KR20070073679A - Method and potable type equipment for treatment of polychlorinated biphenyls in wasted insulation oil - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 처리장치 전체 구성도1 is an overall configuration diagram of a processing apparatus of the present invention.
도 2는 본 발명의 처리장치 차량 탑재도2 is a mounting view of the processing apparatus vehicle of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 고속 회전모터 20 : 레블센서10: high speed rotation motor 20: level sensor
30 : 가열부 40 : 온도센서30: heating part 40: temperature sensor
50 : 제어장치 60 : 전원코드50: control device 60: power cord
55 : 제어장치 콘솔55: control console
70 : 유출모터펌프 80 : 유입모터펌프70: outflow motor pump 80: inflow motor pump
90 : 회전축 100 : 교반익90: rotating shaft 100: stirring blade
110 : 시약보관 용기 120 : 유출유입호스110: reagent storage container 120: outflow hose
130 : 레블센서 140 : 온도센서130: level sensor 140: temperature sensor
150 : 노즐 160 : 변압기통150: nozzle 160: transformer barrel
170 : 철심 및 코어 180 : 연결 전선170: iron core and core 180: connecting wire
200 : 차량 210 : 제어콘솔200: vehicle 210: control console
220 : 제어장치 230 : 콘테이너220: controller 230: container
240 : 반응장치 250 : 유출 유입호스240: reactor 250: outflow inlet hose
260 : 변압기통260: transformer
본 발명은 폴리염화비페닐(PCBs)를 함유하는 폐절연유를 환경적으로 무해하게 분해 처리하는 방법 및 잔류성 유기오염물질인 PCBs를 포함한 폐절연유를 보관장소에서 무해하게 분해 처리하는 이동식 처리 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method for environmentally harmlessly decomposing waste insulating oil containing polychlorinated biphenyls (PCBs), and to a mobile processing apparatus for decomposing and treating waste insulating oil containing PCBs, which are persistent organic pollutants, in a storage location. will be.
PCBs는 절연유, 열매체, 윤활유, 가소(可塑)등 다용도로 사용되고 있어 이용가치가 매우 높으며, 불연성이고 또한 열변성의 우려가 없고 절연성 또는 전기적 특성이 훌륭하고 매우 화학적으로 안정하기 때문에 여러 용도에 걸쳐 사용되고 있다.PCBs are used for various purposes such as insulating oil, heat medium, lubricating oil, plasticizer, etc., and are used for various purposes because of their high value, incombustibility, no fear of thermal deterioration, excellent insulating or electrical properties, and very chemical stability.
폴리염화비페닐은 기본적으로 비페닐(C6H5-C6H5)의 열 개의 수소원자 위치에 결합된 수소가 1∼10개의 염소 원자로 치환된 화합물로서 이론적으로 242종의 이성질체가 있을 수 있으나, 실제 사용되는 것은 약 100여 종이다. 상기 폴리염화비페닐은 열을 가해도 분해되지 않고, 물에 불용성이며, 전기적 절연성이 뛰어나기 때문에 변압기, 콘덴서등 전기제품에 많이 사용되었다.Polychlorinated biphenyl is basically a compound in which hydrogen bonded to ten hydrogen atom positions of biphenyl (C 6 H 5 -C 6 H 5 ) is substituted with 1 to 10 chlorine atoms, and there may theoretically be 242 isomers. However, about 100 species are actually used. The polychlorinated biphenyl is not decomposed even when heated, is insoluble in water, and has excellent electrical insulation, and thus has been widely used in electrical products such as transformers and capacitors.
폴리염화비페닐은 사용 후 하수처리장에 그대로 유입되어 환경파괴 및 생태 계의 변화를 야기 시키게 되는데 이러한 폴리염화비페닐을 환경적으로 별다른 대책 없이 사용하여 오다가 점차 심각한 오염물질로 밝혀져 일본에서는 1976년부터 전 세계적으로 그에 대한 생산과 사용이 중지되었다. 그러나 세계적으로 이미 100만 톤의 폴리염화비페닐이 자연계에 방출되었고 폐기처분할 양도 200만톤에 이르고 있으며, 우리나라에서도 현재 처리할 폴리염화비페닐이 다량인 것으로 알려져 있는 바, 이들의 효율적 분해방법이 절실히 요구되고 있다.Polychlorinated biphenyls are introduced into sewage treatment plants after use, causing environmental damage and ecological changes. These polychlorinated biphenyls are used as environmental pollutants without any special measures. Since then, production and use of it has ceased worldwide. However, in the world, 1 million tons of polychlorinated biphenyls have been released to the natural world, and the amount of disposal disposal reaches 2 million tons, and in Korea, it is known that a large amount of polychlorinated biphenyls to be treated is present. There is an urgent need.
현재 미국 환경청(US EPA)에 따르면 90종류 이상의 기술들이 폴리염화 비페닐을 처리할 수 있는 것으로 보고되고 있으며, 지금까지 폴리염화비페닐 등과 같은 유해화학물질을 처리하는 기술은 크게 생물화학적 처리기술, 물리·화학적 처리기술, 열적처리기술, 전자빔을 조사하여 처리하는 기술 등이 있는 것으로 알려져 있다.According to the US Environmental Protection Agency (US EPA), more than 90 kinds of technologies are reported to be able to process polychlorinated biphenyls. Until now, technologies for treating harmful chemicals such as polychlorinated biphenyls have been largely biochemical treatment technologies, Physical and chemical treatment techniques, thermal treatment techniques, and techniques for irradiating and treating electron beams are known.
폴리염화비페닐 처리에 효과가 있는 효소 등을 이용하는 생물학적 처리의 경우, 폴리염화비페닐로 오염된 다양한 매질에 적용이 가능하고 잔류물의 생성이 최소인 장점이 있으나, 장기간의 처리시간이 소요되고 처리효율이 폴리염화비페닐 농도에 크게 영향을 받는다는 단점이 있다.In the case of biological treatment using an enzyme or the like which is effective in treating polychlorinated biphenyls, it is applicable to various media contaminated with polychlorinated biphenyls and has the advantage of minimizing the generation of residues. The disadvantage is that the efficiency is greatly influenced by the polychlorinated biphenyl concentration.
열적처리 기술의 경우, 처리속도가 빠르고 처리된 폐기물의 부피가 작다는 장점이 있으나, 액상·기체상의 매질에 적용하기에는 한계가 있으며 상대적으로 고비용이 소요되고 처리 후 생성된 잔유물의 추가 처리가 필요하다는 단점이 있다. 또한 폴리염화비페닐 함유제품을 일반적인 방법으로 소각할 경우 폴리염화비페닐보다 독성이 강한 다이옥신류를 비롯한 다환 방향족 탄화수소 등이 부산물로 생성되 는 것이 보고되고 있어 소각에 의해 폴리염화비페닐을 함유한 절연유를 안전하게 처리하는 데는 한계가 있다. 특히 유해한 다이옥신 등이 생성·배출된다는 것이 알려지면서부터 소각장을 설치하는 지역에서 주민들의 강력한 반대로 인하여 국내에서는 외국으로 수출하여 위탁처리하거나 장기간 보관하는 경우가 많으며 장기간 보관하는 경우 폴리염화비페닐 함유 폐기물로부터 폴리염화비페닐이 환경 중으로 배출되어 주변환경을 오염시킬 위험 또한 크다.The thermal treatment technology has advantages in that the treatment speed is high and the volume of the treated waste is small. However, it is limited to be applied to liquid and gaseous media, which is relatively expensive, and requires further treatment of residues generated after the treatment. There are disadvantages. In addition, incineration of polychlorinated biphenyl-containing products by general methods has been reported to produce polycyclic aromatic hydrocarbons, such as dioxins, which are more toxic than polychlorinated biphenyls, as by-products. There is a limit to the safe handling of insulating oils. In particular, since it is known that harmful dioxins are produced and discharged, due to the strong opposition of the residents in the area where incinerators are installed, they are often exported to foreign countries for consignment or long-term storage. There is also a high risk of polychlorinated biphenyls being released into the environment and contaminate the environment.
자외선에 의한 분해법은 분해 효율이 낮다는 단점이 있고, 산화제에 의한 화학적 분해방법은 수 시간으로 분해 가능하지만 산화제에 의한 장치재료의 부식이 문제가 되고 있으며, 초임계수에 의한 산화분해법은 에너지 소비가 지나치게 크다는 문제점이 있다.Decomposition by ultraviolet light has a disadvantage of low decomposition efficiency, and chemical decomposition by oxidizing agent can decompose in several hours, but corrosion of device material by oxidizing agent is a problem, and oxidative decomposition by supercritical water consumes energy. There is a problem that is too large.
화학적 처리기술의 경우, 열적 처리기술과 마찬가지로 처리 후 생성된 잔유물의 추가 처리가 필요한 단점이 있으나, 처리 속도가 빠르고 폴리염화비페닐로 오염된 다양한 매질에 적용이 가능하며 고농도의 폴리염화비페닐 처리도 가능하며 재활용 기술로도 활용할 수 있는 장점이 있으나, 상용화된 폴리염화비페닐의 화학적 분해반응으로는 금속나트륨 분산체법(일본 북해도), 탈염소화분해법(일본 도요다), 알카리촉매분해법(미국, 일본, 호주) 수소처리 탈염소화촉매반응법(일본 오사카), 탈염소화분해법(일본 큐슈, 캐나다), 수열산화분해법(일본 동경), 유기금속알카리분해법(일본), 화학추출분해법(일본) 및 초임계수산화법(미국, 일본)등이 있다.In the case of chemical treatment technology, there is a disadvantage that additional treatment of residues generated after treatment is required like thermal treatment technology. However, the treatment speed is fast and can be applied to various media contaminated with polychlorinated biphenyls. Although it can be used as a recycling technology, the chemical decomposition reaction of commercially available polychlorinated biphenyls includes metal sodium dispersion method (North Sea, Japan), dechlorination method (Toyoda, Japan), and alkaline catalyst decomposition method (US, Japan). , Australia) Hydrogenation Dechlorination Catalysis (Osaka, Japan), Dechlorination (Kyushu, Canada, Japan), Hydrothermal Oxidation (Tokyo), Organometallic Alkalysis (Japan), Chemical Extraction (Japan) and Supercritical Water Oxidation method (USA, Japan).
또한 일본 특허공보 특개평 10-316798호에는 절연유에 함유된 폴리염화비페닐의 처리를 위하여 폴리염화비페닐을 함유하는 절연유에 에틸알코올, 에틸렌글리 콜 및 알카리성 수산화물을 첨가하고 자외선을 조사하여 탈염소화하는 방법이 기재되어 있으며, 일본 특허공개공보 2001-29942호에는 광촉매로 산화티타늄을 이용하여 절연유에 함유된 폴리염화비페닐을 처리하는 방법이 기재있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 10-316798 discloses dechlorination by adding ethyl alcohol, ethylene glycol, and alkaline hydroxide to insulating oil containing polychlorinated biphenyl for treatment of polychlorinated biphenyl contained in insulating oil. Japanese Patent Laid-Open No. 2001-29942 discloses a method for treating polychlorinated biphenyls contained in insulating oil using titanium oxide as a photocatalyst.
전자빔을 조사하여 절연유내에 포함된 폴리염화비페닐을 제거하는 방법이 있으나 설치장비의 가격이 비싸고 처리시 염소 분자가 절연유내에 남아 있을 가능성이 있어 이를 다시 처리해야하는 단점이 있다.There is a method of removing polychlorinated biphenyl contained in the insulating oil by irradiating electron beam, but the installation equipment is expensive and there is a disadvantage that chlorine molecules may remain in the insulating oil during treatment, and thus must be reprocessed.
화학적 탈염소화 분해반응으로 금속나트륨 분산체법을 사용한 일본 실용화 업체의 처리 공정을 보면, 하루에 폴리염화피페닐을 포함한 절연유를 0.5톤 처리하는데 부지면적 약 24000m2 의 큰 건물을 건설하여 사용하고 있다. 여기에 전처리 공정으로 변압기에서 절연유를 발유하고 변압기에 부착된 폴리염화비폐닐을 변압기에서 제거하기 위해 진공가열 분리 공정을 수행하고, 변압기를 파쇄한 다음 변압기 부재를 세정하는 공정을 수행한다. 다음에, 반응로에서 절연유에 금속 나트륨를 가하여 폴리염화비페닐을 처리하는 공정으로 되었다. 이 경우 전처리공정이 복잡하기 때문에 큰 부지의 공장이 필요한 단점이 있다. 또한 반응로에서 나트륨 분산체법을 수행하는 공정에서 열에 의한 분산에 의해 탈염소 시약과 폴리염화비페닐의 분자간에 접촉확률을 높이기 때문에 온도를 높여 시약분자와 폴리염화비페닐 분자간의 반응기회 향상을 도모하고 있다. 때문에 고온의 반응 온도(160∼170도 섭씨)를 유지함으로서 반응로에서 많은 에너지를 소모하여 처리 시 비용을 상승하게 하는 문제점이 있다.In the process of the Japanese commercialization company using the metal sodium dispersion method for chemical dechlorination decomposition reaction, a large building with a land area of about 24000m 2 is used to process 0.5 tons of insulating oil containing polychlorinated chloride per day. The pre-treatment process is performed to remove the oil from the transformer and to remove the polychlorinated chloride attached to the transformer from the transformer to perform a vacuum heating separation process, and then to crush the transformer and then clean the transformer member. Next, in the reactor, metal sodium was added to the insulating oil to treat polychlorinated biphenyls. In this case, the pretreatment process is complicated, so a large site factory is required. In addition, since the contact probability between dechlorination reagent and polychlorinated biphenyl is increased by heat dispersion in the process of performing sodium dispersion method in the reactor, the temperature is increased to improve the reaction time between reagent molecules and polychlorinated biphenyl molecules. Doing. Therefore, by maintaining a high temperature reaction temperature (160 ~ 170 degrees Celsius) there is a problem in that a large amount of energy is consumed in the reactor to increase the cost during processing.
본 발명은 상기에 지적한 종래기술의 금속나트륨 분산체법의 처리공정상 문제점을 제거한 새로운 공정의 폴리염화비페닐 화학적 분해 처리방법을 제공하는데 있다.The present invention is to provide a polychlorinated biphenyl chemical decomposition treatment method of a novel process that eliminates the problems in the treatment process of the prior art metal sodium dispersion method pointed out above.
화학적 탈염소화 반응을 이용하는 종래기술의 금속 나트륨 분산체법에서는 변압기등에 잔재하는 폴리염화비페닐을 제거하기 위해 용제세정설비 및 진공가열분리 설비 처리과정이 필요하나 본 발명은 처리장치는 상기와 같은 처리 공정 없이 폴리염화비페닐을 함유한 절연유속의 폴리염화비페닐을 신속히 제거하고, 변압기내의 부재(용기, 철심류, 종이 나무류등)에 잔류하는 폴리염화비페닐을 분해하는 처리방법 및 처리장치를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 단순화한 처리공정을 도입하여 큰 처리 공장부지 없이 차량 위에 설치할 정도 규모에서도 처리 가능한 이동식 처리장치를 제공하는데 있다.In the prior art metal sodium dispersion method using chemical dechlorination reaction, a solvent washing facility and a vacuum heat separation facility treatment process are required to remove polychlorinated biphenyls remaining in a transformer or the like. Provides a treatment method and apparatus for quickly removing polychlorinated biphenyls having an insulating flow rate containing polychlorinated biphenyls and decomposing polychlorinated biphenyls remaining in components (containers, iron cores, paper trees, etc.) in transformers. Its purpose is to. In addition, the introduction of a simplified treatment process provides a mobile treatment apparatus that can be processed on a scale that is installed on a vehicle without a large treatment plant site.
또한 반응로에서 나트륨 분산체법을 수행하는 종래 기술 공정인 경우, 열적 분산에 의해 탈염소시약과 폴리염화비페닐의 분자 간에 접촉확률을 높인다. 때문에 온도를 높여 시약분자와 폴리염화비페닐 분자간의 반응 기회를 향상시킴으로서, 되도록 고온의 반응 온도(160 ∼170도 섭씨)를 유지해야 된다. 이로 인하여 반응로에서 많은 에너지를 소모하여 처리 시 비용을 상승하게 하는 문제점이 있다. 본 발명에서는 이를 개선하여 열적 분산 뿐만아니라 물리적 분산에 의해 탈 염소 시약성분과 절연유속의 폴리염화비페닐 분자간의 접촉확률을 높여, 낮은 온도 110도 내외에서도 소기의 반응을 충분히 일으키도록 하는 방법을 제공하는데 있다.In addition, in the prior art process of performing the sodium dispersion method in the reactor, the contact probability between the molecules of the dechlorinated reagent and the polychlorinated biphenyl is increased by thermal dispersion. Therefore, by increasing the temperature to improve the reaction opportunity between the reagent molecules and polychlorinated biphenyl molecules, it is necessary to maintain a high reaction temperature (160 ~ 170 degrees Celsius) as possible. Because of this, there is a problem that consumes a lot of energy in the reactor to increase the cost during processing. The present invention provides a method of improving the contact probability between the dechlorination reagent component and the polychlorinated biphenyl molecules of the insulating flow rate by physical dispersion as well as thermal dispersion to sufficiently generate a desired reaction even at a low temperature of 110 degrees. have.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1에 본 발명에 의한 폴리염화비페닐을 포함하는 폐절연유의 처리방법 및 이동식 처리장치의 구성도가 나타나 있다.1 is a block diagram of a method for treating waste insulating oil containing a polychlorinated biphenyl and a mobile treatment apparatus according to the present invention.
도 1의 (10)은 고속회전모터로 반응용기통(15)에 담겨 있는 절연유에 반응 시약을 투입한 후 이 절연유를 고속회전시키는 역할을 하며, (20)은 레블센서로 반응용기통(15)에서 처리할 절연유가 만수위가 되었는지를 감지하는 센서이다.Figure 1 (10) is a high-speed rotation motor to put the reaction reagent in the insulating oil contained in the
(30)은 가열부로 반응용기통(15)의 절연유를 반응온도까지 가열하기 위한 부분이고, (40)은 온도센서로 반응용기통 속의 절연유 반응온도를 감지하기 위한 센서이며, (50)은 본 장치의 전체를 제어하는 제어장치이고 (60)은 본 장치에 전원을 공급하는 전원코드이다.Denoted at 30 is a portion for heating the insulating oil in the
(70)은 반응용기통(15)안에 있는 절연유를 변압기통(160) 속으로 유출시킬 수 있도록 하기 위한 유출모터펌프이고 (80)은 변압기통 속의 절연유를 반응기통으로 유입시키도록 한 유입모터펌프이다. (90)은 반응기통(15)안에 장착되어 고속회전모터(10)에 연결되어 함에 회전하는 회전축이며, (100)은 회전축(90)에 부착되어 함께 회전하는 교반익으로서 반응기통의 절연유와 시약을 물리적으로 상호 분산회전시켜 물리적 접촉 확률을 높이어 반응을 촉진하는 역할을 한다.
(110)은 시약보관통이며 (120)은 유출 및 유입 호스로 고온의 절연유가 통과하므로 200도 까지의 고온에 견디는 재질로 되어 있으며, (130)은 유출 및 유입 호스 끝에 부착되어 변압기통의 절연유 레블을 검지하는 레블센서이고 (140)은 변압 기통 속의 절연유 온도를 감지하기 위한 온도센서이고, (150)은 절연유가 변압기통 속으로 유입 및 유출하는 노즐이다.
(170)은 변압기통 내에 있는 철심 및 코어이고 (180)은 변압기통 속의 철심 및 코어와 제어장치(50)간 상호 연결한 연결 전선 이다.
[도 2 ]에 본 발명의 처리장치 차량 탑재도가 나타나 있다.FIG. 2 shows a mounting view of the processing apparatus vehicle of the present invention.
도 2 의 (200)은 본 발명의 처리장치를 탑재한 차량이고 (210)은 본 처리 장치의 운전할 제어반으로서 운전원이 제어조작할 제어콘솔이며, (220)은 본 발명의 반응장치를 제어할 전자제어장치가 있는 제어장치이고, (230)은 본 처리장치를 내재하고 보호하는 콘테이너이며, (240)은 절연유의 폴리염화비페닐을 반응 처리하는 반응장치이다. (250)은 절연유를 변압기에 유출 및 유입하는 호스이고 (260)은 폴리 염화비페닐이 함유된 절연유가 들어 있는 변압기통이다.2, 200 is a vehicle equipped with the processing apparatus of the present invention, 210 is a control console to be operated by an operator as a control panel to operate the processing apparatus, and 220 is an electronic device to control the reaction apparatus of the present invention. A control device with a control device, 230 is a container inherent and protected by the present treatment device, and 240 is a reaction device for reacting and treating polychlorinated biphenyls of insulating oil.
본 발명의 폴리염화비페닐을 포함하는 폐절연유의 처리방법 및 이동식 처리장치의 작동원리를 도 1에 의거하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 1 will be described the operation of the waste insulating oil containing polychlorinated biphenyl of the present invention and the operation principle of a mobile treatment device.
먼저 전원코드(60)을 전원 콘센트에 연결시키면 제어장치(50)은 본 발명의 제어장치 자체를 초기화시키고 처리장치의 초기상태를 각 센서로부터 입력받는다.First, when the
다음에 본 발명의 처리장치의 각 부분을 초기화 시킨다. 먼저 가열부(30)의 전원을 오프시켜 가동중지 상태로 하고 고속회전모터(10), 유입모터펌프(80), 유출모터펌프(70)을 가동중지 상태로 한다. 다음에 반응용기의 온도를 온도센서(40)을 통하여 알아내고 반응용기 안에 절연유가 담겨져 있는지의 여부를 레블센서(20)을 통해 감지하여 제어장치 내에 부착되어 있는 제어콘솔의 표시부에 현 상태를 표시 한다. 다음에 변압기통에 담겨 있는 노즐(150)측에 부착되어 있는 온도센서(140)과 레블센서(130)으로부터 변압기에 담겨져 있는 절연유의 온도와 절연유 수위를 감지하여 제어장치(50)의 제어콘솔 표시부에 표시한다. 다음에 제어장치(50)으로부터 변압기 철심코어(170)에 연결된 연결전선(180)에 전력공급을 차단한 상태로 본 발명의 처리장치가 초기화를 완료하고 운전대기 상태로 된다.Next, each part of the processing apparatus of this invention is initialized. First, the power of the
다음에 폴리염화비페닐을 함유한 절연유가 들어 있는 변압기통의 입구에 노즐(150)을 장착하면 레블센서(130)과 온도센서(140)가 변압기통 속에 있는 절연유에 함침 된다. 제어장치 콘솔(55)에서 운전 버튼을 누르면 제어장치는 본 발명의 처리장치가 폴리염화비페닐을 함유한 변압기 속의 절연유를 처리하는 작동을 개시한다. 먼저 유입모터 펌프를(80)을 제어장치(50)가 구동시켜 변압기통(160)속에 있는 절연유를 노즐(150)과 유입.유출 호스(120)을 통해 반응용기통 속으로 유입시킨다. 유입되는 절연유는 반응용기(15)의 최상단까지 도달하도록 하여 반응용기통(15)상측에 공기가 남아 있지 않도록 한다. 절연유가 반응용기의 최상단까지 유입되었는지는 레블센서(20)으로 감지하고 제어장치(50)은 레블센서로부터 만수위 신호를 감지하여 유입모터펌프(80)의 구동을 정지시킨다. 다음에 시약보관 용기에서 금속나트륨을 규정량 반응기통 속으로 전송시킨다. 이어서 제어장치는 가열부에 전력을 공급하여 반응용기통 속의 절연유의 온도를 올린다. 제어장치는 온도센서(40)로 반응용기통 속의 절연유 온도를 계속 감시하다가 섭씨 100도 이하면 고속회전모터(10)을 제 1단계의 저속으로 서서히 회전시켜 반응용기속의 절연유가 각 부분에서 균일한 온도가 되도록 한다. 반응용기 속의 절연유의 온도가 100도 이상이 되면 금속나트륨은 서서히 절연유 속에 분산되기 시작한다.Next, when the
이때 절연유 속에 있는 폴리염화비페닐의 염소원자과 금속나트륨 원자간에 화학반응이 일어 난다. 반응식은 다음과 같다.At this time, a chemical reaction occurs between the chlorine atom and the sodium metal atom of the polychlorinated biphenyl in the insulating oil. The scheme is as follows.
Ar . Cl + Na(metal) = Ar + NaClAr. Cl + Na (metal) = Ar + NaCl
이 경우의 반응은 절연유내에 소량(수십 PPM) 분산되어 있는 폴리염화 비페닐과 금속나트륨은 열적 분산에 의해 램덤한 운동을 하다가 상호 조우하여 폴리염화비페닐의 염소원자와 금속나트륨 원자간에 반응하여 무해한 NaCl로 분해 처리된다.In this case, polychlorinated biphenyls and metal sodium dispersed in a small amount (tens of PPM) in the insulating oil are innocuous by reacting between chlorine atoms and sodium metal atoms of polychlorinated biphenyls in a random motion by thermal dispersion. Decomposition with NaCl.
반응용기의 온도가 100도에서 120도 사이가 되는 조건에서 제어장치는 규정시간동안 고속회전모터를 고속으로 회전시켜 반응용기 속의 절연유에 함유된 폴리염화비페닐 분자와 금속나트륨원자 간에 열적 분산 외에 외부에서 강제적으로 회전축에 부착된 교반익으로 절연유 액체에 강력한 와류를 일으켜 금속나트륨과 폴리염화비페닐 분자의 조우 확률을 극대화시킴으로서 화학반응을 촉진시킨다. 규정된 시간동안 고속회전모타를 구동시켜 이 모터에 연결되어 회전하는 회전축(90)과 이 회전축에 부착되어 절연유속에서 회전하며 절연유에 강력한 와류를 형성시키는 교반익(100)에 의해 절연유속의 폴리염화비페닐 분자와 금속나트륨원자가 상호 충분히 반응하여 폴리염화비페닐의 염소원자를 화학적으로 염화나트륨으로 변화시키면 절연유는 폴리염화비페닐의 유독성이 제거되어 무해하게 된다.Under the condition that the temperature of the reaction vessel is between 100 and 120 degrees, the control unit rotates the high-speed rotating motor at high speed for a specified time, and in addition to the thermal dispersion between the polychlorinated biphenyl molecules and the metal sodium atoms in the insulating oil in the reaction vessel, In this case, the stirring vane is forcibly attached to the rotating shaft, causing strong vortices in the insulating oil liquid to maximize the probability of encountering metal sodium and polychlorinated biphenyl molecules, thereby promoting chemical reaction. Polyvinylation of Insulation Velocity by
다음에 제어장치(50)은 유출모터펌프(70)를 구동시켜 반응용기 속에 있는 폴리염화비페닐이 무해하게 화학적으로 처리된 절연유를 변압기통(160)으로 유출시킨 다. 이때 제어장치(50)은 노즐(150)측에 부착되어 있는 레블센서를 통해 유출된 절연유가 변압기통(160)의 만수위까지 도달했는지를 체크한다. 만일 만수위에 도달하면 제어장치(50)는 즉시 유출모터펌프(70)의 가동을 중지한다.Next, the
다음에 규정시간 동안 가다려 변압기통(160)속의 변압기 철심 및 코어(170)부분에 절연유의 열기가 전달되도록 하여 변압기 철심 및 코어부분의 비함침성 부재(용기, 철심류)와 함침성 부재(종이 나무류)속에 침투에 있는 폴리염화비페닐이 변압기통 속의 절연유로 용출되어 나오도록 한다. 이때 용출된 부재속의 폴리염화비페닐의 염소원자는 절연유속에 잔재해 잇는 금속나트륨과 화학반응하여 염화나트륨으로 되어 무해화된다.Next, during the prescribed time, the heat of the insulating oil is transferred to the transformer core and the
다음에 제어장치(50)에서는 연결전선(180)을 통해 변압기 철심 및 코어부분(170)의 코어에 규정시간 동안 전력을 가해 가열하여 함침성부재에 침투해 있던 폴리염화비페닐을 더욱 강력히 용출시킨다. 즉, 변압기속의 내부 용기, 철심 및 코어부분의 함침성 및 비함침성 부재에 잔류하여 있는 폴리염화 비페닐을 전열로 가열 용출시켜 절연유속에 잔류해 있는 나트륨금속과 상호 화학반응시켜 무해화시키다.Next, the
본 발명의 처리장치는 상기와 같은 처리 동작에 의해 절연유속에 함유된 폴리염화비페닐의 염소원자가 금속나트륨과 화학반응하여 유독성이 제거됨으로서 무해화된다. 변압기통속의 함침성 및 비함침성 부재에 잔류해 있는 폴리염화 비페닐의 완전한 용출 및 화학적 반응으로 완전제거하기 위해 상기와 같은 처리동작을 2∼3회 반복할 수 있다.In the treatment apparatus of the present invention, the chlorine atoms of the polychlorinated biphenyls contained in the insulating flow rate are chemically reacted with the sodium metal to remove the toxic compounds. Such treatment may be repeated two or three times to completely remove the polychlorinated biphenyl remaining in the impregnated and non-impregnated members of the transformer casing by complete elution and chemical reaction.
또한 변압기통속에 처리 직후의 고온 상태 절연유를 계속 가득 담아 놓아 , 변압기 철심코어 속의 함침성 부재 속에 그때까지 잔류해 있을 지도 모를 폴리염화비페닐이 계속 용출되어 나오도록 하여 절연유속에 잔류하여 있는 금속 나트륨과 반응을 지속시킴으로서 계속 무해화할 수 있도록 한다. 다음에 제어콘솔에서 작동완료 버튼을 누르고 노즐을 변압기통속에서 제거하여 다음에 처리할 변압기통속의 절연유에 투입하고 상기와 같이 설명한 무해화 처리를 계속한다.In addition, the transformer barrel is filled with high temperature insulating oil immediately after the treatment, so that polychlorinated biphenyl which may remain until the impregnating member in the core of the transformer is continuously eluted. Continue the reaction so that it can continue to be harmless. Next, press the operation completion button on the control console, remove the nozzle from the transformer barrel, put it in the insulating oil of the transformer barrel to be processed next, and continue the detoxification treatment described above.
이상 설명한 동작원리에 의해 본 발명의 처리장치는 절연유속에 함유되어 있는 폴리염화비페닐을 무해화시키고, 또한 변압기통속에 있는 철심 및 코아 속 함침 부재 속에 있는 폴리염화비페닐까지 무해화 시킨다.By the above-described operating principle, the treatment apparatus of the present invention makes the polychlorinated biphenyl contained in the insulating flow rate harmless, and also the polychlorinated biphenyl in the iron core and core impregnating member in the transformer barrel.
종래기술의 화학적 탈염소화 반응을 이용한 금속 나트륨 분산체법에서는 변압기 등에 용제세정설비 및 진공가열분리설비 처리과정이 필요하나 본 발명의 처리방법은 변압기 철심 및 코어에 전열 가열하여 폴리염화비페닐을 용출시켜 절연유속의 금속나트륨 원자와 화학반응시켜 폴리염화비페닐을 신속히 제거함으로서 종래기술의 용제세정설비 및 진공가열분리설비 처리과정 없이 변압기내 부재에 잔류하는 폴리염화비페닐을 무해화시키는 작용효과가 있다. 또한 변압기내의 부재(용기, 철심류, 종이 나무류등)의 폴리염화비페닐을 분해하는 종래기술의 처리방법 및 처리장치는 변압기부재를 파쇄하여 세정해야 하나 본 발명은 처리방법 및 장치는 변압기 철심 및 코어에 전열 가열하여 폴리염화비페닐을 용출시켜 절연유속의 금속나트륨 원자로 화학반응시켜 폴리염화비페닐을 신속히 제거하므로 별도로 값비싼 파쇄장치를 할 필요가 없는 작용효과가 있다. 이와 같은 처리공정을 도입하여 큰 처리 공장부지 없이 차량 위에 설치할 정도의 규모에서도 절연유 속의 폴리염화비페닐을 처리가능하게 하는 이동식 처리장치를 제공함으로써 값이 저렴하고 간편하게 폴리염화비페닐을 무해화 시킬 수 있는 작용효과가 있다.In the metal sodium dispersion method using the chemical dechlorination reaction of the prior art, the solvent cleaning equipment and the vacuum heat separation equipment treatment process are required, but the treatment method of the present invention elutes polychlorinated biphenyls by electrothermally heating the core and the core of the transformer. By quickly removing polychlorinated biphenyls by chemical reaction with metal sodium atoms in the insulating flow rate, the polychlorinated biphenyls remaining in the components of the transformer are harmless without the prior art solvent cleaning and vacuum heat separation facilities. In addition, the prior art processing method and apparatus for decomposing polychlorinated biphenyls in a member (container, iron core, paper tree, etc.) in a transformer should be cleaned by crushing the transformer member. And electrothermally heating the core to elute the polychlorinated biphenyl, thereby chemically reacting with the metal sodium atom of the insulating flow rate to quickly remove the polychlorinated biphenyl, thereby eliminating the need for a separate expensive crushing device. By introducing such treatment process, it is possible to make polychlorinated biphenyls harmless at low cost and easily by providing a mobile treatment device that can process polychlorinated biphenyls in insulating oil even on a scale that can be installed on a vehicle without a large processing plant site. It has an effect.
기존 금속나트륨 분산체법은 공정상 열적 분산에 의해 탈염소시약과 폴리염화비닐의 분자간에 접촉확률을 높인다. 때문에 온도를 높여 시약분자와 폴리염화비페닐 분자간의 반응 확률을 향상 시켜야 하기 때문에 되도록 고온의 반응 온도(160∼170도 섭씨)를 유지해야 되는데, 이로 인하여 반응로에서 많은 에너지를 소모하여 처리시 비용이 상승하는 문제점이 있다. 본 발명에서는 이를 개선하여 열적 분산 뿐만 아니라 물리적 분산에 의해 탈염소 시약성분과 절연유속의 폴리염화비페닐 분자간의 접촉확률을 높여, 낮은 반응온도인 110도 내외에서도 신속한 반응을 충분히 일으키도록 하는 작용효과가 있다.Conventional metal sodium dispersion method increases the contact probability between dechlorine reagent and polyvinyl chloride molecule by thermal dispersion in process. Therefore, the reaction temperature between the reagent molecule and the polychlorinated biphenyl molecule should be improved by increasing the temperature, so that the reaction temperature (160 ~ 170 degrees Celsius) should be maintained as high as possible. There is this rising problem. In the present invention, the effect of improving the contact probability between the dechlorination reagent component and the polychlorinated biphenyl molecules of the insulating flow rate by physical dispersion as well as thermal dispersion is sufficient to cause a rapid reaction even at a low reaction temperature of about 110 degrees. have.
종래기술의 금속나트륨 분산체법은 고온의 반응 온도(160 ∼170도 섭씨)를 유지함으로서 반응로에서 많은 에너지를 소모하여 처리시 비용을 상승하게 하는 문제점이 있다. 본 발명에서는 이를 개선하여 열적 분산 뿐만아니라 물리적 분산에 의해 탈 염소시약성분과 절연유속의 폴리염화피페닐 분자간의 접촉확률을 높여, 낮은 온도 110도 내외에서도 소기의 화학반응을 충분히 일으키도록 하여 절연유속의 폴리염화비페닐을 경제적으로 무해화시킬 수 있는 작용효과가 있다.The metal sodium dispersion method of the prior art has a problem in that a large amount of energy is consumed in the reactor by maintaining a high temperature reaction temperature (160 to 170 degrees Celsius) to increase the cost during treatment. The present invention improves the contact probability between the dechlorination reagent component and the polychlorinated polychlorinated molecule of the insulating flow rate by physical dispersion as well as thermal dispersion, thereby sufficiently causing the desired chemical reaction even at a low temperature of 110 degrees. There is an effect that can economically harm the biphenyl chloride.
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