KR100958125B1 - 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 함유절연유 오염물질의 제염 장치 및 그 방법 - Google Patents

염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 함유절연유 오염물질의 제염 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100958125B1
KR100958125B1 KR1020080057951A KR20080057951A KR100958125B1 KR 100958125 B1 KR100958125 B1 KR 100958125B1 KR 1020080057951 A KR1020080057951 A KR 1020080057951A KR 20080057951 A KR20080057951 A KR 20080057951A KR 100958125 B1 KR100958125 B1 KR 100958125B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
polychlorinated biphenyl
vapor
insulating oil
organic solvent
chloride
Prior art date
Application number
KR1020080057951A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090131943A (ko
Inventor
양희철
조용준
은희철
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020080057951A priority Critical patent/KR100958125B1/ko
Publication of KR20090131943A publication Critical patent/KR20090131943A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100958125B1 publication Critical patent/KR100958125B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10M—LUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M175/00—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning
    • C10M175/0025—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning by thermal processes
    • C10M175/0033—Working-up used lubricants to recover useful products ; Cleaning by thermal processes using distillation processes; devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G7/00—Distillation of hydrocarbon oils
    • C10G7/006—Distillation of hydrocarbon oils of waste oils other than lubricating oils, e.g. PCB's containing oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10N—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS C10M RELATING TO LUBRICATING COMPOSITIONS
    • C10N2040/00—Specified use or application for which the lubricating composition is intended
    • C10N2040/14—Electric or magnetic purposes
    • C10N2040/16—Dielectric; Insulating oil or insulators

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 폴리염화비페닐 함유 절연유에 의해 오염된 폐기물을 효과적으로 재활용할 수 있으며, 친환경적이고 안전하며 높은 효율을 갖는 제염 장치 및 방법에 관한 것이다.
상세하게 본 발명은 폴리염화비페닐을 함유하는 절연유에 오염된 폐기물을 처리 대상으로 하여, 염화유기용제 증기를 이용하여 폐기물에서 폴리염화비페닐 함유 절연유를 추출한 후, 다시 분별 응축을 이용하여 염화유기용제와 폴리염화비페닐 함유 절연유를 선택적으로 분리 회수하여, 분리된 폴리염화비페닐 함유 절연유는 무해화시키고, 회수된 염화유기용제는 오염된 폐기물의 제염과정에 재활용되는 장치 및 방법에 관한 것이다.
폴리염화비페닐, 제염, 유기용제, 증기응축법

Description

염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 함유 절연유 오염물질의 제염 장치 및 그 방법{Decontamination Apparatus for PCBs-contaminated Matters Using Evaporation-Condensation of Chlorinated Organic Solvents}
본 발명은 폴리염화비페닐 함유 절연유에 의해 오염된 폐기물을 효과적으로 재활용할 수 있으며, 친환경적이고 안전하며 높은 효율을 갖는 제염 장치 및 방법에 관한 것이다.
폴리염화비페닐(PCBs; polychlorinated Biphenyl, 이하 PCBs)은 염소와 비페닐을 반응시켜 만드는 매우 안정한 유기화합물로, 염소가 치환된 비페닐의 이성질체인 공업용 혼합물은 비교적 물에 녹지 않고 무색의 점성도가 있는 액체의 형태로 고온에서도 품질이 떨어지지 않는 좋은 절연체이다.
이러한 성질 때문에 PCBs는 특히 윤활유, 열전달 유체, 변압기와 축전기에서 내화 유전유체로 유용하며, 가소제로 스위치, 종이 코팅제, 일부 포장재로 활용되어왔다.
PCBs는 기본적으로 비페닐(C6H5-CC6H5)의 10개 수소원자 위치에 결합된 수소가 1∼10개의 염소 원자로 치환된 화합물로서 이론적으로 242종의 이성질체가 있을 수 있으나, 실제 사용되는 것은 약 100여 종이다.
그러나 1970년대 중반 이후 이들 화학약품이 생명체에 해롭다는 사실이 밝혀지면서 생산과 이용이 제한되었다. PCBs는 잘 분해되지 않으므로, 토양과 지하수에 오랫동안 남아 있어 축적되기 쉬우며 어류와 무척추동물에게 특히 유독하며 낮은 농도에서도 치명적 위험을 갖는 것으로 알려져 있다. 특히, PCBs에 노출된 사람은 간기능장애, 피부염, 현기증 등이 유발되며, 암이 발생할 확률이 높은 것으로 알려져 있다.
일본에서는 1976년부터 전세계적으로 그에 대한 생산과 사용이 중지되었으나, 세계적으로 이미 100만톤의 PCBs가 자연계로 방출되었고 폐기처분할 양도 200만톤에 이르고 있으며, 우리나라에도 현재 처리할 PCBs가 다량 존재하는 것으로 알려져 있는 바, 이들의 효율적 분해방법이 절실히 요구되고 있다.
지금까지 PCBs 등과 같은 유해 화학물질을 처리하는 기술은 크게 생물학적 처리 기술, 물리/화학적 처리 기술, 열적 처리 기술 등이 있는 것으로 알려져 있다.
PCBs 처리에 효과가 있는 효소 등을 이용하는 생물학적 처리의 경우, PCBs로 오염된 다양한 매질에 적용이 가능하고 잔류물의 생성이 최소인 장점이 있으나, 장기간의 처리 시간이 소요되고 처리 효율이 PCBs 농도에 크게 영향을 받는다는 단점 이 있다.
소각으로 대표되는 열적 처리 기술의 경우, 처리 속도가 빠르고 처리된 폐기물의 부피가 작다는 장점이 있으나, 액상/기체상 매질에 적용하기에는 한계가 있으며 상대적으로 고비용이 소요되고 처리 후 생성된 잔류물의 추가 처리가 필요하다는 단점이 있다. 또한 PCBs 함유 제품을 일반적인 방법으로 소각할 경우 PCBs보다 독성이 강한 다이옥신류를 비롯한 다환 방향족 탄화수소 등이 부산물로 생성되는 것으로 보고되고 있어 소각에 의해 PCBs를 함유한 절연유를 안전하게 처리하는 데는 한계가 있다. 특히 극히 유해한 다이옥신 등이 생성배출된다는 것이 알려지면서 소각장을 설치하고자 하는 지역에서는 주민들의 강력한 반대로 인하여 국내에서는 외국으로 수출하여 위탁 처리하거나 장기간 보관하는 경우가 많으며 장기간 보관하는 경우 PCBs 함유 폐기물로부터 PCBs가 환경 중으로 배출되어 주변 환경을 오염시킬 위험 또한 크다.
화학적 처리기술의 경우, 열적 처리기술과 마찬가지로 처리 후 생성된 잔류물의 추가 처리가 필요한 단점이 있으나, 처리속도가 빠르고 PCBs로 오염된 다양한 매질에 적용이 가능하며 고농도의 PCBs 처리도 가능하여 재활용 기술로도 활용할 수 있는 장점이 있다. 상용화된 PCBs의 화학적 분해반응으로는 금속나트륨 분산체법(일본 북해도), 탈염소화분해법(일본 도요다), 알칼리촉매분해법(미국, 일본, 호주), 수소처리 탈염소화촉매반응법(일본 오사카), 탈염소화분해법(일본 큐슈, 캐나다), 수열산화분해법(일본 동경), 유기금속알카리분해법(일본), 화학추출분해법(일본) 및 초임계수산화법(미국, 일본) 등이 있다.
또한 일본 특허공보 특개평 10-316798호에는 절연유에 함유된 PCBs를 처리하기 위하여 PCBs를 함유하는 절연유에 에틸알코올, 에틸렌글리콜 및 알칼리성 수산화물을 첨가하고 자외선을 조사하여 탈염소화하는 방법이 기재되어 있으며, 일본 특허공개공보 2001-29942호에는 광촉매로 산화티탄을 이용하여 절연유에 함유된 PCBs를 처리하는 방법이 기재되어 있다.
그러나 PCBs로 오염된 폐기물로부터 PCBs를 추출 분리한 후, 추출된 PCBs를 분해 처리하고, 제염된 폐기물을 재활용하는 기술에 대한 연구는 미미한 실정이며, 일반적으로 PCBs 오염 폐기물로부터 PCBs를 제거하기 위하여 오염된 폐기물들을 용해관내에 넣은 다음 DMI(1.3-Dimethyl-2-Imidazolidinone)나 톨루엔(C7H8)등의 가연성 유기용제를 용해관에 채워 오염되어 있는 PCBs를 용해시켜 제거하는 방법을 사용해 왔기 때문에 많은 양의 가연성 유기용제를 사용해야 했다. 이러한 방법은 유기용제와 추출된 PCBs 함유 절연유의 분리를 위한 추가공정비용이 많이 들뿐만 아니라 가연성 유기용제를 사용하기 때문에 화재발생 위험성이 높다는 문제점을 가지고 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 액상의 가연성 유기용제 내에 오염된 자재를 넣어 폴리염화비페닐(PCBs; polychlorinated Biphenyl, 이하 PCBs) 함유 절연유를 추출해내는 종래 기술과는 달리, 증기상의 비가연성 염화유기용제를 PCBs 함유 절연유로 오염된 폐기물 내부의 미세 구멍까지 증기확산에 의해 침투시켜, 응축시킨 후 이를 진공증류에 의해 PCBs 함유 절연유가 용해되어 있는 염화유기용제를 추출해 냄과 동시에 분별응축에 의해 PCBs 함유 절연유를 응축시켜 염화유기용제로부터 분리함으로써, 종래의 방법으로는 어려웠던 고형물 미세구멍내부에 존재하는 PCBs 함유 절연유의 추출이 용이하도록 할 뿐만 아니라, 화재의 위험성을 없애고, 아주 적은 양의 유기용제만을 사용하여 효과적으로 PCBs를 추출하여 제거하며, PCBs 함유 절연유로 오염된 폐기물을 재활용 할 수 있는 매우 안전하고 효과적인 제염 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치는 염화유기용제를 증발시켜 염화유기용제 증기를 생성하는 염화유기용제 증기발생기; 상기 염화유기용제 증기를 공급받아 폴리염화비페닐(PCBs; polychlorinated Biphenyl) 함유 절연유에 오염된 폐기물에 상기 염화유기용제 증기를 확산, 침투 및 응축시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유를 함유하는 액상의 폐염 화유기용제를 생성하는 제염용기; 상기 액상의 폐염화유기용제를 기화시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유와 염화유기용제의 혼합 증기를 생성하는 기화장치; 상기 기화장치에 의해 제염용기에서 생성된 상기 혼합 증기를 공급받아 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유 증기를 선택적으로 응축시켜 상기 혼합증기를 분별 응축ㆍ분리하는 분별응축기; 상기 분별응축기에서 응축되지 않은 염화유기용제 증기를 상기 염화유기용제 증기발생기로 재공급하는 염화유기용제 재공급관; 및 상기 분별응축기에서 응축된 폴리염화비페닐 함유 절연유를 공급받아 폴리염화비페닐 함유 절연유를 분해 처리하는 분해처리장치;를 포함하여 구성되는 특징이 있다.
상기 분해처리장치는 용융염 산화에 의해 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유를 분해 처리하는 특징이 있으며, 상기 기화장치는 상기 제염용기에 부착된 가열장치; 및 상기 제염용기와 상기 분별응축기 사이에 구비된 진공펌프;를 포함하며, 상기 가열장치에 의한 열 및 상기 진공펌프에 의한 압력에 의해 상기 혼합 증기가 생성 및 이송되는 특징이 있다.
상기 염화유기용제는 비가연성 염화유기용제인 특징이 있으며, 바람직하게 트리클로로에틸렌(TCE: trichloroethylene), 트리클로로메탄(TCM: trichloromethane), 카본테트라클로라이드(CTC: carbon tetrachloride), 퍼플로로카본(PFC: perflorocarbon), 하이드로플로로카본(HFC: hydroflorocarbon), 하이드로클로로플로로카본(HCFCC: hydrochloroflorocarbon) 또는 이들의 혼합용제이다.
상기 분별응축기는 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유의 응축온도 이하 및 상기 염화유기용제의 응축온도 이상의 온도로 유지되어, 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유를 선택적으로 분리 응축하는 특징이 있다.
이때, 상기 제염용기 내에 잔류하게 되는 폐기물은 염화유기용제 증기에 의해 폴리염화비페닐이 제거된 상태이므로, 폐기물이 금속류인 경우 바로 재활용이 가능하며, 종이와 같이 재활용이 불가능한 폐기물인 경우 독성 물질이 아닌 일반폐기물로 관리 및 처리가 가능하다.
염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리방법은 (a) 비가연성 염화유기용제를 증발시켜 염화유기용제 증기를 생성하는 단계; (b) 상기 염화유기용제 증기를 폴리염화비페닐(PCBs; polychlorinated Biphenyl) 함유 절연유에 오염된 폐기물에 접촉 및 침투시키고 응축시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유를 함유하는 액상의 폐염화유기용제를 생성하는 단계; (c) 상기 액상의 폐염화유기용제를 기화시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유와 염화유기용제의 혼합 증기를 생성하는 단계; (d) 상기 혼합 증기에 함유된 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유 증기를 선택적으로 응축시켜 상기 혼합 증기에서 폴리염화비페닐 함유 절연유를 액상으로 분리하는 단계; 및 (e) 상기 분리된 폴리염화비페닐 함유 절연유를 용융염 산화에 의해 분해하는 단계;를 포함하여 수행되는 특징이 있다.
이때, 상기 (d) 단계에서 응축되지 않은 증기, 즉, 염화유기용제의 증기가 상기 염화유기용제의 증기를 생성하는 상기 (a) 단계로 공급되어, 투입된 염화유기용제가 닫힌계(closed system)를 형성하여 염화유기용제의 사용량을 최소한으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
상기 (d) 단계는 상기 혼합 증기를 구성하는 각 물질(폴리염화비페닐 함유 절연유; 및 염화유기용제;)의 응축온도 차를 이용한 분별응축인 특징이 있다.
본 발명에 따른 제염 방법은 기존 방법과는 달리 비가연성 염화유기용제를 사용함으로써 가연성 유기용제 사용에 의한 화재위험성을 방지할 수 있고, 과량의 제염용액에 오염 자재를 함침하여 제염하지 않고 오염표면 및 내부미세 구멍에 제염용 유기용제 증기를 침투 및 응축시켜 PCBs 함유 절연유를 용해시킴으로써, 아주 적은 양의 유기용제만으로도 제염이 가능하고, 장치의 규모를 최소화 할 수 있으며, PCBs가 제거된 폐기물의 재활용 또는 일반폐기물로 관리 및 처리가 가능한 장점이 있다.
또한, 오염된 폐기물의 미세한 기공내부에 염화유기용제 증기를 침투시켜 응축시킴으로서 기존 방법으로 제염이 어려운 다공성 오염물질에서 PCBs를 추출해 낼 수 있는 장점을 가지고 있다.
또한, 일정운전 시간 후에 발생되는 오염물질(추출 분리된 PCBs 함유 절연유)은 용융염산화공정을 이용하여 분해시 발생되는 염소를 고온의 반응기내에 NaCl과 같은 무기염의 형태로 잔류시킴으로서 다이옥신이나 산가스와 같은 유해성 배기가스를 배출하기 않고 친환경적으로 처리를 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 투입된 제염용액이 폐순환 루프를 형성하여 제염에 따른 2차 오염을 최소화 할 수 있으며, 제염용액의 소모를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치 및 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치의 장치도를 도시한 예이다.
본 발명의 처리 장치는 폴리염화비페닐을 함유하는 절연유(폴리염화비페닐 함유 절연유)에 오염된 폐기물을 처리 대상으로 하여, 염화유기용제 증기를 이용하여 폐기물에서 폴리염화비페닐 함유 절연유를 추출한 후, 다시 염화유기용제;와 폴리염화비페닐 함유 절연유;를 분리 응축하여, 분리된 폴리염화비페닐 함유 절연유는 분해 처리하고, 회수된 염화유기용제는 재활용되는 장치이다.
상세하게는 도 1에 도시된 바와 같이, 염화유기용제 증기발생기(10)는 액상의 염화유기용제(12)를 증발시켜 염화유기용제 증기를 생성하여 제염용기(20)에 공 급한다. 이때, 상기 염화유기용제 증기발생기(10)는 가열장치(11)가 더 구비되어 효과적으로 염화유기용제 증기를 생성시키고, 생성되는 염화유기용제 증기의 양을 적정 수준으로 제어하는 것이 바람직하다.
상기 제염용기(20)는 염화유기용제 증기발생기(10)로부터 상기 염화유기용제 증기를 공급받아 폴리염화비페닐을 함유하는 절연유에 오염된 폐기물(W)에 상기 염화유기용제 증기를 확산 및 침투시켜, 폐기물 내의 폴리염화비페닐 함유 절연유가 용해되며, 폴리염화비페닐 함유 절연유 및 염화유기용제의 응축상인 폐염화유기용제(22)가 생성되게 된다.
이때, 오염된 폐기물(W)의 종류 및 형태에 따라 염화유기용제 증기발생기(10)로부터 공급되는 염화유기용제 증기의 양 및 제염용기(20) 내에서의 반응 시간을 적절히 조절하여 오염된 폐기물(W)에서 폴리염화비페닐 함유 절연유를 제거한 후, 염화유기용제 증기발생기(10)로부터 제염용기(20)로 염화유기용제 증기를 공급하는 공급관에 구비된 밸브(13)를 이용하여 염화유기용제 증기의 공급을 중단시키는 것이 바람직하다.
염화유기용제 증기의 공급이 중단된 후, 제염용기(20)에 구비된 기화장치(21 및 23)를 이용하여 폐염화유기용제(22)를 기화시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유와 염화유기용제의 혼합 증기를 생성시킨다.
폐염화유기용제(22)를 기화시키기 위한 상기 기화장치는 상기 제염용기(20)에 부착 구비된 가열장치(21) 및 상기 제염용기(20)의 내부를 진공상태로 만들어 주는 진공펌프(23)인 것이 바람직하다.
상기 기화장치(21 및 23)에 의해 제염용기(20)에서 생성된 상기 혼합 증기는 분별응축기(30)로 공급되게 되는데, 이때, 상기 진공펌프(23)는 상기 제염용기(20)와 상기 분별응축기(30) 사이에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 분별응축기(30)는 제염용기(20)로부터 혼합 증기를 공급받아 혼합 증기에 함유된 폴리염화비페닐 함유 절연유 증기를 선택적으로 응축시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유와 오염 폐기물의 제염에 사용된 염화유기용제를 각각 분리 회수한다.
이를 위해, 바람직하게 상기 분별응축기(30)는 상기 염화유기용제의 응축온도 이상 내지 폴리염화비페닐 함유 절연유의 응축온도 이하의 온도로 유지되어, 혼합 증기에 함유된 폴리염화비페닐 함유 절연유는 액상(32)으로 분리 회수하고, 혼합 증기에 함유된 염화유기용제를 기상으로 분리 회수한다. 실질적으로 상기 분별응축기(30)는 상기 염화유기용제의 응축온도 이상 내지 상기 절연유의 응축온도 이하의 온도로 유지된다.
이러한 분별응축기(30)에 의한 선택적 응축 반응은 상기 제염용기(20) 내의 모든 폐염화유기용제(22)가 상기 분별응축기(30)로 모두 이송되어 상기 제염용기(20)내에 폴리염화비페닐 함유 절연유 오염물질이 제거된 폐기물만 잔류할 때까지 수행되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유 오염물질이 제거된 폐기물은 재활용되거나 일반폐기물로 관리 및 처리될 수 있다.
상기 분별응축기(30)내에서 액상으로 분리 회수된 폴리염화비페닐 함유 절연 유(32)는 분해처리장치(40)로 이송되며, 상기 분해처리장치(40)는 폴리염화비페닐 함유 절연유 및 미량의 염화유기용제를 분해하여 처리한다.
상기 분별응축기(30)내에서 기상으로 분리 회수된 염화유기용제는 염화유기용제 재공급관(A)에 의해 상기 염화유기용제 증기발생기(10)로 공급되게 된다. 이에 의해, 오염된 폐기물의 제염에 이미 사용된 염화유기용제가 다시 제염용액으로 재사용되므로, 염화유기용제는 장치내에서 닫힌계를 형성하게 된다.
이때, 상기 분별응축기(30)내에서 분별 응축 반응이 완료된 후, 상기 염화유기용제 재공급관(A)에 구비된 밸브(31)에 의해 상기 염화유기용제의 재공급이 수행되는 것이 바람직하며, 액상의 폴리염화비페닐 함유 절연유(32)는 분별응축기(30)내에서 분별 응축 반응 완료 여부와 무관하게, 상기 분별응축기(30)와 상기 분해처리장치(40)사이에 구비된 밸브를 이용하여, 상기 분해처리장치(40)로 이송될 수 있다.
상기 분별응축기(30)로부터 액상의 폴리염화비페닐 함유 절연유(32)를 공급받아 폴리염화비페닐 함유 절연유를 무해화시키는 상기 분해처리장치(40)는 용융염 산화에 의해 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유를 분해 처리하는 용융염 산화장치인 것이 바람직하다.
상세하게 상기 분해처리장치(40)는 알칼리 용융염을 이용하여, 알칼리 용융염과 폴리염화비페닐 함유 절연유를 반응시키고, 폴리염화비페닐 함유 절연유를 이산화탄소, 수증기로 분해시키고 염소성분은 알칼리 용융염내 알칼리 금속의 염화물로 포집하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 알칼리 용융염은 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨 또는 이들의 혼합용융염인 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 상기 분해처리장치(40), 즉 용융염 산화장치(40)는 본 출원인의 대한민국 등록특허 제10-0697562호를 기반으로 한다.
제염용액인 상기 염화유기용제는 비가연성 염화유기용제인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게 트리클로로에틸렌(TCE: trichloroethylene),트리클로로메탄(TCM: trichloromethane), 카본테트라클로라이드(CTC: carbon tetrachloride), 퍼플로로카본(PFC: perflorocarbon), 하이드로플로로카본(HFC: hydroflorocarbon), 하이드로클로로플로로카본(HCFCC: hydrochloroflorocarbon) 또는 이들의 혼합용제이다.
본 발명에 따른 폐기물 처리장치의 작동 방법에 있어, 오염된 폐기물이 재활용 가능하거나 일반폐기물로 처리 가능한 오염수치를 가질 때까지 염화유기용제 증기발생기에서 발생되는 증기를 이용하여 폴리염화비페닐 함유 절연유를 제거하는 단계가 제염용기에서 수행된 후, 염화유기용제 증기발생기의 공급을 차단하고, 기화장치 및 분별응축기를 이용하여 제염용기 내의 폐염화유기용제를 모두 분별(염화유기용제와 폴리염화비페닐 함유 절연유로 분별) 응축ㆍ분리한 후, 염화유기용제 재공급관 및 분해처리장치를 이용하여 염화유기용제의 재활용 및 폴리염화비페닐 함유 절연유의 무해화가 수행되는 것이 바람직하나, 장치의 스케일, 오염대상의 종류 등에 따라 적절히 작동되어야 함은 물론이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 폐기물 처리장치는 비가연성 염화유기용제를 사용하여 제염과정시 발생할 수 있는 화재의 위험을 최소화하였고, 비가연성 염화유기용제의 증기를 이용하여 폴리염화비페닐 함유 절연유에 오염된 폐기물을 제 염하여 제염과정에 사용되는 제염용액의 양을 최소화하였으며, 오염된 폐기물의 형상의 복잡함과 미세기공 등에 의한 제염의 어려움을 해결하였다. 오염된 폐기물의 재활용 또는 일반폐기물화가 가능하고, 제염에 사용된 염화유기용제의 재활용이 가하며, 염화유기용제가 장치내에서 닫힌계를 형성하여 제염과정에 의한 2차 오염을 방지하였다. 또한 오염된 폐기물에서 추출된 폴리염화비페닐 함유 절연유의 무해화처리 시 알칼리 용융염 산화 방법을 이용하여 폴리염화비페닐의 무해화 과정에 의한 2차 오염을 방지하는 특징들이 있다.
본 발명에 따른 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리방법은 본 발명에 따른 폐기물 처리 장치를 기반으로 수행될 수 있으며, 상술한 폐기물 처리 장치에 상술한 본 발명의 특징 및 효과와 유사한 특징 및 효과를 가진다.
본 발명에 따른 염화유기용제 증기 응축법을 이용한 폴리염화비페닐 함유 절연유에 오염된 폐기물의 처리방법은 비가연성 염화유기용제를 증발시켜 염화유기용제 증기를 생성하고, 상기 염화유기용제 증기를 폴리염화비페닐(PCBs; polychlorinated Biphenyl) 함유 절연유에 오염된 폐기물에 접촉 및 침투시키고 응축시켜 오염된 폐기물로부터 폴리염화비페닐 함유 절연유를 제거하는 특징이 있다.
기상의 염화유기용제를 이용한 제염이 수행되면 제염의 결과로, 폴리염화비페닐 함유 절연유가 용해된 액상의 폐염화유기용제가 생성되게 되는데, 상기 액상의 폐염화유기용제를 다시 기화시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유와 염화유기용제의 혼합 증기를 생성한다. 이때, 상기 혼합증기는 압력(감압), 열, 또는 이들의 조합 에 의해 생성될 수 있다.
상기 혼합 증기는 폴리염화비페닐 함유 절연유 및 제염에 사용된 염화유기용제를 함유하게 되며, 상기 혼합 증기에 함유된 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유 증기를 선택적으로 응축시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유와 염화유기용제를 분리 회수하는 특징이 있다.
이러한 선택적 응축 분리는 폴리염화비페닐 함유 절연유와 염화유기용제의 응축온도차를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 혼합 증기에서 폴리염화비페닐 함유 절연유를 액상으로 분리 한 후, 분리된 폴리염화비페닐 함유 절연유를 용융염으로 산화처리하여 폴리염화비페닐을 분해하여 무해화시키고, 혼합 증기에서 응축되지 않은 증기는 오염된 폐기물의 제염 과정에 재투입되는 특징이 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 밸브 또는 펌프의 구비 위치와 같이 특정된 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치의 장치도를 도시한 도면이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10 : 염화유기용제 증기발생기 20 : 제염용기
30 : 분별응축기 40 : 분해처리장치
13, 31, 33 : 밸브 23 : 진공펌프
11, 21 : 가열장치
A : 염화유기용제 재공급관 W : 폐기물

Claims (8)

  1. 염화유기용제를 증발시켜 염화유기용제 증기를 생성하는 염화유기용제 증기발생기;
    상기 염화유기용제 증기를 공급받아 폴리염화비페닐(PCBs; polychlorinated Biphenyl) 함유 절연유에 오염된 폐기물에 상기 염화유기용제 증기를 확산, 침투 및 응축시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유를 함유하는 액상의 폐염화유기용제를 생성하는 제염용기;
    상기 액상의 폐염화유기용제를 기화시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유와 염화유기용제의 혼합 증기를 생성하는 기화장치;
    상기 기화장치에 의해 제염용기에서 생성된 상기 혼합 증기를 공급받아 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유 증기를 선택적으로 응축시켜 상기 혼합증기를 분별 응축ㆍ분리하는 분별응축기;
    상기 분별응축기에서 응축되지 않은 염화유기용제 증기를 상기 염화유기용제 증기발생기로 재공급하는 염화유기용제 재공급관; 및
    상기 분별응축기에서 응축된 폴리염화비페닐 함유 절연유를 공급받아 폴리염화비페닐 함유 절연유를 분해 처리하는 분해처리장치;
    를 포함하여 구성된 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분해처리장치는 용융염 산화에 의해 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유를 분해 처리하는 것을 특징으로 하는 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 기화장치는 상기 제염용기에 부착된 가열장치; 및 상기 제염용기와 상기 분별응축기 사이에 구비되는 진공펌프;를 포함하며, 상기 가열장치에 의한 열 및 상기 진공펌프에 의한 압력에 의해 상기 혼합 증기가 생성 및 이송되는 것을 특징으로 하는 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 염화유기용제는 비가연성 염화유기용제인 것을 특징으로 하는 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 분별응축기는 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유의 응축온도 이하 및 상기 염화유기용제의 응축온도 이상의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리장치.
  6. (a) 비가연성 염화유기용제를 증발시켜 염화유기용제 증기를 생성하는 단계;
    (b) 상기 염화유기용제 증기를 폴리염화비페닐(PCBs; polychlorinated Biphenyl) 함유 절연유에 오염된 폐기물에 접촉 및 침투시키고 응축시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유를 함유하는 액상의 폐염화유기용제를 생성하는 단계;
    (c) 상기 액상의 폐염화유기용제를 기화시켜 폴리염화비페닐 함유 절연유와 염화유기용제의 혼합 증기를 생성하는 단계;
    (d) 상기 혼합 증기에 함유된 상기 폴리염화비페닐 함유 절연유 증기를 선택적으로 분별응축시켜 상기 혼합 증기에서 폴리염화비페닐 함유 절연유를 액상으로 분리하는 단계; 및
    (e) 상기 분리된 폴리염화비페닐 함유 절연유를 용융염 산화에 의해 분해하는 단계;
    를 포함하여 수행되는 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서 응축되지 않은 증기가 상기 (a) 단계로 공급되는 것을 특징으로 하는 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 폐기물 처리방법.
  8. (삭제)
KR1020080057951A 2008-06-19 2008-06-19 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 함유절연유 오염물질의 제염 장치 및 그 방법 KR100958125B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080057951A KR100958125B1 (ko) 2008-06-19 2008-06-19 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 함유절연유 오염물질의 제염 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080057951A KR100958125B1 (ko) 2008-06-19 2008-06-19 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 함유절연유 오염물질의 제염 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090131943A KR20090131943A (ko) 2009-12-30
KR100958125B1 true KR100958125B1 (ko) 2010-05-18

Family

ID=41691061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080057951A KR100958125B1 (ko) 2008-06-19 2008-06-19 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 함유절연유 오염물질의 제염 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100958125B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4699667A (en) 1983-11-14 1987-10-13 Westinghouse Electric Corp. Removing residual PCB S from transformers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4699667A (en) 1983-11-14 1987-10-13 Westinghouse Electric Corp. Removing residual PCB S from transformers

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090131943A (ko) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lundin et al. Thermal degradation of PCDD/F, PCB and HCB in municipal solid waste ash
US5149444A (en) Process for the decontamination of soils, sediments, and sludges
Chang et al. Reduction of PCDDs/PCDFs in MSWI fly ash using microwave peroxide oxidation in H2SO4/HNO3 solution
KR100958125B1 (ko) 염화유기용제 증기 응축법에 의한 폴리염화비페닐 함유절연유 오염물질의 제염 장치 및 그 방법
KR101000637B1 (ko) 폴리염화비페닐（ＰＣＢｓ）에 오염된 폐변압기의 처리장치
KR101571516B1 (ko) 영가철을 이용한 과황산 활성화 및 이를 이용한 토양 및 지하수의 오염 복원
JP4458585B2 (ja) 有害有機化合物の分解・無害化処理方法
JP4733525B2 (ja) Ｐｃｂ廃棄物の処理方法
JP3659569B2 (ja) 難分解性有機化合物の分解処理方法
JP2003311231A (ja) 洗浄方法およびその装置
JP2009201690A (ja) 汚染物質を含む処理残渣の処理方法、それに用いる容器
KR100653960B1 (ko) 전자 빔을 이용하여 폴리염화비페닐을 함유하는 폐절연유의처리 방법
JP2006000558A (ja) 有害有機物の気相無害化処理方法およびその処理装置
JP2006198454A (ja) Ｐｃｂ汚染物の水蒸気洗浄方法
JP2005270388A (ja) 有機ハロゲン化合物の分解処理方法
JP3636697B2 (ja) Ｐｃｂ汚染部材の洗浄処理方法
JP2007306948A (ja) 低濃度有機ハロゲン化合物の分解処理方法
JP2005187409A (ja) ハロゲン化有機物の分解方法およびシステム
KR100673267B1 (ko) 반응성고분자를 이용한 폴리할로겐화합물에 오염된 폐기물처리 방법
JP4119630B2 (ja) 有害物質処理システム
JP2006101979A (ja) ポリ塩化ビフェニールの無害化処理方法
JP2003311124A (ja) 排ガス処理方法及び装置
JP2008272571A (ja) 有害有機物質含有排ガスの処理装置
JP2003001220A (ja) 汚染物からの多塩素化芳香族化合物分離方法
JP2003311103A (ja) 溶媒再生方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130327

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140326

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee