KR100864632B1

KR100864632B1 - 초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유분리 장치

Info

Publication number: KR100864632B1
Application number: KR1020070054487A
Authority: KR
Inventors: 류수헌
Original assignee: 학산금속공업 주식회사
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2008-10-22

Abstract

본 발명은 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 분리시키는 분리 장치에 관한 것으로서, 폐변압기 구성재가 투입되고 용제가 투입되어, 상기 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 용해시키는 용해관과, 상기 용해관에서 생성된 용해액이 이송되어, 상기 용해액을 가열시켜 상기 용제를 추출하는 다수개의 증발관과, 상기 증발관과 연결되어, 상기 용해액에서 용제가 추출된 피시비함유 절연유를 수거하는 절연유수거탱크와, 상기 추출된 용제가 이송되어, 액화되는 다수개의 냉각기와, 상기 액화된 용제를 회수하여 저장하는 다수개의 회수탱크를 포함하여 구성되는 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치에 있어서, 상기 용해관 내부에 초음파세척기가 형성되어, 상기 용제에 초음파를 인가하여 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 분리시키는 것을 특징으로 하는 초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치를 기술적 요지로 한다. 이에 따라 폐변압기 구성재에 부착된 피시비함유 절연유를 용제를 이용하여 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 1차적으로 분리시키고, 용해관 내부에 형성된 초음파세척기에 의해 폐변압기 구성재를 이루는 미세 부품 등의 사이에 끼여있는 절연유나 절연유 찌꺼기를 2차적으로 능동분리시키는 작용에 의해, 용제 및 초음파에 의해 이중으로 폐변압기 구성재로부터 절연유를 분리시켜, 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 신속, 완전히 수거할 수 있을 뿐만 아니라, 다이옥신발생 및 운반 중 유출될 수 있는 사고를 방지하고, 철,구리,규소 강판,종이 등의 자원을 재활용할 수 있 으며, 환경오염을 방지하고, 자원의 효율적 사용에 크게 기여하는 이점이 있다.

초음파세척기 분사기 폐변압기 피시비 규소강판 절연유 용제 용해관 증발관

Description

초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치{separating system of wastetransformer in charger insulating oil which contains polychlorinated biphenyl with ultrasonic cleaner}

도1 - 본 발명에 따른 초음파세척기가 구비된 폐변압기 피시비 함유된 절연유 분리 장치의 주요부에 대한 모식도.

[도면에 사용된 주요부호에 대한 설명]

100 : 용해관 110 : 초음파세척기

120 : 분사기 200 : 증발관

210 : 임펠러 220 : 용제증발관

300 : 절연유수거탱크 400 : 냉각기

500 : 회수탱크

본 발명은 폐변압기 구성재의 분리 장치에 관한 것으로서, 특히 용해관 내부에 초음파세척기를 형성시켜, 용제 및 초음파에 의해 이중으로 폐변압기 구성재로부터 절연유를 분리시켜, 피시비함유 절연유를 수거하고 용제는 다시 회수하여 폐 변압기 구성재와 피시비함유 절연유를 분리시키는 초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리장치에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 폐변압기는 외함(고철), 피시비(PCB)함유 절연유, 기름종이, 코아(규소강판), 코일(구리)를 포함하여 구성되며, 이하에서는 이를 폐변압기 구성재라 한다.

여기에서 상기 피시비(PCB, poly chlorinated biphenyl, 폴리염화비페닐)는 염소와 비페닐을 반응시켜 생성된 매우 안정한 유기화합물로 물에는 녹지 않지만 기름이나 유기용매에는 잘 녹으며, 절연성이나 열의 보존성이 높아 변압기, 전기절연체 등에 널리 사용되어 왔다.

그러나 상기 피시비는 체내에서 강력한 발암작용과 기형아 출산을 유발하는 것으로 알려졌으며, 특히 체내로 흡수되지 않고 접촉만으로도 인체에 해를 끼친다는 사실이 밝혀지면서 최근에는 그 생산과 이용이 제한되어 피시비가 함유된 제품이 거의 재생산이 되고 있지는 않으나, 기존에 생산된 제품의 수명이 다한 경우에 이를 폐기처분하는 것이 문제이다.

일본에서는 최근에 피시비(PCB, poly chlorinated biphenyl, 폴리염화비페닐) 처리에 관심을 갖고 도쿄 전력 등에서 "화학 추출 분해법" 등을 이용한 방법이 시험단계에 들어서고 있으며, 국내에서는 피시비 함유 폐변압기에서 수거된 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 분리 회수하는곳이 전무하여 상용화 되지 않고 있다.

따라서 자연계에서 분해가 안되는 유해물질인 피시비가 완전히 제거되지 않 고 잔류한 상태에서 폐변압기가 버려짐으로써 환경오염을 일으키고 있으며, 또한 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유가 분리된 구성재도 재활용할 수 있는 자원이므로, 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 분리추출하고, 회수하는 기술이 무엇보다도 필요한 실정이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로써, 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-0612225호에 의한 "폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치"에 관한 것이 있다.

상기 종래기술은 폐변압기 구성재에 용제를 투입하여 피시비함유 절연유를 수거하고 용제는 다시 회수하여 폐변압기 구성재와 피시비함유 절연유를 분리시키는 장치이다. 이러한 종래기술은 용제에 의해 단순히 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 수동적으로 용해시킴으로써 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 분리시키게 방식이나, 이는 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 부품 사이의 틈이나 볼트, 나사산 등에 끼여 있는 절연유를 제대로 분리시키지 못하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점 및 필요성에 의해 안출된 것으로서, 용해관 내부에 초음파세척기를 형성시켜, 용제 및 초음파에 의해 이중으로 폐변압기 구성재로부터 절연유를 분리시켜, 피시비함유 절연유를 수거하고 용제는 다시 회수하여 폐변압기 구성재와 피시비함유 절연유를 분리시키는 초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리장치의 제공을 그 목적으로 한다.

상술한 바와 같은 목적 달성을 위해 본 발명은, 폐변압기 구성재가 투입되고 용제가 투입되어, 상기 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 용해시키는 용해관과, 상기 용해관에서 생성된 용해액이 이송되어, 상기 용해액을 가열시켜 상기 용제를 추출하는 다수개의 증발관과, 상기 증발관과 연결되어, 상기 용해액에서 용제가 추출된 피시비함유 절연유를 수거하는 절연유수거탱크와, 상기 추출된 용제가 이송되어, 액화되는 다수개의 냉각기와, 상기 액화된 용제를 회수하여 저장하는 다수개의 회수탱크를 포함하여 구성되는 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치에 있어서, 상기 용해관 내부에 초음파세척기가 형성되어, 상기 용제에 초음파를 인가하여 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 분리시키는 것을 특징으로 하는 초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치를 기술적 요지로 한다.

또한, 상기 용해관 내부 상측에는 상기 용제를 폐변압기 구성재에 분사시키는 분사기가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 용제는, DMI(1.3-Dimethyl-2-Imidazolidinone) 또는 톨루엔(C₇H₈)을 사용하는 것이 바람직하다.

여기에서, 상기 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치는, 상기 회수탱크에서 회수된 용제는 다시 상기 용해관으로 재투입되어 재활용되는 것이 바람직하다.

이에 따라 폐변압기 구성재에 부착된 피시비함유 절연유를 용제를 이용하여 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 1차적으로 분리시키고, 용해관 내부에 형성된 초음파세척기에 의해 폐변압기 구성재를 이루는 미세 부품 등의 사이에 끼여있는 절연유나 절연유 찌꺼기를 2차적으로 능동분리시키는 작용에 의해, 용제 및 초음파에 의해 이중으로 폐변압기 구성재로부터 절연유를 분리시켜, 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 신속, 완전하게 수거할 수 있을 뿐만 아니라, 용제는 다시 분리 회수하여 재활용이 가능하여, 폐변압기 내부에 존재하는 피시비를 완벽하게 제거하여 다이옥신발생 및 운반 중 유출될 수 있는 사고를 방지하고, 철,구리,규소 강판,종이 등의 자원을 재활용할 수 있으며, 환경오염을 방지하고, 자원의 효율적 사용에 크게 기여하는 이점이 있다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하고자 한다. 도 1은 본 발명에 따른 초음파세척기가 구비된 폐변압기 피시비 함유된 절연유 분리 장치의 주요부에 대한 모식도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치는, 용해관(100), 증발관(200), 절연유수거탱크(300), 냉각기(400), 회수탱크(500)로 크게 구성되어 있다.

상기 용해관(100)에는 절단기에 의해 절단된 폐변압기 구성재가 투입되고, 상기 폐변압기 구성재에 용제가 투입되어, 상기 용제에 의해 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 용해시키는 부분이다. 상기 용해관(100)에는 상기 용제에 의한 상기 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유의 용해를 돕기 위해 히터가 설치되어 있으며, 하측에는 상기 폐변압기 구성재로부터 분리된 상기 용해액이 이송되는 후술할 증발관(200)이 연결되게 된다.

그리고, 상기 용해관(100) 내부 양측에는 초음파세척기(110)가 형성되어, 상기 용제에 초음파를 인가하여 초당 수만 번의 미세 기포를 발생시키고, 기포가 폐변압기 구성재에 부딪히도록 하여 능동적인 폐변압기 구성재의 세척이 이루어지도록 한다.

즉, 폐변압기 구성재 내부의 미세 부품이나 부품들 간의 틈, 볼트나 나사산에 끼여있는 피시비함유 절연유 및 그 찌꺼기를 제거하기 위해, 미세 부품 등에 초음파에 의해 발생된 기포를 부딪혀 소산시킴으로써, 미세 부품에 끼여있는 절연유를 완벽하게 분리시키도록 하는 것이다.

이는 용제에 의해 1차적으로 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 용해시키고, 이와 동시에 또는 순차적으로 초음파세척기(110)를 가동하여 용해관 내부에서 초음파를 용제를 전파매질로 하여 전파시킴으로써 용제에 의해 발생된 기포가 부딪혀 소산되는 작용에 의해 폐변압기 구성재에 붙어 있는 잔류 피시비함유 절연유를 2차적으로 분리시켜 피시비함유 절연유를 완전히 분리시키게 된다. 또한, 이는 용해관 내부에서 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 분리시키고 용해하는 시간을 현저히 줄일 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 용해관(100) 내부 상측에는 분사기(120)가 형성되어 용해관 내부에 투입되어 있는 폐변압기 구성재에 용제를 분사시키도록 한다. 이는 상기 용제를 폐변압기 구성재에 골고루 분사시키고 일정한 압력으로 폐변압기 구성재를 세척하여 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 신속하고 보다 깨끗하게 세척시키기 위한 것이다.

여기에서 상기 용해관(100)에 투입되는 용제는 상기 피시비함유 절연유를 용해시키기 위한 유기용매가 바람직하며, 특히 구하기 쉽고 비교적 저렴한 DMI(1.3-Dimethyl-2-Imidazolidinone) 또는 톨루엔(C₇H₈)을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 용제에 의해 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유가 분리되어 용해된 용제가 포함된 피시비함유 절연유(이하 '용해액'이라 한다)는 상기 용해관(100) 하측에 연결된 증발관(200)으로 이송되며, 남은 폐변압기 구성재는 상기 용해관(100)을 열어 따로 회수하게 된다.

상기 증발관(200)은 상기 용해관(100)에서 생성된 용해액이 이송되어, 상기 용해액으로부터 용제를 추출하는 부분으로, 상기 용해액을 가열시켜 용제 가스를 생성시켜 추출하게 된다. 상기 증발관(200) 내부에는 임펠러(210)가 형성되어 상기 용해액의 고른 가열을 유도하며, 용제 가스는 후술할 냉각기(400)로 이송되어 액화되어 재활용을 도모하게 된다.

그리고 상기 증발관(200)은 상기 용해관(100)으로부터 동시에 연결된 다수개의 증발관(200)으로 형성되어 많은 량의 폐변압기 구성재와 용제를 상기 용해관(100)에 투입하여 한꺼번에 처리가 가능하도록 하였다. 또한 상기 용해관(100)에 연결되어 상기 증발관(200)과 상기 용해관(100)의 용량 차이에 의한 상기 용제의 1 차적인 증발을 위해 용제증발관(220)을 별도로 더 형성시킬 수 있으며, 이는 상기 증발관(200)과도 연결되어 추출되지 않은 용제를 또한 추출하게 된다.

그리고 상기 증발관(200)으로부터 추출된 용제 가스는 후술할 냉각기(400)로 이송되게 되며, 상기 용제가 제거된 피시비함유 절연유는 상기 증발관(200) 하측에 연결된 절연유수거탱크(300)로 유입되게 된다. 따라서 상기 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유가 분리되고, 이의 용해를 위해 사용되었던 용제의 처리과정만 남게 된다.

상기 용제는 상기 증발관(200)에서 가열되어 가스 상태로 추출되게 되며, 이는 상기 냉각기(400)로 이송되게 된다. 그리고 상기 냉각기(400)는 다수개로 형성되어, 상기 용제 가스가 1차냉각기(400)에서 액화되어 후술할 회수탱크(500)에 저장되게 되며, 액화되지 않은 잔류가스는 2차냉각기(400)를 거쳐 재차 냉각되어 회수탱크(500)에 저장되게 된다.

이 때 액화가 안된 용제 가스는 흡수탑을 통과하여 용제가스는 열매저장탱크 에서 펌핑분사되는 고비점 열매유에 완전히 흡수되어 98% 이상 회수되고, 열매유와 용제 가스의 혼합액은 용제증발관(220)에서 분리추출되어 재생 열매유는 순환조에 다시 공급순환되고, 용제 가스는 냉각기(400)를 통과하여 회수탱크(500)로 이송되게 된다.

그리고 상기 회수탱크(500)는 상기 냉각기(400)와 연결되어 액화된 용제를 회수하여 저장하며, 저장된 용제는 용제펌프에 의해 다시 상기 용해관(100)으로 재투입되어 계속적으로 피시비함유 절연유의 용제로 사용할 수 있도록 하였다.

본 발명에 따른 공정은 먼저, 폐변압기 내의 피시비함유 절연유를 제거하고, 기름종이 등이 포함된 폐변압기 구성재를 절단기 등으로 절단한 후 상기 용해관(100)에 투입하여 가열하게 된다.

그러면 상기 용해관(100)에서 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유가 용해되게 되며, 이 용해액은 상기 증발관(200)으로 이송 가열되어 용제가 추출되고, 남은 피시비함유 절연유는 상기 절연유수거탱크(300)로 이송되어 수거되게 된다. 여기에서 상기 용해관(100)에 남아 있는 피시비함유 절연유가 제거된 폐변압기 구성재는 따로이 수거되어 재활용이 가능하다.

그리고 상기 증발관(200)에서 추출된 용제는 상기 냉각기(400)를 거쳐 액화되어, 저장되어 상기 용해관(100)으로 재투입되므로써 상기 용제 또한 재활용할 수 있게 된다.

본 발명은 폐변압기 구성재에 부착된 피시비함유 절연유를 용제를 이용하여 폐변압기 구성재에서 피시비함유 절연유를 1차적으로 분리시키고, 용해관 내부에 형성된 초음파세척기에 의해 폐변압기 구성재를 이루는 미세 부품 등의 사이에 끼여있는 절연유나 절연유 찌꺼기를 2차적으로 능동분리시키는 작용에 의해, 용제 및 초음파에 의해 이중으로 폐변압기 구성재로부터 절연유를 분리시켜, 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 신속, 완전하게 수거할 수 있을 뿐만 아니라, 용제는 다시 분리 회수하여 재활용이 가능한 장치를 제공하여, 폐변압기 내부에 존재하는 피시비를 완벽하게 제거하여 다이옥신발생 및 운반 중 유출될 수 있는 사고를 방지하고, 철,구리,규소 강판,종이 등의 자원을 재활용할 수 있으며, 환경오염을 방지하고, 자원의 효율적 사용에 크게 기여하는 효과가 있다.

Claims

폐변압기 구성재가 투입되고 용제가 투입되어, 상기 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 용해시키는 용해관(100)과, 상기 용해관(100)에서 생성된 용해액이 이송되어, 상기 용해액을 가열시켜 상기 용제를 추출하는 다수개의 증발관(200)과, 상기 증발관(200)과 연결되어, 상기 용해액에서 용제가 추출된 피시비함유 절연유를 수거하는 절연유수거탱크(300)와, 상기 추출된 용제가 이송되어, 액화되는 다수개의 냉각기(400)와, 상기 액화된 용제를 회수하여 저장하는 다수개의 회수탱크(500)를 포함하여 구성되는 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치에 있어서,

상기 용해관(100) 내부에 초음파세척기(110)가 형성되어, 상기 용제에 초음파를 인가하여 폐변압기 구성재로부터 피시비함유 절연유를 분리시키며, 상기 회수탱크(500)에서 회수된 용제는 다시 상기 용해관(100)으로 재투입되는 것을 특징으로 하는 초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 용해관(100) 내부 상측에 상기 용제를 폐변압기 구성재에 분사시키는 분사기(120)가 형성되는 것을 특징으로 하는 초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치.
제 1항에 있어서, 상기 용제는,

DMI(1.3-Dimethyl-2-Imidazolidinone) 또는 톨루엔(C₇H₈)인 것을 특징으로 하는 초음파세척기가 구비된 폐변압기 내 피시비함유 절연유 분리 장치.
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