 케이싱, 절연물질,

종이, 알미늄, 동: 2,42 kg

따라서 위로 한계선을 제시할 수 없다. 오히려 앞으로 처리해야할 보다 많은 매우 크고 무거운 PCB가 충전된 변압기와 콘덴서들이 계속 가동되고 있다.

NUKEM회사의 팜플렛 'PCB Service System 50 Verfahren(PCB 서비스 시스템 50 프로세스)', 간기(刊記) 2000 St 393, 에 의하여 전기설비, 특히 그 중에서 PCB가 충전된 변압기들의 PCB가 함유된 기름을 세척유로 대체하여 변압기를'재분류(reclassify)' 함으로써, 독성을 해소시키는 방법이 공지되었다. 이와 같은 방법은 적합한 처리장치를 통하여 세척유를 순환시켜, 상기 PCB로부터 세척유를 분리하여 PCB를 수집하는 것이다. 이와 같은 순환작업은 6 내지 12개월 또는 경우에 따라서는 그이상의 시간이 걸린다. 상기 문헌 구절(句節)에 의하면 PCB함유 기름을 변압기 속으로부터 제거하는데 얼마나 오래 걸리느냐 하는 사실을 알 수 있다.

DE 44 15 093 A1에서, 자동차의 오일필터 및 기름통과 같은 빈 통으로부터 분쇄되지 않은 상태에서 임의의 투입량으로 이른바 진공-고온-재생 공정에 의하여 진공 하에서 증류를 통하여 잔류 기름을 제거하는 방법이 공지되어 있다. 여기서는 명확한 소형부품에 관한 것이다. PCB가 함유된 기름의 재활용에 관해서는 언급이 없다.

1996년 8월 출판된 리뷰 레포트 No. 3 'Appropriate Technologies for the Treatment of Scheduled Wastes(지정 폐기물에 대한 적합한 처리기술)'의 요약서 에서 PCB가 함유된 물질에 대한 수많은 폐기처리방법이 기술되어 있으며, 그 중에서 PCB 처리방법으로서 기술된 고온탈착(高溫脫着) 방법이 있다. 또한 'Irregular Larger Inert Solids(불규칙적인 대형 불활성 고체)'라는 중간제목 하에 PCB-콘덴서를 언급하고 있는 바, 콘덴서들은 알미늄 성분과 수소발생 위험 때문에 먼저 분쇄하여야 하며, 그 다음 수산화나트륨으로 처리된다. 상기 프로세스를 BCD프로세스라고 부른다. 고온 탈착 프로세스에 관하여 이 프로세스는 600℃ 이하의 온도에서 실시되며, 한편 파쇄물의 크기는 5mm이하로 해야 한다는 것을 언급하고 있다. 한 파이롯트 플랜트에서 상기 PCB 프로세스를 위하여 450 내지 800℃의 온도와 1 내지3시간의 처리시간을 일람표에 제시되어 있다.

DE 42 31 405 A1에서 변압기 철심과 같은 분해된 기구부품들을 고압용기 속에서 캐리어 가스(carrier gas)의 계속적인 주입 하에 유기성분을 부분적으로 분해하면서 유해물질 및 PCB를 함유하는 절연유를 제거한 후에 가스를 방출시키고, 유해물질을 포착/수집하여 고온 하에서 계속 가공하는 방법이 공개되었다. 저압(低壓)의 사용을 언급하고 있다는 것은 단지 기름 증기가 대기 속으로 들어가는 것을 방지하기 위한 대책에 지나지 않는다. 본래의 케이싱 속에서 기기부품의 취급에 관해서는 기술되어 있지 않다. 계속적으로 주입되는 캐리어 가스의 사용은 그러나 절연유와 유해물질이 다량의 가스를 동반하게 됨으로써, 극히 넓은 응축표면을 필요로 하게될 뿐만 아니라, 또한 이에 상응하는 부분압력에 비례하여 다량의 기름 및 유해물질 증기가 배출가스 속에 남아 있게 되므로, 이 배출가스를 계속 처리를 해야한다는 것을 특별히 지적하고 있다.

EP 0 682 994 A1에서 똑같은 단점을 갖는 유사한 방법이 공개되었는바, 이 방법에 있어서는 변압기를 포함한 기기들로부터 절연유를 제거한 후에 그 절연유의 잔유량과 함께 0.5 내지 1 바(bar)의 압력 하에 계속적으로 불활성 반송(搬送)가스를 주입하면서 가스를 방출하는 것이다. 그러한 고압의 반송가스의 채택으로 가열속도를 증가시키고자 하는 것이다. 또한 이 때에도 다량의 배기가스를 계속 처리하지 않으면 안되며, 이를 위해서는 에어러졸 분리기와 활성탄소 필터가 언급되어야 한다. 그러나 여기서도 상기 기기들이 본래의 케이싱과 함께 처리되어야 한다는 것이 지적되어 있지 않다. 이것은 절연유의 성분을 흡수하게될 반송가스를 이들 케이싱을 통하여 통과시킬 수 없기 때문에 처음부터 불가능한 것이다.

DE 44 37 345 A1에서 산소를 제거하기 위한 추출실에서 사후화염을 발화시키거나, 경우에 따라서는 사후 연소기를 장치하고, 최대한 정화(淨化)되어 산소가 없는 배출가스를 오염된 벽면을 여러번 순환시킴으로써, 벽체 피복물과 같은 PCB로 오염된 다공성 가공재료를 '현장에서' 해독하는 방법이 공개되었다. 그러나 특히 프로판 가스와 같은 연소가스를 주입할 경우에는 연소과정에서 필연적으로 어느 정도 비율의 산소, 무엇보다도 응축이 불가능한 연소생성물(燃燒生成物)과 질소와 같은 불연성 반송가스가 남아 있다. 여기서 또한 대량의 배출가스를 계속 처리 해야하며, 이를 위하여 가스 정화기 및 활성탄소 필터의 사용을 시사(示唆)하며, 한편 이들 자체가 다시 위생처리의 대상이 된다.

EP 0 423 039 A1에서는a)대량으로 퇴적(堆積) 가능한 벌크(bulk) 덩어리로서 처음부터 진공 하에 회전로(回轉爐) 속에서 가열하고 해독시키는 토양, 모래 및 건축 쓰레기와 같은 부서지기 쉬운 물질로 이루어진 쓰레기 처리와b)먼저 대기압 하에서 불활성 가스를 순환시키면서 최종온도로 가열한 다음에 진공 속에서 해독시키는 잘 부서지지 않는 개별물건의 쓰레기 처리를 서로 구분하였다. 나무와 변압기의 금속부분, 콘덴서의 종이와 알미늄 박판으로 이루어지는 릴(reel)은 개별물건으로 분류된다. 변압기들은 해독된 다음에는 재조립하여 사용하도록 되어 있다. 즉, 변압기들은 분해하여 해독되는 것이다. 변압기의 목재 부분을 260 내지 280℃ 하에서 해독하기 위해서는 18시간을 처리시간으로 제시하였으며, 285℃ 하에서 종이를 탄화(炭化)하여 콘덴서 릴을 해독시키기 위해서는 67시간을 처리시간으로 제시하였다.

가열단계 동안에 당해 고온 하에서 각각의 유해물질성분의 증기압 곡선 내에 이 성분의 미량만이 증발된다. 불활성 가스 하에서 그러나 계속 가열은 오직 불활성 가스 속에서 포화점까지만 가열로 보호가스를 배기하지 않고 이루어질 수 있다. 그렇지 않으면 압력이 대기압을 훨씬 초과하여 증가하거나, 또는 증발 프로세스가 정지한다. 절연유의 대부분 또는 전량과 함께 전체 대형기기의 처리에 관해서는 기술되어 있지 않으며, 또한 공지된 방법으로는 불가능하다. 불활성 가스와 PCB증기와의 혼합가스를 콘덴서에 주입할 경우에도, 콘덴서는 매우 큰 응축표면을 필요로 하거나, 또는 배기가스는 허용치를 초과하는 PCB분량이 대기 속으로 배출되며, 그뿐만 아니라 주 콘덴서에 안전 콘덴서가 후속 연결되어 있는 경우에도 마찬가지이다. 이 때 가열단계와 진공배기단계를 위한 시간이 추가되며, 이 시간 동안에 유해물질의 증발이 포화증기압곡선 아래부분에서 비등(沸騰)에 의하여 비로소 올바르게 시작된다.

어떤 경우이든 간에, 해독할 대상물을 샅샅이, 특히 대상물의 구조 깊숙이 까지 주어진 압력 하에 남김없이 배기시키기 위하여 필요로 하는 높은 증발온도로 가열한다는 것은 특히, 그러한 대상물의 구조는 통상 열전도성이 또한 매우 나쁘기 때문에 곤란하고 시간이 많이 걸리는 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 모두(冒頭)에 기술된 종류의 방법으로서, 변압기 및 콘덴서들과 같은 종류의 대형 전기기기들을 충전유가 주위공기와 상호작용을 일으킴이 없이, 또한 대형기기들을 분해한 다음에 탄화수소, 특히 PCB를 제거하고, 경우에 따라 최종이용에 투입함이 없이 위생처리 할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 본 발명에 따라 모두(冒頭)에 제시한 방법에 있어서 다음과 같은 공정을 통하여 달성된다. 즉,

a) 처리할 대형 기기들을 운전 가능한 탄화수소 충전량 중 최소한 그 일부를 포함하는 케이싱과 함께 처리실 속으로 장입(裝入)하고, 주위공기를 배출하기 위하여 10mbar 이하의 압력으로 상기 처리실을 배기시킨 다음, 비산화 가스로 상기 처리실을 30 mbar 이상의 압력으로 충전하며,

b) 가열단계에서, 처리실 내에 소기가스를 공급함이 없이 배기 가스량 및 증기량을 조절하면서, 상기 대형기기 내부의 온도가 포화증기압곡선 위쪽의 미리 설정된 온도에 도달할 때까지 처리실 내의 압력을 30 mbar 이상으로 유지하는바, 이 때, 상기 탄화수소는 비등작용에 의하여 증발하며, 유리된 증기가 케이싱 내부에서 상대적으로 차거운 지점에 재응결함으로써, 가열프로세스를 촉진하는 한편, 제어를 통하여 배출된 탄화수소증기를 응축시키고,

c) 상기 처리실 내의 온도가 미리 설정된 온도에 도달한 다음 처리실의 압력을 상기 포화증기압곡선 아래쪽의 압력 값으로 감압시키며,

d) 상기 탄화수소가 비등작용에 의하여 증발되고, 소기가스가 없는 상태에서 응축되며, 경우에 따라서는 PCB가 분해되면서 계속 처리되는 공정으로 이루어지는 방법에 의하여 본 발명의 목적이 달성된다.

이 때, 상기 처리실에 압력감지기를 장치하고, 그 압력감지기의 출력 측을 하나의 조절기에 연결하며, 또한 처리실과 진공펌프 사이의 흡기관에 장치되어 진공펌프의 흡입력을 처리실의 내부압력 설정치에 따라 변화시킬 수 있는 조절밸브에 연결하면 더욱 유리하다.

상술한 바와 같이 일부 기름이 충전되어 있거나, 특히 전체의 기름이 충전된 상태로 분해되지 않은 대형기기를 이에 상응하는 대형 처리실 안에서 전체 기름을 제거하고 폐기물 처리를 할 수 있다는 것이 놀랍게도 확인되었다. 이 때, 요컨대 항상 포화증기압곡선의 위쪽의 가장 뜨거은 지점에서 기름이 증발하며, 포화증기압곡선의 아래쪽의 상대적으로 차거운 지점에서 증기가 재응축함으로써, 열전도가 주위 매체와의 접촉함이 없이 현저히 강화되기 때문에, 밀폐된 케이싱과 완전 또는 부분적인 기름의 충전이 결정적인 역할을 한다.

상기 기름증기가 또한 대형기기와 처리실 내지 가열용기의 내벽 사이의 공간으로 맨 먼저 도달하는 것이 아니다. 이와 관련된 사항은 도 8을 이용하여 좀 더 상세히 설명한다. 처리될 재료조건에 따른 온도를 초과하자마자, 대형기기 케이싱이 내부압력의 작용하에, 즉, 뚜껑의 팽창, 용접부위의 융해, 팩킹물질의 증발 및/또는 분해 등으로 인하여 점차로 자동적으로 열리게된다. 분해된 다음에는 전체 구성부분이 완전히 건조 내지는 탄화수소가 완전히 제거되고, PCB들은 즉각적으로 계속 가공공정으로 이송될 수 있다는 것이 확인되었다. 밀봉물질, 목재 및 종이에서는 부스러기 상태의 순수한 탄소만이 남는다. 기름을 먹인 종이의 중량감소는 예를 들어 73 중량%가 되었다.

이 때, 종래의 기술과는 달리, 상기 반송가스를 계속적으로, 또는 부피가 팽창할 때 응축표면으로 주입할 필요가 없게 하고, 가열단계에서 기름증기의 재응결을 가능케 하기 위하여 시간이 많이 걸리는 소기, 운반, 및 순환가스의 주입을 회피하며, 일정한 한계 내에서 압력을 유지하는 것이 기본적이다.

개별적으로 또는 공동으로 적용될 수 있는 다른 유리한 진보적 방법들은 나머지 방법청구범위의 대상으로서, 이들의 유리한 작용들은 상세한 설명에서 더욱 자세히 후술한다.

본 발명은 또한 상기 방법을 실시하기 위하여 PCB 그룹 및 PCB혼합물로 이루어지는 탄화수소화합물로 충전된 전기기기의 폐기물처리를 위한 처리실을 갖는 장치에 관한 것으로서, 상기 처리실은 최소 1개 이상의 가열장치를 포함하고 있으며, 최소 1개 이상의 응축장치와 그 응축장치에 후속 연결된 하나의 배기장치를 가지고 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제1방법으로서 수평축 상에 장치되고 앞문을 갖고 있는 처리실의 전방에 변압기와 응축기 등으로 이루어지는 주로 밀폐된 케이싱을 갖는 대형기기를 위한 제1하치대가 장치되고, 상기 처리실 내에 대형기기를 하나씩 또는 여러 개를 함께 완전한 상태로 장입할 수 있도록 상기 제1하치대와 일렬로 나란히 제2하치대를 설치한다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 또다른 방법으로서, 수직축 상에 장치되고 상부뚜껑을 갖는 처리실에 있어서, 변압기와 응축기 등으로 이루어지는 주로 밀폐된 케이싱을 갖는 대형기기를 위한 하치대를 상기 처리실 내에 설치하고, 그하치대 위에 대형기기들을 하나씩 또는 여러 개를 함께 완전한 상태로 장입할 수 있도록 장치한다.

개별적으로 또는 함께 적용할 수 있는 상기 장치의 유리한 특징들은 본 발명의 나머지 장치청구범위의 대상이며, 그의 특징기능들에 관해서는 본 명세서의 상세한 설명에서 더욱 자세히 후술한다.

도 1은 수평운반을 위한 하역장치를 포함하는 처리실의 수직단면도.

도 2는 온도와 압력의 관계 및 유리한 프로세스 파라미터를 위한 파라미터필드(parameter field)를 나타내는 도표.

도 3은 분사응축기와 흡수유(吸收油)를 이용하여 처리실로부터 배출된 PCB함유증기의 후처리를 위한 프로세스 개략도.

도 4는 표면응축기를 이용하여 처리실로부터 배출된 PCB함유증기의 후처리를 위한 다른 프로세스 개략도.

도 5는 2개의 표면응축기를 이용하여, 배출된 PCB함유증기의 후처리를 위한 또다른 프로세스 개략도.

도 6은 도 3, 4 및 5에 따른 분사 및 표면응축기로부터 배출되는 응축물의 최종 처리를 위한 프로세스 개략도.

도 7은 수직방향으로 하역작업을 하도록 되어있는 처리실의 수직단면도.

도 8은 도 7과 유사한 처리실에 있어서, 모든 구성부품들 사이의 열 및 물질교환을 설명하기 위한 밀폐된 변압기의 처리원리를 예시한다.

도 9는 상이한 측정점에서 온도변화를 설명하기 위한 도표.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

'P' : 압력신호 M : 중심선

't' : 시간 'T' : 온도

1 : 처리실 2 : 내압용기

3 : 외부재킷 4 : 용기출입문

5 : 단열재 6 : 송풍기

7 : 공급관 8 : 배출관

9 : 가열장치 9a : 가열장치

9b, 9c : 전원 플러그 10 : 팬(fan)

11 : 열전도판 12 : 중간공간

13 : 불활성 가스 공급원 14 : 조절밸브

15 : 중공밀봉체 16 : 템퍼링(tempering)순환장치

17 : 순환펌프 18 : 가열장치

19 : 냉각장치 20 : 스위칭밸브

21 : 단열재 22 : 하치대

23 : 운반대차 24, 25 : 대형기구

24a : 케이싱 24b : 뚜껑

24c : 철심 26 : 흡기관

27 : 촉매기 28 : 가스공급원

29 : 조절밸브 30 : 차단밸브

31 : 화살표 32 : 분사응축기

33 : 분사노즐 34 : 분사물

35 : 스프레이 지대 36 : 순환장치

37 : 공급탱크 38 : 도관

39 : 수집용기 40 : 조절밸브

42 : 냉각장치 43 : 세정장치

44 : 순환펌프 45 : 지류도관

46 : 지류도관 47 : 충전탑(充塡塔)

48 : 분사노즐 49 : 분사물

50 : 충전체지대 51 : 도관

52 : 흡기관 52a : 조절밸브

52b : 도관 52c : 조절기

52d : 측정치도선(導線) 53 : 진공펌프

54, 55 : 활성탄필터 56 : 촉매장치

57 : 화살표 58 : 표면응축기

59 : 템퍼링순환장치 60 : 순환펌프

61 : 가열장치 62 : 냉각장치

63 : 스위치밸브 64 : 저장용기

64a : 수집용기 65 : 출력물질

65a : 출력물 66 : 제1표면응축기

67 : 제2표면응축기 68 : 공급관

69 : 반응용기 70 : 저장용기

71 : 가열장치 72 : 교반기

73 : 원심분리기 74 : 화살표

75 : 화살표 76 : 처리실

77 : 용기 78 : 내측재킷(jacket)

79 : 내측뚜껑 80 : 외측뚜껑

81 : 가열코일 82 : 연결접촉부

83 : 공간 84 : 잭 링(jack rings)

85 : 단열재 86 : 불활성가스공급원

87 : 조절밸브 88 : 처리실

89 : 외부가열장치 90 : 내부가열장치

91 : 탄화수소 91a : 증기실

92 : 모스부호 점선식 곡선 93 : 파선식(破線式) 곡선

94 : 실선식 곡선

본 발명에 따른 실시예와 추가적인 특징들을 첨부도면을 이용하여 방법실시예와 장치예를 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 1에는 하나의 외부재킷(outer jacket)(3)과 하나의 용기출입문(4)을 갖는 내압식 수평 용기(2)로 되는 하나의 처리실(1)이 도시되어 있다. 상기 외부재킷(3)은 단열재(5, 21)로 피복되어 있으며, 상기 내압용기(2)와의 사이에 중간공간(12)이 형성되어 있다. 냉각제(예: 공기)를 주입하기 위하여 하나의 송풍기(6), 하나의 공급관(7) 및 하나의 배출관(8)이 장치되어 있다.

상기 내압용기(2)의 내측면과 용기출입문(4)에는 일정한 온도로 유지되므로 이 부분에서는 기름의 응축이 일어나지 않는다. 상기 내압용기(2) 안에는 하나의 저항가열식 가열장치(9), 하나의 팬(fan)(10) 및 열전도판(11)이 장치됨으로써, 상기 처리실(1)이 가열로의 기능을 수행한다. 대안으로서 또는 추가적으로 대형기구를 감싸는 열방사체, 가열 덮개(heating blanket)와 유도가열을 위한 유도코일 및 아크전극을 장치한다. 또한 전원플러그(9b, 9c)들을 갖는 추가적인 가열장치(9a)가 가열재킷으로 사용된다.

상기 내압용기(2) 내에는 공기를 빼기 위한 1차 배기를 실시한 다음, 불활성 가스 공급원(13)과 조정밸브(14)를 이용하여 요구되는 압력을 발생시켜 일정한 공정압력을 유지한다. 상기 불활성 가스는 매우 신속한 제어 하에 배기 되면서, 내압용기 내에서 발생하는 기름증기에 의하여 대체되는바, 이에 관해서는 다음에 상세히 후술한다.

상기 용기 출입문(4)은 중공 밀봉체(15)로 둘러싸여 있고, 그 밀봉체(15)는 그 속으로 서멀오일(thermal oil)의 템퍼링 순환장치(16)에 의하여 적정온도로 유지되며, 그러한 온도 하에서 내열성이 있으며, 한편 밀봉체 상에 증기가 응축되지 않는다. 이 때 적절한 온도는 약 200℃ 내지 300℃ 사이가 된다. 상기 템퍼링 순환장치(16)는 하나의 순환펌프(17), 하나의 가열장치(18) 및 하나의 냉각장치(19)로 이루어지며, 그 냉각장치(19)는 하나의 스위칭 밸브(20)에 의하여 선택적으로 개폐될 수 있다.

상기 용기 출입문(4) 앞에는 하치대(22)가 설치되어 있고, 그 위에서 예를 들어 견인장치와 운반대차(23)를 이용하여 2개의 대형기구(24, 25)들, 예를 들어 변압기를 상차할 수 있게 되어 있다. 상기 용기 출입문(4)이 열리면(도면상에서 수직 방향으로) 상기 대형기구(24, 25)들이 운반대차(23) 위에 탑재된 상태로 용기(2) 속으로 입실하여 상기 가열장치(9) 위쪽에 있는 또하나의 하치대(도시되지 않았음) 상의 새로운 위치(23', 24' 및 25')에 놓이게 된다. 이 때 상기 대형기구(24, 25)들은 여전히 전량의 PCB로 또는 PCB가 함유된 기름으로 충전되어 있는 상태로 있다. 상기 내압용기(2)의 일정한 내부압력 하에 상기 기름의 온도가그의 비등온도(도 2 참조)를 초과하자마자 비등공정이 시작되며, 이 때 발생되는 오일가스(oil gas)에 의하여 상기 대형기구(24, 25)들의 내부부품에 대한 대부분의 열전달이 이루어진다. 이와 같이 오일가스에 의한 열전달이 대형기구(24, 25)들을 신속히 통째로 가열하는데 결정적인 요소이다.

상기 내압용기(2)로부터 하나의 흡기관(26)이 촉매기(27)로 연결되어 있으며, 하나의 가스공급원(28)으로부터 수소 및 가스상태의 탄화수소군(群)의 가스를 적량으로 조절밸브(29)를 통하여 상기 촉매기(27)로 공급됨으로써, 상기 PCB가 해당하는 수소의 할로겐화합물, 예를 들어, 염산으로 전환되며, 이 염산은 수산화알칼리에 의하여 염화물로 변환되어, 물세척기를 통하여 제거된다. 상기 처리실(1)은 차단밸브(30)에 의하여, 예를 들어 장전(裝塡) 목적으로, 후속하는 처리장치로부터 분리될 수 있다. 도 3, 4 및 도 6 이후 처리장치로의 연결점은 화살표(31)로 표시하였다.

도 2에서, 처리온도'T'를 횡좌표로 도시하고, 처리압력'P'를 종좌표로 도시하였다. 도 2의 점선으로 구획된 범위 안에 각 개별 기름 및 PCB들에 대한 수많은 증기압 곡선들과 종이 접합물질, 합성수지 및 기타 문제로 되고있는 기름들과 탄화수소에 대한 비등범위가 도시되어 있다. 서멀오일에 대한 증기압 곡선은 굵은 실선('L')으로 뚜렷이 표시하였다. 각 증기압 곡선 위쪽에는 아무런 비등작용이 일어나지 않으며, 상기 증기압 곡선 아래에서는 압력을 낮추거나 온도를 상승시킬 때, 또는 압력의 감소와 온도의 상승을 동시에 할 경우 갑자기 비등작용이 시작된다.

도 2는 매우 개략적인 도표로서 전형적인 압력의 진행과정을 모스식(Morse) 점선('P')으로 표시하였는바, 가열이 시작될 때 배기하여 'T1'시점의 공기압을 'T2'시점 까지 단시간 동안에 1mbar로 감압하였다. 이어서 상기 처리실(1) 속으로 비산화 가스(불활성 가스)를 주입하여 'T3'시점까지 400mbar의 압력에 도달한다. 이 때 공급밸브를 폐쇄하여 불활성 가스의 주입을 중단한다. 즉, 반송가스, 운반가스 또는 소기(掃氣)가스가 주입되지 않는다.

뒤에 상세히 후술하는 제어시스템과 진공펌프의 앞에 장치된 제어밸브에 의하여 설정된 압력은 본질적으로 일정하게 유지된다. 온도의 상승과 함께 액체 부분, 즉, 제일 먼저 기구 케이싱 내에서 평형조건에 따라 점차로 액체(탄화수소 및 유해성분)의 증발(아직 비등하지 않음)이 시작된다. 상대적으로 아직 온도가 낮은 장치부분 상에 나타나는 증기의 응결 때문에, 그리고 그로 인한 열전도 현상 때문에 기존의 온도구배(溫度句配)는 크게 영향을 받게 되고, 단시간에 붕괴(하강)된다. 과잉증기는 조절밸브를 통하여 압력동작식으로 배출되며, 처리실 외부로 응결됨으로써, 바라지 않은 압력상승이 방지된다. 상기 응축프로세스는 단지 조절과정의 시초에만 나타나고, 그 후에는 실제적으로 더 이상 존재하지 않으므로, 반송가스, 운반가스 또는 소기가스에 의하여 방해를 받지 않는다.

예를 들어, 온도감지기에 의하여 변압기 철심 속에 불리한 지점에서 측정하여 T4시점에 일정한 온도에 도달하자마자 상기 진공펌프 앞에 전치(前置)된 조절밸브가 완전히 개방되고, 압력은 액체의 증기압력곡선('L' 선) 값 아래로, 즉, 상기 예에서는 10mbar로 하강하고, 이 때 액체의 비등(沸騰)프로세스가 즉각 시작된다.그런 다음, 온도는 계속 상승하고, 장치 속에 유해성분의 잔류분에 대한 일정한 한계치에 도달하는 T5시점까지 압력은 계속 하강한다.

도 3, 4 및 도 5는 본 발명의 기본요소, 즉, 진공펌프(53)의 흡기관(52) 내에 장치된 조절밸브(52a)를 예시하는 것으로서, 상기 조절밸브(52a)는 일정한 조절량을 위한 도관(52b)을 통하여 조절기(52c)와 연결되어 있으며, 상기 조절기(52c)는 측정치도선(導線)(52d)을 통하여 처리실 내부로부터 압력신호'P'를 수신하며, 도 2의 실시예에 따라 내부압력을 조절하도록 되어있다.

도 3은 상기 흡기관(26)이 연장되어 분사응축기(32)로 연결되는 것을 도시하며, 상기 분사응축기의 내부에는 광유(鑛油) 그룹의 기름을 사용하여 원추형 분사물(34)을 형성시키기 위한 분사노즐(33)들이 장치되어 있다. 상기 분사물들은 스프레이 지대(35)를 형성하여 그 속에서 PCB-증기가 광유에 의하여 응결된다. 이러한 목적으로, 상기 광유를 순환장치(36)를 통하여 순환시키며, 소모된 광유를 보충하기 위하여 상기 순환장치(36)에 공급탱크(37)를 연결할 수 있다. 광유의 공급량은 PCB농도에 따라 결정된다. 광유와 PCB의 응축물은 도관(38)을 통하여 수집용기(39)로 수집되고, 그 수집용기(39)의 충전레벨은 조절밸브(40)에 의하여 조절된다. 여기서부터 상기 응축물은 냉각장치(42), 세정장치(43)(냉각 트랩 또는 필터로서 형성될 수 있음), 및 순환펌프(44)를 거쳐 상기 분사노즐(33)로 연결된 지류도관(45)으로 유입된다.

상기 다시 재냉각된 응축물(상기 처리실(1)의 열출력 대부분을 함유하고 처리실(1)로부터 배출되는 증기의 응축열은 계속적으로 배출시키지 않으면 안된다)의분류(分流)가 또 하나의 지류도관(46)을 통하여 구조적으로 상기 분사응축기(32)와 일체로 형성된 충전탑(充塡塔)(47)으로 유입된다. 상기 충전탑(47)에는 원추형 분사물(49)을 분사시키기 위한 또 다른 분사노즐(48)들이 장치되어 있다. 상기 분사물들은 예를 들어 래쉬크링(Raschig ring)들로 이루어지는 충전체지대(50)로 낙하함으로써, PCB잔류증기가 상기 광유에 의하여 응결되게 한다. 이렇게 응결된 응축물은 다시 아래쪽에 위치한 스프레이 지대(35)를 통과하여 그 밑에 집결된 응축물과 합류한다. 상기 PCB성분을 함유하는 과잉 응축물은 게속 가공을 위하여 도관(51)을 통하여 도 6의 최종가공단계로 배출된다. 상기 분사노즐(33, 48)들의 수는 중요하지 않다. 그것은 단지 상기 충전체지대(50)와 스프레이 지대의 유효단면적이 완전히 포함되도록 하기 위한 것이다.

상기 분사응축기(32) 및/또는 충전탑은 또한 n-헥산 및 다른 탄화수소-용액 또는 수산화알칼리 용액 및/또는 물로 운전될 수도 있다.

나머지 가스와 증기는 흡기관(52)을 통하여 상기 충전탑(47)으로부터 배출된다. 상기 진공펌프(53)의 앞과 뒤쪽의 흡기관(52)에 활성탄필터(54, 55)들이 장치되어 있고, 이 활성탄필터(54, 55)들은 분리/해체될 수 있으며, 또한 상기 처리실(1) 속에서 고온탈착(VTR-공법)에 의하여 처리될 수 있다. 도 3에서 화살표(57)로 표시한 바와 같이 가스를 대기 속으로 배출하기 전에 또한 가스를 촉매장치(56) 속에서 촉매 산화시킨다. 상기 활성탄필터(54)는 또한 한 개의 완성품 조립체로 이루어질 수 있는 진공펌프(53)를 보호해주는 역할도 한다.

도 4는 표면응축기(58)를 이용하여 처리실(1)로부터 배출된 PCB가 함유된 증기를 사후처리를 위한 대안 프로세스를 예시한다. 응축표면의 온도를 일정하게 조절하기 위하여 순환펌프(60), 가열장치(61), 및 냉각장치(62)로 이루어지는 템퍼링순환장치(59)에 서멀오일(thermal oil)을 사용하고, 이 장치들은 스위치밸브(63)에 의하여 선택적으로 연통(連通)될 수 있도록 되어 있다. 상기 흡기관(52)의 계속적인 장치수단과 프로세스과정은 도 3과 동일하게 진행된다.

도 4에 따른 장치는 다음과 같이 작동한다. 상기 표면응축기(58) 내에서 먼저 -196℃ 내지 +25℃ 사이의 온도 하에서 탄화수소로부터 PCB성분과 함께 타르(tarry)질(質) 내지 고체 모양의 응축물이 형성되고, 그 응축물이 예정된 양으로 모인 다음에는 주기적으로 응축표면을 100℃ 내지 400℃의 온도로, 특히 200℃ 내지 300℃의 온도로 가열함으로써, 그 응축물이 녹아서 수집용기(64) 속으로 수집되며, 상기 응축물의 출력물질(65)은 도 6의 최종가공단계로 공급된다.

도 5는 직렬로 연결된 제1표면응축기(66)와 제2표면응축기(67)를 이용하여 상기 처리실(1)로부터 흡출(吸出)된 PCB함유증기의 후가공을 위한 또다른 대안 공법을 예시한다. 또한 상기 제1표면응축기(66)의 응축표면온도를 일정하게 조절하기 위하여 순환펌프(60), 가열장치(61), 및 냉각장치(62)로 이루어져 하나의 스위치밸브(63)에 의하여 선택적으로 연통시킬 수 있는 템퍼링순환장치(59)를 장치한다. 상기 흡기관(52) 이후의 장치수단과 프로세스 진행과정은 도 3 및 도 4와 똑같다.

도 5에 따른 장치는 다음과 같이 작동한다. 제1표면응축기(66)에 있어서는 먼저 +150℃ 내지 +300℃ 사이의 온도, 특히 +200℃ 내지 +250℃ 사이의 온도하에서 일부 PCB부분이 포함되는 고비등성(高沸騰性) 증기성분으로 구성되는 액상 내지타르상(狀) 응축물이 형성된다. 타르상 응축물에 관해서는, 상술한 바와 같이 이 응축물은 고온처리에 의하여 주기적으로 용해시켜, 수집용기(64)에 수집된다. 제2표면응축기(67)에 있어서는, -196℃ 내지 +25℃의 온도 하에서 나머지의 저비등성(低沸騰性) 탄화수소 내지 그 증기로부터 또다른 응축물이 형성되며, 경우에 따라 예정된 양의 응축물이 수집된 다음, 마찬가지로 응축표면을 주기적으로 고온 하에 적절하게 가열함으로써, 응축물을 용해시키고, 또하나의 수집용기(64a)로 수집되며, 그 출력물(65a)은 도 6에 따른 최종가공단계로 공급된다. 여기서 필요로 하는 상기 템퍼링순환장치(59)와 유사한 제2템퍼링순환장치는 도면의 간단명확성을 위하여 생략되었다. 응축표면으로서는 예를 들어 평판(平板) 및/또는 관속(管束)들을 고려할 수 있다.

도 6은 상기 도 3, 4 및 도 5에 따른 분사 및 표면응축기들로부터 출력되는 응축물의 최종처리를 위한 공법을 예시한다. 상기 수집용기(39, 64, 64a)들로부터 응축물은 공급관(68)을 통하여 반응용기(69)로 공급된다. 알칼리금속 및/또는 이들의 화합물, 즉, 나트륨, 수산화나트륨, 칼리움, 수산화칼리움, 리튬, 수산화리튬 등과 기름으로 되는 분산제(分散劑)가 저장용기(70)에 저장되어 있다. 또한 수산기를 갖는 알칼리용액을 사용할 수 있다. 상기 PCB성분으로부터 할로겐원소들을 분리하고 할로겐염을 형성시키기 위하여 필요로 하는 반응온도는 가열장치(71)를 이용하여 20℃ 내지 400℃ 사이에서 유지시킨다. 수산화칼륨은 전형적으로 360℃의 용융점을 가지므로, 그 온도 이상에서 분해가 이루어지고, 수산화나트륨은 324℃의 용융점을 가지므로, 이 온도 이상에서 분해가 이루어지도록 되어 있다. 나트륨분산제는 기름 속에서 이미 20℃ 내지 150℃의 온도 하에서 반응이 이루어질 수 있다. 반응속도를 증가시키기 위하여 교반기(72)를 사용할 수 있다. 반응생성물은 이어서 원심분리기(73)로 공급되고, 그곳으로부터 염화물은 화살표(74) 방향으로, 액체는 화살표(75) 방향으로 배출된다.

도 7은 호이스트 또는 크레인브릿지(crane bridge)를 이용하여 수직방향으로 하역작업을 하도록 되어있는 처리실(76)의 수직단면도이다. 상기 처리실(76)은 내압식(耐壓式) 외측재킷(jacket)(78), 내측뚜껑(79), 및 외측뚜껑(80)을 갖는 직립형 용기(77)로 형성되어 있다. 상기 용기(77)와 내측뚜껑의 내측 표면은 일정한 압력 하에서 기름이 응결되지 않도록 온도를 유지한다. 상기 용기(77) 안에는 가열코일(81)이 장치되어 상기 처리실(76)의 가열로로서의 기능을 수행하게 한다. 대안으로서 열방사체, 대형기기(24)(변압기)를 둘러싸는 가열매트(heating mat), 유도코일, 및 전도가열(傳導加熱)을 위한 아크전극으로 이루어지는 가열장치를 사용할 수 있다. 또다른 특히 편리한 대안으로서는 상기 대형기기(24) 자체의 전기적 연결접촉부(82)를 사용하여 처리온도를 대형기기(24) 자체에서 직접 발생시키는 것이다. 이러한 대안 방법은 도 1에 따른 실시예에도 적용된다.

상기 용기(77)와 내측재킷(78) 사이의 공간(83)에는 불활성가스공급원(86)과 조절밸브(87)를 이용하여 가열용기(77)의 내측압력과 동일한 압력을 유지함으로써, 용기(77)에 대한 내측 및 외측 압력의 균형을 이루게 하는 것이다. 각 구성부품에 형성된 잭링(jack rings)(84)들은 호이스트 운반용으로 사용된다. 본 실시예에 있어서는, 상기 용기(77)의 내부 표면에 단열재(85)를 설치한다.

도 8을 이용하여 본 발명의 작용원리를 상세히 설명하면 다음과 같다. 상기 처리실(88)은 외부가열장치(89)와 내부가열장치(90)를 장비하고 있으며, 경우에 따라서는 한 개의 가열장치로 충분하다. 상기 처리실 내에는 하나의 대형기기(24), 즉, 변압기가 케이싱(24a) 및 뚜껑(24b)과 함께 장입되어 있으며, 그의 뚜껑 플랜지 나사(도시되지 않았음)들을 풀어서 뚜껑이 느슨한 상태로 놓여 있다. 상기 케이싱(24a) 안에는 변압기 철심(24c)이 들어 있다. 상기 처리실은 단열재로 둘러싸여 있으며, 그러나 단열재는 도시되어 있지 않다.

도 8에서 중심선(M)의 좌측에는 탄화수소(91)의 작용량이 전체적으로 존재하는 상태를 도시하고 있다. 상기 중심선(M)의 우측에는 탄화수소(M)의 작용량이 단지 일부분만이 존재하는 상태를 도시하고 있다. 이러한 상태는 탄화수소의 많은 양이 배출되어 있거나, 또는 원래의 전체 탄화수소의 많은 양이 이미 휘발(揮發)되고 증발된 상태를 나타낸다. 이와 같은 휘발 내지 증발은 유체정역학적(流體靜力學的)인 압력 때문에 항상 액체표면에서 일어난다.

여기서는 임의의 반송 및 소기 가스는 대형기기(24)의 내부에서 성분교환에 아무런 직접적인 영향을 미치지 않는 것으로 나타나 있다. 그러나 본 발명에서는 그와 같은 반송 및 소기 가스를 사용하지 않는다.

상기 케이싱(24a)으로의 열전도는 일부는 처리실(88)의 가열된 내벽으로부터 내지는 가열장치(90)(장치되어 있는 경우)로부터 방사열에 의하여 이루어지며, 처리실 내에서 대기의 대류현상과 재응축에 의하여 열전도가 이루어진다. 또한 액체 탄화수소(91) 안에서는 온도가 상승함에 따라 점점 강하게 대류가 형성되어, 변압기 처리물의 철심(24c)으로의 열전도를 크게 증가시킨다. 상기 중심선 우측의 액체 탄화수소(91) 위쪽에 증기실(91a) 내에는 대류 및 재응축 현상이 일어나며, 또는 증기 상태의 탄화수소가 발생하여 복사열에 의한 열전도를 더욱 강화하고, 촉진시킨다.

한편, 상기 철심(24c) 내부에는 또한 빈 공간이 일부는 미세한 구멍크기로 존재하며, 초기에는 이 공간에 액체 탄화수소가 충전되어 있다. 또한 이곳으로부터 -제일 먼저 철심(24c)의 표면으로부터- 휘발 및 증발작용이 시작되고, 점점 작용이 증대된다. 또한 이곳에서 증기의 재응축을 통하여 철심(24c)의 가열이 더욱 촉진되고 일정한 온도로 신속히 가열된다. 이것은 반송 및 소기 가스의 공급을 하지 않음으로써, 이미 휘발 내지 증발된 탄화수소의 조기 배출을 억제하고, 탄화수소 증기가 일정한 압력레벨에 도달하여 일부가 배출될 때까지는 고온 탄화수소들의 재응축에 의한 가열을 위하여 이용될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 바람직스럽지 않은 에너지손실도 최소화 할 수 있다.

도 9의 도표에서, 시간은 횡좌표't' 상에, 온도'T'는 종좌표 상에 나타낸다. 조절식 제어에 의하여 재킷이 가열되는 상기 처리실의 내벽온도는 모스부호 점선식 곡선(92)으로 표시하였다. 파선식(破線式) 곡선(93)은 처리실 내부에서, 예를 들어 윗부분에서 증기의 온도변화를 나타낸다. 실선식 곡선(94)은 변압기철심의 내부, 즉, 중심선'M'으로부터 20cm폭을 따라 측정한 온도변화를 나타낸다. 상기 곡선(93, 94)들은 순환가열가스가 없음에도 불구하고 비교적 매우 근소한 차이를 두고 서로 떨어져 있다는 것을 알 수 있다. 상기 곡선들이 급격히 하강하기 시작하는 지점들은 가열단계의 종료를 나타내며, 이 지점에서는 이미 상당한 부분의 탄화수소들이 휘발 내지 증발된 상태이다. 그러나 저장된 열에너지 때문에 그리고 포화증기압곡선이 감소함에 따라 PCB성분의 일정한 한계치에 도달할 때까지 증발이 계속된다. 상기 경우에 있어서, 가열단계는 약 10시간이 소요되며, 냉각단계도 마찬가지로 약 10시간이 소요된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 변압기 및 콘덴서들과 같은 종류의 대형 전기기기들을 충전유가 주위공기와 상호작용을 일으킴이 없이, 또한 대형기기들을 분해한 다음에 탄화수소, 특히 PCB를 제거하고, 경우에 따라 최종이용에 투입함이 없이 위생처리 할 수 있다.

Claims

PCB 및 PCB혼합물 그룹으로 이루어지는 탄화수소로 충전된 변압기 및 응축기들로 구성된 주로 밀폐된 케이싱을 갖는 대형 전기기기(24, 25)들을 열재생처리에 의한 폐기물처리를 위한 방법에 있어서,

a) 처리할 대형 기기들을 이들의 상업운전을 위한 탄화수소 충전량 중 최소한 그 일부를 포함하는 케이싱과 함께 처리실(1, 76, 88) 속으로 장입(裝入)하고, 주위공기를 배출하기 위하여 10mbar 이하의 압력으로 상기 처리실(1, 76, 88)을 배기시킨 다음, 비산화 가스로 상기 처리실(1, 76, 88)을 30 mbar 이상의 압력으로 충전하는 단계,

b) 가열단계에서, 처리실(1, 76, 88) 내에 소기가스를 공급함이 없이 배기 가스량 및 증기량을 조절하면서, 상기 대형기기(24, 25) 내부의 온도가 포화증기압곡선 윗쪽의 미리 설정된 온도에 도달할 때까지 처리실(1, 76, 88) 내의 압력을 30 mbar 이상으로 유지하며, 이 때, 상기 탄화수소는 비등작용에 의하여 증발하며, 유리된 증기가 케이싱 내부에서 상대적으로 차거운 지점에 재응결함으로써, 가열프로세스를 촉진하는 한편, 제어를 통하여 배출된 탄화수소증기를 응축시키는 단계,

c) 상기 처리실(1, 76, 88) 내의 온도가 미리 설정된 온도에 도달한 다음 처리실(1, 76, 88)의 압력을 상기 포화증기압곡선 아래쪽의 압력값으로 감압(減壓)시키는 단계, 및

d) 상기 탄화수소가 비등작용에 의하여 증발되고, 소기가스가 없는 상태에서응축되며, 경우에 따라서는 PCB가 분해되면서 계속 처리되는 단계로 이루어지는 대형 전기기기 폐기물 처리방법.
제1항에 있어서, 상업운전을 위한 탄화수소 전체의 초기충전량을 갖는 상기 대형기기(24, 25)들을 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 복사열, 유도열, 전도열, 증기순환, 증기응결, 및 기기의 전기접속부를 통한 쥴열(Joule heat)들 중에서 최소 하나 이상의 에너지공급으로 가열이 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 PCB를 포함한 탄화수소들의 증발은 100℃ 내지 400℃ 사이의 온도 하에서, 0,01 mbar 내지 400 mbar 사이의 처리실압력 하에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서, 상기 처리는 최대 400mbar의 초기압력 하에서 시작되며, 상기 대형기기의 온도는 최대 400℃로 상승하고, 한편 처리실의 압력은 최대 0,1 mbar 압력치로 감압되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, PCB를 포함하는 상기 탄화수소들은 최소 1개 이상의 제1분사노즐(33)을 갖는 분사응축기(32) 속으로 배출되어, 스프레이지대(35)에서 광유그룹으로부터 일정량의 광유에 의하여 응결되며, 이 때, 상기 광유는 순환장치(36) 속에서 최소 1개 이상의 냉각장치(42)를 통하여 순환하고, 일정한 양을 초과하는 광유부분은 상기 수집용기(39) 속에서 레벨조절 하에 수집되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 분사응축기(32)의 제1분사노즐(33) 위에 최소 1개 이상의 제2분사노즐(48)을 갖는 충전탑(47)이 장치되어, 그 속에서 광유안개가 순환장치(36)를 통하여 순환된 동일한 광유에 의하여 응결되며, 이 순환광유는 마찬가지로 상기 스프레이지대(35)를 통하여 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제6항에 있어서, 상기 분사응축기(32)의 배기가스는 진공펌프(53)에 의하여 배기되어, 대기 속으로 배출되기 전에 최소한 1개 이상의 활성탄소필터(54, 55)를 통과하며, 필터실을 갖고있는 상기 활성탄소필터(54, 55)들은 적어도 부분적으로 PCB로 충전된 다음에 상기 처리실(1, 76, 88) 속에서 탈착처리되고, 상기 탈착된 증기는 분사응축기(32)로 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 진공펌프(53)의 활성탄소필터(54, 55)들 중의 하나(54)를 진공펌프(53)의 앞에 전치하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 진공펌프(53)의 배기가스를 촉매산화시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 처리실(1, 76, 88)의 흡기관(26, 52) 내에는 촉매기(27)가 장치되고, 그 촉매기(27) 속에 수소와 가스형태의 수산화탄소 그룹의 가스를 주입하여 PCB가 고온하에서 상응하는 수소의 할로겐화합물로 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 가열로 배기가스가 표면응축기(58) 속으로 주입되며, 그 표면응축기(58) 속에서 -196℃ 내지 +25℃의 온도 하에서 탄화수소로부터 타르 내지 고체 모양의 응축물이 형성되며, 상기 응축물은 일정한 양의 응축물이 응결된 다음에 표면응축기(58)를 100℃ 내지 400℃ 사이의 온도로, 특히 200℃ 내지 300℃ 사이의 온도로 가열함으로써, 주기적으로 융해되어 수집용기(64) 속에 수집되는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 가열로 배출가스가 제1표면응축기(66) 속으로 주입되고, 그 속에서 150℃ 내지 250℃의 온도 하에서 탄화수소로부터 제1응축물이 형성되며, 상기 제1응축물은 일정한 량이 응결된 다음에 상기 제1표면응축기(66)를 200℃ 내지 300℃의 온도로 가열됨으로써, 주기적으로 융해되어 상기 제1수집용기(64) 속에 수집되고, 상기 제1표면응축기(66)로부터의 배출가스는 제2표면응축기(66a)로 주입되며, 그 속에서 나머지 탄화수소가 -196℃ 내지 +25℃의 온도 하에서 응결되어, 제2수집용기(64a)로 수집되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항, 제6항, 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 수집용기(39, 64, 64a)들의 내용물을 반응용기(69) 내에서 알칼리금속 및 수산화알칼리금속 그룹 중에서 최소 1개 이상의 반응제를 첨가하여 20℃ 내지 400℃의 온도 하에서 중화시킴으로써, 적절한 알칼리금속의 할로겐화합물을 형성시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 알칼리금속 및 수산화알칼리금속 그룹 중에서 최소 1개 이상의 반응제는 광유 속에서 분산제의 형태로 주입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제15항에 있어서, 알칼리금속과 광유를 할로겐화합물로부터 분리하기 위하여 상기 반응용기(69)의 내용물을 원심분리기로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
PCB 및 PCB혼합물 그룹으로 구성되는 탄화수소로 충전된 전기기기의 폐기처리를 위한 처리실(1)을 갖고 있으며, 그 처리실(1)은 적어도 하나 이상의 가열장치(9, 9a)를 가지고 있고, 최소한 1개 이상의 응축장치와 그 응축장치에 후치(後置)된 진공발생장치에 연결되는 장치에 있어서,

상기 처리실(1)은 수평축 상에 장치되고, 처리실 앞문을 갖고 있으며, 처리실 앞에는 적어도 주로 밀폐된 케이싱을 갖는 변압기와 응축기 등을 포함하는 대형기기(24, 25)를 위한 제1하치대(22)가 장치되어 있고, 처리실(1) 안에는 상기 제1하치대(22)와 일렬로 제2하치대를 나란히 장치함으로써, 상기 대형기기(24, 25)들을 하나씩 또는 여러 개를 함께 상기 처리실(1) 안에 완전한 상태로 올려놓을 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
PCB 및 PCB혼합물 그룹으로 구성되는 탄화수소로 충전된 전기기기의 폐기처리를 위한 처리실(76)을 갖고 있으며, 그 처리실(76, 88)은 적어도 하나 이상의 가열장치(81)를 가지고 있고, 최소한 1개 이상의 응축장치와 그 응축장치에 후치(後置)된 진공발생장치에 연결되는 장치에 있어서, 상기 처리실(76, 88)은 수직축 상에 장치되고, 상부 뚜껑(79, 80)들을 가지고 있으며, 처리실(76) 내에는 적어도 주로 밀폐된 케이싱을 갖는 변압기와 응축기 등을 포함하는 대형기기(24, 25)를 위한 하나의 하치대가 장치되어 있고, 그 하치대 위에 상기 대형기기(24, 25)들을 하나씩 또는 여러 개를 함께 완전한 상태로 올려놓을 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 처리실(1, 76, 88)에는 압력감지기가 장치되고, 그 출력측이 조절기(52c)에 연결되고, 또한 상기 처리실(1, 76, 88)과 진공펌프(53) 사이의 흡기관(52) 내에 장치되는 조절밸브(52a)에 연결되며, 그 조절밸브에 의하여 진공펌프(53)의 흡입력을 처리실(1, 76, 88)의 내부압력 설정치에 따라 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서, 저항가열장치(9), 가열코일(81), 열방사기, 유도코일, 및 아크전극 중에서 최소 1개 이상의 가열장치를 열원으로서 장치하는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 처리실(1, 76, 88)에는 처리유(處理油)를 위한 최소 1개 이상의 제1분사노즐(33)들을 갖는 분사응축기(32)가 후치(後置) 연결되고, 그 제1분사노즐(33) 아래에는 스프레이지대(35)가 형성되며, 이 때, 상기 분사응축기(32)에는 최소 1개 이상의 냉각장치(42)를 포함하는 순환장치(36)가 연결되고, 상기 순환장치(36)에는 PCB를 함유하는 순환유가 수집될 수집용기(39)가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서, 상기 분사응축기(32)의 스프레이지대(35)의 위쪽에는 최소 1개 이상의 제2분사노즐(48)들을 갖고있는 충전탑(47)이 장치되어 있으며, 상기 제2분사노즐(48)들은 동일한 수환장치(36)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서, 상기 분사응축기(32)에는 진공펌프(53)가 연결되어 있고, 상기 진공펌프(53)가 연결되어 있는 흡기관(52)에는 최소 1개 이상의 활성탄소필터(54, 55)가 장치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제23항에 있어서, 상기 활성탄소필터(54, 55) 중의 하나가 상기진공펌프(53) 앞에 전치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서, 상기 진공펌프(53) 뒤에는 산화촉매장치(56)가 후치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 처리실(1, 76, 88)의 흡기관(26) 내에는 촉매기(27)가 장치되며, 그 촉매기(27) 속에서 PCB들을 고온 하에서 가스 형태의 탄화수소 및 수소 공급 하에 상응하는 수소의 할로겐화합물로 변환시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 처리실(1, 76, 88) 뒤에는 최소 1개 이상의 표면응축기(58, 66, 67)가 후치되고, 그 표면응축기(58, 66, 67) 내에서 타르 내지 고체 응축물이 생성될 수 있으며, 상기 표면응축기(58, 66, 67)는 하나의 템퍼링순환장치(59)에 연결되어 있으며, 그 템퍼링순환장치(59)는 응축단계와 융해단계 사이에서 주기적으로 전환할 수 있고, 상기 표면응축기(58, 66, 67) 뒤에는 융해된 응축물을 수집하기 위한 수집용기가 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
제27항에 있어서, 상기 표면응축기(66) 뒤에는 제2수집용기를 갖는 제2표면응축기(67)가 후치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제27항에 있어서, 상기 수집용기(39, 64, 64a)에는 알칼리금속 및 수산화알칼리금속 그룹에서 최소 1개 이상의 반응제를 상응하는 알칼리금속의 할로겐화합물로 변환시키기 위한 반응용기(69)가 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
제29항에 있어서, 상기 반응용기(69) 뒤에는 알칼리금속의 할로겐화합물과 광유를 분리하기 위한 원심분리기(73)가 후치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제21항에 있어서, 상기 분사응축기(32) 및 충전탑(47)은 구조적으로 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제28항에 있어서, 상기 수집용기(39, 64, 64a)에는 알칼리금속 및 수산화알칼리금속 그룹에서 최소 1개 이상의 반응제를 상응하는 알칼리금속의 할로겐화합물로 변환시키기 위한 반응용기(69)가 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
제32항에 있어서, 상기 반응용기(69) 뒤에는 알칼리금속의 할로겐화합물과 광유를 분리하기 위한 원심분리기(73)가 후치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제22항에 있어서, 상기 분사응축기(32) 및 충전탑(47)은 구조적으로 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.