KR101011471B1 - A cleaning method and apparatus for PCBs of transformers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1980년까지 발전용, 송변전용과 배전용변압기의 절연유로 사용하던 PCBs(Poly Chlorinated Biphenyl. 다염화 비페닐)로 오염된 변압기 세정장치 및 세정방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a transformer cleaning device and a cleaning method contaminated with PCBs (Poly Chlorinated Biphenyl. Polychlorinated biphenyls) used as insulating oils for power generation, transmission and distribution transformers until 1980.
절연유는 승압 또는 감압시 변압기에서 발생한 열을 주위로 발산시키고, 또한 변압기는 내부구조물이 케이스나 외부와 절연이 되어야하므로 내부에 충진하는 절연유는 절연성이 좋아야 한다. PCBs는 절연유로서 이모든 특성을 만족하는 매우 우수한 변압기유이나, 인체에는 치명적인 환경호로몬임이 판명되어 현재는 사용을 전면적으로 금지하고 있고, 이미 PCBs로 오염된 변압기는 수거하여 보관하고 있다. 따라서 본 발명은 PCBs나 폐유로 오염된 변압기를 세정하는 방법과 장치를 제공하기 위한 것이다. Insulating oil should dissipate heat generated from the transformer when it is boosted or decompressed, and the transformer must be insulated from the inside or outside of the transformer. PCBs are very good transformer oil that satisfies all these characteristics as insulating oils, but it is proved to be a deadly environmental hormone and is currently forbidden to be used. Transformers contaminated with PCBs are collected and stored. The present invention therefore provides a method and apparatus for cleaning transformers contaminated with PCBs or waste oil.
Description
본 발명은 발전용, 송변전용과 배전용 변압기의 절연유로 사용하던 PCBs(Poly Chlorinated Biphenyl : 다염화 비페닐)와 폐유로 오염된 변압기를 세정하는 장치 및 세정방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and a cleaning method for cleaning a transformer contaminated with PCBs (Poly Chlorinated Biphenyl) and waste oil used as insulating oils for power generation, transmission and distribution transformers.
PCBs(Poly Chlorinated Biphenyl : 다염화 비페닐)는 일본과 같은 선진국에서 생산되어 변압기 절연유나 전기 제품의 원료로 사용되어 왔다. Polychlorinated Biphenyls (PCBs) are produced in developed countries such as Japan and used as raw materials for transformer insulating oils and electrical products.
그러나 PCBs가 인체에 노출될 경우 구토, 간장 장애, 백혈병등이 직접적인 피해를 주고 여성의 몸에 미량만 축적될 경우에도 유아의 기형 유발 등을 일으키고 발암 가능성이 높은 환경 호르몬 물질임이 밝혀지면서 1972년부터 세계적으로 생산이 금지되었으며, 우리나라에서는 PCBs를 1983년 수입금지하여 PCB의 사용을 억제 하였다. However, since 1972, when PCBs are exposed to the human body, vomiting, hepatic disorders, leukemia, etc. directly damage and cause small amounts in women's bodies, they cause malformation of infants and are highly environmental hormone substances. Production was banned globally, and in Korea, PCBs were imported in 1983 to curb the use of PCBs.
PCBs는 매우 안정적인 물질로서 생분해가 되지 않아 자연에 노출되면 장시간 동안 먹이 사슬에 의해서 축적되어 인간에 유해을 끼치는 환경호르몬의 일종이다. 따라서 사용된 PCBs가 포함된 절연유나 PCBs로 오염된 변압기는 수거하여 보관하고 있다. PCBs are a very stable substance that is not biodegradable and is a type of environmental hormone that is harmful to humans by accumulating by food chain for a long time when exposed to nature. Therefore, insulating oil containing used PCBs or transformers contaminated with PCBs are collected and stored.
현재 PCBs로 오염된 변압기는 한국, 유럽, 미국, 일본 등에서도 아직까지 안전한 처리방법이 확립되지 않아 대부분 그대로 보관되고 있으며 최근 들어 실증설비들을 통해 일부 처리가 이루어지고 있지만, 현재까지는 기술적인 가능성을 검증하는 단계였으며 본격적인 본 기술의 개발은 수년 내에 완료 될 것으로 예상되고 있는 실정이다.Currently, transformers contaminated with PCBs are still stored in Korea, Europe, USA, Japan, etc., since no safe treatment method has been established yet, and some treatments have recently been carried out through demonstration facilities. The development of this technology in earnest is expected to be completed within a few years.
종래의 변압기에 오염된 PCBs나 폐유의 세정처리 장치는 1단계로 물로 변압기의 PCBs를 세정하여 제거한 다음, 2단계는 변압기를 다른 장소로 이동하여 용제를 사용하여 세정하는 장치로 잔류한 PCBs나 폐유를 세정하고 제거하는 공정으로 구분되어 구성되어 있었다. 이러한 공정은 장치와 설치 공간 및 인력이 2중으로 소요되어 공정이 복잡하고 처리 비용이 많이 소요되는 단점이 있었다.Conventional cleaning equipment for PCBs or waste oil contaminated with transformers is the first stage of cleaning and removing PCBs of transformer with water, and then the second stage is to move the transformer to another place and clean it with solvents. It was divided into the process of washing and removing. Such a process has a disadvantage in that a device, an installation space, and a manpower are doubled, and the process is complicated and expensive to process.
본 발명에서는 PCBs로 오염된 변압기를 폐기(고철화)하거나 새로운 절연유를 충진하여 재사용하기 위하여 오염된 변압기에서 PCBs나 폐유를 제거하기 위한 세정장치 및 세정방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a cleaning apparatus and a cleaning method for removing PCBs or waste oil from a contaminated transformer in order to discard (scrap) transformers contaminated with PCBs or to fill and reuse new insulating oil.
본 발명의 변압기에 오염된 PCBs와 폐유의 세정장치는,The apparatus for cleaning PCBs and waste oil contaminated with a transformer of the present invention,
PCBs로 오염된 폐변압기를 세정하기 위한 세정수 또는 용액을 왕복 유압식 힘전달 장치의 간접동력과 피스톤식 압력을 이용하여 중력차에 의해 유체를 이송하기 위한 수단인 유압피스톤과 힘전달 축과 변속기를 겸비한 세정용액 압축수단;Hydraulic piston and force transmission shaft and transmission, which are means for transferring fluid by gravity difference using indirect power and piston pressure of reciprocating hydraulic force transmission device to clean the waste transformer contaminated with PCBs Washing solution compression means;
상기 폐변압기(9)가 설치되며, 간접 동력의 가압에 의해 상기 압축수단으로부터 공급된 세정용액을 상기 폐변압기의 내외부면에 분사시키게 되는 노즐을 갖춘 세정수단;The waste transformer (9) is provided, the cleaning means having a nozzle for injecting the cleaning solution supplied from the compression means by the indirect power to the inner and outer surfaces of the closed transformer;
상기 세정수단로부터 변압기 세정액을 여과하고 세정시 발생한 입자상 물질을 분리하기 위한 여과수단;Filtering means for filtering the transformer cleaning liquid from the cleaning means and separating particulate matter generated during the cleaning;
상기 여과수단를 경유한 세정수를 PCBs 및 폐유로부터 분리하고, 분리된 폐액을 보관 후 제거하는 PCBs 및 폐유회수제거수단과 상기 여과수단을 경유한 유기용제, PCBs 및 폐유를 함유한 용액을 저장하기 위한 폐수저장수단;Separating the washing water via the filtering means from the PCBs and waste oil, and storing the PCBs and waste oil recovery means for storing and removing the separated waste liquid and the solution containing the organic solvent, PCBs and waste oil via the filtering means Wastewater storage means;
상기 PCBs 및 폐유회수제거수단로부터 회수한 세정수를 세정용액 압축수단으로 재순환시키기 위하여 열교환을 실시하는 열교환수단; Heat exchange means for performing heat exchange to recycle the washing water recovered from the PCBs and the waste oil recovery means to the cleaning solution compression means;
상기 폐수저장수단으로부터 세정폐액을 증류하여 유기용제와 PCBs 및 폐유를 분리하여 제거하는 PCBs 및 폐유분리제거수단; 및PCBs and waste oil separation and removal means for distilling the washing waste liquid from the waste water storage means to separate and remove the organic solvent, PCBs and waste oil; And
상기 PCBs 및 폐유분리제거수단으로 증류하여 회수된 유기용제를 냉각 응축하고 이를 유기용제 저장수단으로 재공급하기 위한 유기용제냉각응축수단으로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.The organic solvent cooling condensation means for cooling and condensing the organic solvent recovered by distillation by the PCBs and waste oil separation removal means and resupply it to the organic solvent storage means.
또한, 본 발명의 변압기에 오염된 PCBs와 폐유의 세정방법은, In addition, the cleaning method of PCBs and waste oil contaminated with the transformer of the present invention,
유압 피스톤, 힘전달 축과 변속기와 같은 왕복 유압식 힘전달 장치 등 간접동력과 피스톤식 압력을 이용하여 중력에 의해 물 또는 유기용제 등의 세정용액을, 세정 대상인 폐변압기가 설치되어 있는 세정수단의 노즐을 통해서 내외부면에 균일하게 분사하는 단계;Nozzle of the cleaning means provided with a waste transformer for cleaning water or organic solvents by gravity using indirect power and piston pressure such as a reciprocating hydraulic force transmission device such as a hydraulic piston, a force transmission shaft and a transmission. Uniformly spraying the inner and outer surfaces through;
상기 폐변압기 세정수단으로부터 세정된 세정수, PCBs 및 폐유로부터 변압기 세정시 발생한 입자상의 물질들을 우선적으로 여과 및 분리를 하는 단계;Preferentially filtering and separating particulate matter generated during transformer cleaning from the washing water, PCBs and waste oil cleaned from the waste transformer cleaning means;
다음에 상기 세정수를 PCBs 및 폐유와 분리하고 분리된 폐액을 보관한 후에 외부로 제거하고, 상기 유기용제, PCBs 및 폐유를 함유한 용액을 저장하는 단계;Then separating the washing water from the PCBs and the waste oil, removing the waste liquid to the outside after storing the separated waste liquid, and storing the solution containing the organic solvent, the PCBs and the waste oil;
상기 저장된 세정폐액을 증류하여 유기용제를 PCBs 및 폐액과 분리하고, 증류된 유기용제는 냉각 응축시킨 후에 재사용하는 단계; 및Distilling the stored washing waste liquid to separate the organic solvent from the PCBs and the waste liquid, and cooling and condensing the distilled organic solvent after reuse; And
상기 분리된 세정수는 열교환을 통해서 폐변압기의 세정을 위해서 재순환시키는 것을 특징으로 한다. The separated washing water is recycled for cleaning the waste transformer through heat exchange.
본 발명의 변압기에 오염된 PCBs와 폐유를 세정 및 제거하는 장치는, 유체이송과 세정액 분사를 전기 모타 펌프를 사용하지 않으며, 왕복 유압식 힘전달 장치 등 간접 동력과 피스톤식 압력을 이용하여 유제를 이송하므로 유기용제가 대기 중에서 휘발하지 않아 인체에 무해하고, 화재를 효과적으로 예방할 수 있으며, 이송관 등 세정장치에서 누설시 신속 대처할 수 있는 효과가 있다.The apparatus for cleaning and removing PCBs and waste oil contaminated by the transformer of the present invention does not use an electric motor pump for fluid transfer and cleaning liquid injection, and transfers oil using indirect power and piston pressure such as a reciprocating hydraulic force transmission device. Therefore, the organic solvent does not volatilize in the air, so it is harmless to the human body, effectively prevents fire, and has an effect of quickly coping with leakage from a cleaning device such as a transfer pipe.
첨부도면의 도 1은 본 발명의 PCBs나 폐유로 오염된 변압기를 세정하기 위한 장치의 구성도를 나타낸 것이다. 도 1에서, 부호 1은 유압 피스톤이고, 2는 힘전달 축과 변속기이며, 3은 세정용액(예를 들면, 물 또는 유기용제) 압축수단이고, 4는 세정수, PCBs 및 폐유를 분리하고 외부로 제거하기 위한 PCBs 및 폐유회수제거수단이다.1 of the accompanying drawings shows a schematic diagram of an apparatus for cleaning a transformer contaminated with PCBs or waste oil of the present invention. In Fig. 1,
그리고, 부호 5는 유기용제, PCBs 및 폐유를 함유한 용액을 저장하기 위한 폐수저장수단이며, 6은 PCBs의 및 폐유를 유기용제와 분리하여 외부로 제거하기 위한 PCBs 및 폐유분리제거수단이다. 부호 7은 상기 세정수단(7)으로부터 변압기 세정액을 여과하고 세정시 발생한 입자상 물질만을 분리하기 위한 여과수단이고, 8은 변압기 세정수단이며, 9는 세정을 실시할 폐변압기이다.In addition,
그리고 부호 10은 상기 PCBs 및 폐유분리제거수단(6)으로부터 증류하여 회수된 유기용제를 냉각 응축하기 위한 수단이며, 11은 응축기의 냉각수 입구이며, 부호 12는 냉각수 출구이고, 부호 13은 세정수의 열교환기이며, 부호 14는 유기용제 저장수단이다. And
본 발명에서 변압기에 오염된 PCBs와 폐유를 세정 및 제거하는데 있어서, 유체이송과 세정액 분사를 전기로 구동되는 유체 이송 펌프, 전기 모타 펌프, 압력 펌프, 벨브 및 전기나 가스를 이용하는 가열장치 등은 사용하지 않으며, 도 1에 도시한 바와 같이 유압 피스톤(1), 힘전달 축과 변속기(2)와 같은 왕복 유압식 힘전달 장치 등 간접동력과 피스톤식 압력을 이용하여 중력에 의해 물 또는 유기용제 등의 세정용액(3)을 이송한다. 이렇게 할 경우에는 유기용제가 대기 중으로 휘발하지 않아 인체에 무해하게 되고, 화재를 효과적으로 예방할 수도 있으며, 이송관등 세정장치에서 누설 시 신속하게 대처 할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, in cleaning and removing PCBs and waste oil contaminated by transformers, fluid transfer pumps, electric motor pumps, pressure pumps, valves, and heating devices using electricity or gas are used for fluid transfer and cleaning liquid injection. As shown in FIG. 1, indirect power and piston type pressure, such as a reciprocating hydraulic force transmission device such as a
본 발명의 세정 장치에 의하면, 세정을 실시할 폐변압기(9)를 세정수단(8)에 설치하고, 먼저 상기 세정용액 압축수단(3)으로부터 물(세정수)을 공급하여 1차로 세정을 실시한다. 다음에 2차로 세정용액을 유기용제 저장수단(14)으로부터 세정수단(8)의 노즐을 통해 공급하여 폐변압기(9)의 내외면에 고압의 세정용액이 균일하게 분사될 수 있게 하여 PCBs와 폐유를 세정한다. PCBs 및 폐유를 세정하기 위한 세정용액으로는 비등점이 90℃ 이하이고, 회수하여 연속해서 재사용이 가능하며, 변압기에서 세정된 PCBs와 폐유를 쉽게 분리할 수 있는 용제를 사용하는 것이 바람직하다.According to the washing apparatus of the present invention, the
상기 세정수단(8)에서 노즐로부터의 분사압력은 5 ～ 20㎏/㎠으로서 폐변압기(9) 내외면에 오염된 모든 물질을 화학적 세정과 물리적 세정으로 깨끗하게 제거할 수 있게 한다.The injection pressure from the nozzle in the cleaning means (8) is 5 ~ 20kg / ㎠ to remove all the contaminated material on the inner and outer surfaces of the
본 발명에서 사용할 수 있는 유기용제로는 헵탄, 핵산, 톨루엔, 이소프로필 알콜, 키실렌, 납프샤를 단독 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. As an organic solvent which can be used by this invention, heptane, a nucleic acid, toluene, isopropyl alcohol, xylene, and a naphtha can be used individually or in mixture of 2 or more types.
상기 폐변압기 세정수단(8)으로부터 세정된 세정수, PCBs 및 폐유는 여과장치(7)로 보내져서 변압기 세정시 발생한 입자상의 물질들을 우선적으로 여과 및 분리를 하고, 다음에 세정수를 PCBs 및 폐유와 분리하고 분리된 폐액을 보관한 후에 외부로 제거해내는 PCBs 및 폐유회수제거수단(4)과 유기용제, PCBs 및 폐유를 함유한 용액을 저장하게 되는 폐수저장수단(5)로 각각 보내지게 된다. 다음에 PCBs 및 폐유분리제거수단(6)에서 상기 폐수저장수단(5)에 저장된 세정폐액을 증류하여 유기용제를 PCBs 및 페액과 분리하고, 증류된 유기용제는 유기용제 냉각응축수단(10)에서 냉각 응축되어지고, 재사용을 위해서 유기용제 저장수단(14)으로 재공급되어지게 된다. 여기서 부호 11과 12는 각각 유기용제 응축수단(10)에 설치된 냉각수 입구와 냉각수 출구이다. The washing water, PCBs, and waste oil cleaned from the waste transformer cleaning means (8) are sent to the filtration device (7) to preferentially filter and separate particulate matter generated during the transformer cleaning, and then the washing water is washed with PCBs and waste oil. After separating and storing the separated waste liquid is sent to the waste water storage means (5) to store the solution containing the PCBs and waste oil recovery means (4) and the organic solvent, PCBs and waste oil removed to the outside, respectively. Next, the washing waste liquid stored in the wastewater storage means 5 is distilled from the PCBs and the waste oil separating and removing
상기 PCBs 및 폐유회수제거수단(4)으로부터 분리된 세정수는 열교환수단(13)을 통과한 후에 다시 세정용액 압축수단(3)으로 보내지게 되어 재순환되게 된다. The washing water separated from the PCBs and the waste oil recovery means 4 is sent to the cleaning solution compression means 3 after being passed through the heat exchange means 13 and recycled.
본 발명의 변압기에 오염된 PCBs와 폐유의 세정장치는 폐변압기를 다른 장소로 이동하지 않고 동일 장치에서 세정수와 용제를 사용하여 동시에 세정하여 PCBs를 제거하는 장치 및 방법으로서, 유체의 유동에 있어 화제 위험성이 있는 전기 구동 모터 펌프나 장치를 사용하지 않고 에어나 오일로 작동하는 장치를 사용하여 화재 발생을 억제하고 누설등의 고장이 발생시는 즉시 발견하고 조치할 수 있도록 구성되어 있다.The apparatus for cleaning PCBs and waste oil contaminated by the transformer of the present invention is an apparatus and method for simultaneously removing the PCBs by using washing water and solvent in the same apparatus without moving the waste transformer to another place. It is designed to suppress the occurrence of fire by using electric or motor-driven motor pumps or devices without the risk of fire, and to detect and take measures immediately when a breakdown, etc. occurs.
또한, 본 발명에서의 유체의 이송은 유압을 이용하고 각종 밸브는 공기압을 이용(pneumatic valve)하여 작동시키고나 동력을 사용하지 않고 중력을 이용하는 방법을 택하고 있다. 만일 전기 구동펌프를 이용하여 유체를 이송시킬 경우에는 유체의 저장 탱크에 대기와 가스가 유통할 수 있는 구멍(vent)을 설치해야 하고, 이렇게 설치된 구멍을 통하여 유체가 유기용제인 경우 대부분 휘발성이 높아 상당량의 유기용제 가스가 주변 대기중으로 누출되게 된다. 이 누출된 유기용제가스는 발화점이 낮아 화재의 위험성이 높아 약간의 전기 스파트 등으로 화재발생 확률이 높다.In addition, the fluid transfer in the present invention uses a hydraulic pressure, and various valves are operated by using a pneumatic valve or using gravity without using power. If the fluid is transported using an electric drive pump, a vent for air and gas can be installed in the storage tank of the fluid, and if the fluid is an organic solvent, most of the volatility is high. A significant amount of organic solvent gas will leak into the surrounding atmosphere. The leaked organic solvent gas has a low ignition point and a high risk of fire.
그러나, 유압 피스톤등의 힘전달 장치를 이용하여 유기용제를 이송시킬 경우에는 휘발가스가 발생하지 않으므로 화재가 발생하지 않는다는 장점이 있다. 전기구동펌프로 유체를 이송시 이송관의 파손으로 유체가 누출될 때에는 육안 관찰이외에는 이상 유무를 발견하기 어렵다. 그러나 압력으로 유체를 이송시킬 경우에는 양단면의 압력측정으로 이송관의 누설여부를 쉽게 발견할수 있다. However, when the organic solvent is transferred using a force transmission device such as a hydraulic piston, there is an advantage that no fire occurs because no volatile gas is generated. When the fluid is leaked due to breakage of the transfer pipe when transferring the fluid to the electric drive pump, it is difficult to find an abnormality except visual observation. However, in case of transferring the fluid by pressure, it is easy to detect whether the transfer pipe is leaked by measuring the pressure at both ends.
특히 세정 유기용제가 건물 외부로 누출하지 않게 변압기 세정장치에 구조물을 설치하여 내부를 부(-)압을 유지하도록 하고, 부압시 베출되는 가스는 활성탄 또는 유기탄소 분해촉매를 통과하여 정화하는 것이 좋다. In particular, the structure is installed in the transformer cleaning device so that the organic solvent does not leak to the outside of the building to maintain the negative pressure inside, and the gas emitted at the negative pressure should be purified by passing through activated carbon or an organic carbon decomposition catalyst. .
도 1은 본 발명에 따른 변압기에 오염된 PCBs와 폐유의 세정장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a device for cleaning PCBs and waste oil contaminated with a transformer according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 ---- 유압피스톤 2 ---- 힘전달 축과 변속기1 ----
3 ---- 세정용액 압축수단 4 ---- PCBs 및 폐유회수제거수단3 ---- Cleaning solution compression means 4 ---- PCBs and waste oil recovery means
5 ---- 폐수저장수단 6 ---- PCBs 및 폐유분리제거수단5 ---- Waste water storage means 6 ---- PCBs and waste oil separation and removal means
7 ---- 여과수단 8 ---- 세정수단7 ---- filtration means 8 ---- cleaning means
9 ---- 폐변압기 10 ---- 유기용제냉각응축수단9 ----
11 ---- 냉각수 입구 12 ---- 냉각수 출구11 ----
13 ---- 열교환수단 14 ---- 유기용제 저장수단13 ---- Heat exchange means 14 ---- Organic solvent storage means
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