KR20110057067A - 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(ＰＣＢｓ) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법 - Google Patents
이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(ＰＣＢｓ) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법에 관한 것으로써, 차량 이동이 불가한 대형 변압기에 대하여 이동식 정화공정설비(200)를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 오염물질 배출 없이 안전하게 피시비(PCBs)로 오염된 절연유를 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 정화시킨 다음, 대형 변압기를 폐기하고자 할 때, 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 처리한 절연유를 안전하게 분리한 후, 폐변압기(100) 내부에 흡착된 절연유를 세정액으로 세정 및 건조 후 해체함으로써, 작업자에 오염되지 않도록 처리할 수 있는 폐변압기의 해체방법에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 재사용이 불가하여 대형 폐변압기를 폐기하고자 할 때, 현장에서 직접 정화단계(S1)를 통해서 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 절연유를 정화 처리하고, 이렇게 정화된 절연유를 차량의 탱크로리(310)에 회수하는 절연유 배유단계(S2)와; 상기 절연유 배유단계(S2) 후, 폐변압기(100) 내부에 흡착된 PCBs 2ppm 미만의 절연유를 세정액으로 세정하는 변압기 내부 세척단계(S3)와; 상기 세척단계(S3)를 마친 후, 폐변압기(100) 내부를 송풍기 및 히터를 통해 건조하는 건조단계(S4)와; 건조단계를 거친 폐변압기를 현장에서 통상의 방식으로 해체하는 해체단계(S6)와, 해체된 폐변압기를 차량으로 이송하는 이송단계(S7)를 포함하는 폐변압기의 해체방법을 제공한다.
Description
본 발명은 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폴리염화비페닐류(PCBs)로 오염된 절연유를 갖고 있는 차량 이동이 불가한 대형 변압기에 대하여 현장에서 오염물질 배출 없이 안전하게 폴리염화비페닐류(PCBs)로 오염된 절연유를 정화시켜 다음, 대형 변압기를 폐기하고자 할 때, 현장에서 폴리염화비페닐류(PCBs) 2ppm 미만으로 제거한 절연유를 안전하게 분리하고, 폐변압기 내부에 흡착된 절연유를 세정액으로 세정 및 건조 후 해체함으로써, 작업자에 오염되지 않도록 처리할 수 있는 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 폐변압기 내의 오염된 절연유에 포함된 피시비(PCBs, 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 사용되어왔다.
이러한 피시비(PCBs)는 독성이 강하면서도 분해가 느려 생태계에 오랫동안 남아 피해를 일으키는 잔류성유기오염물질(Persistent Organic Pollutants)들 중의 하나로써, 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 않고 있는 실정이다.
그러나, 기존에 절연유를 사용하여 생산된 변압기의 경우, 그 제품의 수명이 다하여 폐기 처분해야할 때, 변압기 사용 중에서 절연유 내에 피시비(PCBs)가 생성되어 절연유가 심하게 오염되어 2ppm이상의 피시비(PCBs)를 함유하고 있는 경우가 많았다. 이와 같은 경우에 폐변압기의 폐기 처분하는 과정에서 절연유를 정화하여 재활용하는 기술이 도입되지 않아 단순히 세정 처리하거나 소각 처리함에 따라 자원 낭비가 발생할 뿐만 아니라 환경 오염과 같은 문제점이 대두되고 있었다.
즉, 종래 국내 업체에서는 피시비(PCBs)를 함유한 오염된 절연유를 처리하는 방법으로 고온소각 및 용융처리 방법을 사용하거나 고온 열분해기술, 혹은 탈염소방법 중 나트륨 공법을 사용하는 경우가 있었으나, 상기 고온소각 및 용융처리방법은 다이옥신의 대량 발생 및 오염농도가 높아 지역 주민의 민원발생 여지가 많고, 고온열분해기술은 고상의 피시비(PCBs)를 처리하는 기술로는 적합하나 처리 시간이 길고 공간의 제약을 받아 소량으로 처리할 수밖에 없다는 한계점을 가지고 있으며, 탈염소방법 중 나트륨공법은 유럽에서 개발 적용되어진 방법으로써 폭발의 위험성이 있으며, 실제 외국에서 폭발한 사례가 있는 것으로 알려져 있다.
따라서, 상기 피시비(PCBs)를 함유한 오염된 절연유를 재활용하기 위한 정화 시스템 및 폐기 처리과정의 문제점을 개선할 수 있는 새로운 시스템 개발을 필요로 하고 있는 실정이다.
이에 최근 본 출원인에 의해 폐변압기에서 오염된 고농도의 폴리염화비페닐류(PCBs)를 2ppm 미만의 저농도 절연유로 정화 처리할 수 있는 시스템과 관련 특허 출원하여 특허등록번호 제0914156호(2009.8.20. 등록, 명칭: 폐전력기기 재활용 처리 시스템)로 등록받아 개시된 바 있었다.
즉, 상기 등록특허 제0914156호는, 화학적 처리장치를 통한 반응 촉매제를 이용하여 피시비(PCBs) 2ppm 이상으로 오염된 절연유를 정화하여 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 갖는 절연유로 재생산함으로써, 절연유의 재활용에 따른 산업발전에 이바지함과 아울러 폐전력기기 폐기과정에서 발생되는 환경오염 문제와 같은 제반 문제점을 해소하고자 하는 폐전력기기 재활용 처리 시스템을 제공하고 있는 것이다.
본 출원인에 의해 개시된 상기 폐전력기기 재활용 처리 시스템은, 이동 가능한 폐변압기를 수거하여 차량 이동을 통해 재활용 처리 시스템을 갖춘 공장에서 정제 처리하는 기술에 관한 것이었다.
따라서, 이동 가능한 대다수의 폐변압기는 상기 등록특허 제0914156호에 개시된 폐전력기기 재활용 처리 시스템을 통해 정제 처리되어 필요한 부분들이 재활용될 수 있었다.
그런데, 현재 국내는 물론, 외국에는 차량으로 수거하여 이동이 불가한 대형 변압기들 매우 많이 존재하며, 이러한 대형 변압기들에 포함된 폴리염화비페닐류(PCBs)를 함유하여 오염된 절연유의 경우에는 대형 변압기가 설치된 현장에서 직접 정화 처리되어야만 하는 것이다.
그러나, 현재까지 국내에는 이러한 차량으로 수거하여 이동이 불가한 대형 변압기를 현장에서 직접 정화 처리하여 재사용하는 기술이 알려져 있지 않아 단순히 폐기하는 수준에 머물러 있을 뿐만 아니라 단순 폐기과정에 있어서도 현장을 오염시키지 않고 대형 변압기를 폐기 처리하는 기술 수준이 크게 뒤떨어져 있는 형편이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 이동이 불가한 대형 폐변압기와 같은 폐전력기기에 대한 새로운 재활용 처리 시스템 개발 필요성이 대두됨에 따라 연구 개발된 발명으로써, 본 발명은 피시비(PCBs)로 오염된 절연유를 정화한 이후에도 대형 폐변압기를 재사용하지 못하고 폐기해야만 할 때, 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 함유하는 절연유로 정화한 후, 절연유를 안전하게 분리하고, 변압기 내부에 흡착된 절연유를 세정액으로 세정 및 건조 후 해체함으로써, 작업자에 오염되지 않도록 처리할 수 있는 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법을 제공하고자 함에 그 목적을 두고 있다.
다시 말해, 본 발명은 폐변압기의 재사용이 어려워 폐기 처분해야할 경우에 대형 변압기 내부의 오염된 절연유를 이동식 정화장치로 정화처리 완료한 이후에 대형 변압기를 그 자리에서 통상의 해체 공정을 통해 폐기하게 되며, 이때, 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 정화된 절연유를 별도의 탱크에 배유하여 재사용 가능하도록 하고, 현장에서 폐변압기 내부의 세척단계 및 건조단계를 수행 후 폐변압기를 해체하여 차량으로 이송하는 단계를 포함하는 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법을 제공하고자 함에 그 목적을 두고 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량에 수거하여 이동이 불가한 대형 폐변압기 내의 피시비(PCBs)로 오염된 절연유를 피시비(PCBs) 2ppm미만으로 정화처리하는 정화단계를 수행할 수 있는 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 상기 절연유 정화가 완료된 대형 폐변압기의 재사용이 불가하여 해체할 필요성이 있는 것으로 판단될 경우, 상기 정화단계를 통해 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 처리된 절연유를 회수하기 위하여 폐변압기의 배출밸브에 모터를 연결하여 차량의 탱크로리로 폐변압기 내 절연유를 배유하는 절연유 배유단계와; 상기 절연유 배유단계 후, 폐변압기의 유입밸브에 다각도 분사 노즐을 끼우고 호스로 연결하여 가압 모터의 압력을 통해서 세정액을 분사시켜 폐변압기 내부에 흡착된 피시비(PCBs) 2ppm 미만의 절연유를 세정하는 변압기 내부 세척단계와; 상기 세척단계를 마친 후, 폐변압기의 유입밸브에 송풍기를 연결함과 아울러 히터를 연결하고, 폐변압기의 배출밸브에 1,2차 카본필터를 순차적으로 연결한 상태에서 상기 히터(330)에 의한 온도 60~70℃로 가열하여 송풍기를 통해 불어줌으로써, 폐변압기(100) 내의 대기 배출을 상기 1,2차 카본필터를 거쳐 대기 중으로 배출시키면서 건조하도록 된 폐변압기 내부 건조단계와; 상기 건조단계을 마치고 통상의 폐변압기 해체 공정을 통해 현장에서 해체 처리하는 폐변압기 해체단계를 포함하는 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법을 제공함에 그 특징을 갖는다.
여기서, 본 발명은 카고크레인과, 해체된 폐변압기를 탑재하는 열고 닫을 수 있는 자바라 타입의 밀폐형 구조를 갖는 탑재부와, 상기 탑재부의 바닥면에 누유가 발생할 경우에 이를 집유할 수 있는 배수구 및 이 배수구에 연결된 오일탱크를 갖춘 차량을 통해서 상기 해체단계를 거쳐 현장에서 해체된 폐변압기를 탑재 이송하는 차량 이송단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 오염된 폴리염화비페닐류(PCBs) 절연유를 정화시킨 대형 변압기를 재활용할 수 없어 폐기 처분해야하는 경우에 있어서도, 현장에서 대형 폐변압기 내의 오염된 절연유를 폴리염화비페닐류(PCBs) 2ppm 미만으로 정화 후 절연유를 안전하게 분리하고, 변압기 내부에 흡착된 절연유를 세정액으로 세정 및 건조 후 해체함으로써, 작업자에 오염되지 않도록 신속하게 처리할 수 있으며, 현장에서 해체된 대형 폐변압기는 차량으로 이송 처리하여 폐전력기기에 포함된 비철금속 종류를 재활용 처리할 수 있고, 세척 과정에서 사용된 세정액 및 절연유는 작업을 마친 후 공장으로 이송하여 원심분리기로 분리하여 재활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법의 공정 흐름을 보여주는 블럭 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 사용되는 이동식 정화공정설비의 정화 과정을 보여주는 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법을 통해 폐변압기 내의 오염된 절연유를 정화처리 후 폐변압기 해체과정을 개략적으로 보여주는 전체 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법에서 이송단계에 사용되는 차량구조를 보여주는 개략적인 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 사용되는 이동식 정화공정설비의 정화 과정을 보여주는 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법을 통해 폐변압기 내의 오염된 절연유를 정화처리 후 폐변압기 해체과정을 개략적으로 보여주는 전체 공정도.
도 4는 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법에서 이송단계에 사용되는 차량구조를 보여주는 개략적인 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
이때, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해 첨부된 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의성을 위해 과장되거나 생략될 수 있으며, 도면에 병기된 도면부호에 따라 부여되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법은, 차량으로 수거하여 이동이 불가한 대형 폐변압기를 재사용하거나 폐기 처분하는 과정에 적용되는 방법으로써, 본 출원인에 의해 특허 등록된 제0914156호의 폐전력기기 재활용 처리 시스템은 차량으로 수거하여 이동 가능한 폐변압기를 공장에 입고시켜 공장 내에서 정화 과정을 수행하는 것인데 비해, 본 발명은 현장에서 직접 대형 변압기 내의 오염된 절연유를 화학 처리하여 정화함으로써, 대형 변압기를 그대로 재사용하거나, 대형 변압기를 재사용하지 못하고 폐기 처분해야할 경우, 주변의 오염없이 현장에서 신속하게 폐기 처분할 수 있는 처리 방법을 제공하고자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 기본적으로 이동식 정화공정설비를 구비한 차량을 통해서 대형 변압기가 설치된 현장에서 직접 정화 과정을 수행할 수 있도록 된 이동식 처리방법을 구현하고 있는 데 그 특징을 갖는다.
다시 말해, 본 발명에 따라 차량에 탑재되는 이동식 정화공정설비는 대형 폐변압기(100) 내에 함유된 피시비(PCBs) 2ppm 이상 오염된 절연유를 추출하여 가열, 화학처리, 흡착, 여과, 진공 탈수 등의 여러 가지 공정을 순차적으로 진행함으로써, 피시비(PCBs) 2ppm 미만의 저농도 절연유로 정화 처리할 수 있는 이동식 정화공정 장비를 갖추고 있는 것이다.
이와 같이 차량으로 수거하여 이동이 불가한 대형 폐변압기(100)가 설치된 현장에서 오염된 절연유를 정화시킬 수 있도록 된 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법은, 크게 정화단계(S1), 판단단계(S2), 절연유 배유단계(S3), 세척단계(S4), 건조단계(S5), 폐변압기 해체단계(S6), 이송단계(S7)로 구분할 수 있다.
여기서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 정화단계(S1)는 차량으로 수거하여 이동이 불가한 대형 폐변압기(100)를 설치 현장에서 이동식 정화공정설비(200)를 통해 직접 정화하는 단계를 의미한다.
즉, 본 발명에 적용되는 대형 폐변압기(100)는 차량으로 수거하여 이동이 불가하기 때문에 종래 본 출원인에 의해 특허 등록된 제0914156호에 개시된 폐전력기기 재활용 처리 시스템을 통해서는 정화 과정을 수행할 수 없다.
따라서, 상기 이동식 정화공정설비(200)를 통해서 현장에서 직접 정화하게 되는 것이다.
이때, 상기 이동식 정화공정설비(200)는 차량 등에 탑재되어 이동이 가능하면서 극성물질 제거 및 화학처리 통해 정화공정을 수행할 수 있는 이동식 정화장비를 갖추고 있는 것이다.
여기서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 이동식 정화공정설비(200)는 대형 폐변압기(100)의 유입밸브(101)와 배출밸브(102)를 통해 연결되어 오염된 절연유를 순환시키는 오일순환로(220)와, 상기 오일순환로(220)의 입구에서 분기되어 진공탈수부(208)로 연결되는 유압순환로(230)를 갖추고 있다.
즉, 상기 폐변압기(100) 내 절연유의 누출없이 지속적인 재활용 방식의 절연유(오일) 순환 방식으로, 절연유(오일)의 화학성(산화 안정성)을 회복하고, 황 부식 오염원, DBDS(Dibenzyldisulfide)제거 하며, 유용성 유기금속 오염원을 제거하는 과정에서 현장에서 절연유를 정화시킬 수 있도록 구성되어 있다.
이를 위해, 상기 오일순환로(220) 상에는 모터 펌핑(202)을 통해 폐변압기(100)를 빠져나온 절연유를 1차 여과(201)한 후 설정된 온도(예를 들어, 110℃)로 가열 처리할 수 있는 가열부(203)가 구비되어 있고, 상기 가열부(203)에서 가열 처리된 절연유를 활동 화학반응물을 함유하고 있는 카트리지에서 화학 처리하는 화학처리부(204)를 갖추고 있다.
또한, 상기 오일순환로(220) 상에는 상기 화학처리부(204)에서 화학 처리된 절연유를 냉각시키는 냉각부(205)를 갖추고 있고, 상기 냉각부(205)의 후방에는 냉각부(205)를 거친 절연유에 포함된 극성물질들을 진흙(클레이)혼합물의 활성면 위에서 흡착시키는 흡착부(206)를 갖추고 있다.
그리고, 상기 흡착부(206)를 거친 절연유를 2차 여과(207)한 후 진공 상태에서 절연유에 포함된 가스를 제거하고 탈수하기 위한 진공탈수부(208)를 갖추고 있으며, 상기 진공탈수부(208)를 거친 절연유를 모터 펌핑(209)하여 폐변압기(100) 내로 최종 순환시키기 전에 물질적 여과를 실시하는 물리적 여과부(210)를 갖추고 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 이동식 정화공정설비(200)의 작동 단계를 살펴보면, 먼저 이동식 정화공정설비(200)의 오일순환로(220)를 폐변압기(100)의 유입밸브(101)와 배출배브(102)에 연결하여 절연유가 순환 가능하도록 설치하게 된다.
이때, 상기 이동식 정화공정설비(200)는 포크리프트나 크레인을 사용하여 전기 장비와 가능한 가깝게 배치하는 것이 바람직하다.
그리고, 설치 시 전압이 흐르는 전도체 및 작동 부분으로부터 안전한 거리를 확보하여 전류가 통하는 변압기와 설치하면 된다.
특히, 오일순환로(220)를 연결하는 과정에서 절연유 유출 차단을 위한 자동 차단 시스템을 갖추고 있다.
이와 같은 자동 차단 시스템은 오일 누출과 더불어 저 농도를 감지하기 위해 개발된 보호 시스템으로, 진공상태의 인터스페이스를 함유한 두 개의 강철 파이프 호스를 사용하는 연결 관로인 것이다.
즉, 누출감시를 위한 연결 관로는 내부에 절연유 호스가 위치하고, 그 외측에 진공상태의 인터스페이스(interspace)가 구성된 구조를 갖는 것이다.
이때, 인터스페이스 압력은 압력 스위치에 의해 조정되게 된다.
상기와 같이 절연유 누출을 감시할 수 있는 방식으로 오일순환로(220)가 연결되면, 오일순환로(220) 입구 쪽에서 분기되는 유압순환로(230)를 연결하게 된다.
상기 유압순환로(230)는 오일순환로(220) 내 수분, 공기 및 다른 기체 오염원을 파악하고, 와인딩 내부 순환 오일의 변형을 피하기 위해 기술적 측정이 실시되어야 할 필요성에 의해 구비되는 것으로, 설정된 수치 이하로 유속이 감소되는 것을 파악하고, 유압과 유속의 작은 변화를 피하며, 호스 내 기포 제지를 위한 장치 등으로 사용되게 된다.
특히, 유압순환로(230) 상에는 배출 시 감지 및 공정 정지를 위한 오일 수준 감시 센서를 갖추고 있고, 유압순환로(230) 끝에는 비상시 절연유(오일) 순환을 막기 위한 기압조정밸브가 구비되어 있다.
이와 같이 오일순환로(220) 및 유압순환로(230)가 연결되어 설치 완료되면, 이동식 정화공정설비(200)를 작동하여 오염된 절연유를 오일순환로(220)를 통해 순환시키면서 정화하게 된다.
이때, 상기 피시비(PCBs)로 오염된 절연유를 가열, 화학처리, 흡착, 여과, 진공 탈수와 같은 정화과정을 통해 화학처리 및 물리적 처리로 절연유를 정화시키는 이동식 정화공정설비(200)는 그 작동조건으로 온도 80℃ 이하가 바람직하다. 그리고, 여과는 1㎛ 이하로 수행하고, 진공은 1mBar이하 이며, 유속은 500~2000ℓ/h로 수행하는 것이 바람직하다.
즉, 상기 이동식 정화공정설비(200)를 통한 정화과정은 크게, 가열부(203)에서 최대 110℃의 설정온도로 절연유를 가열하고, 상기 화학처리부(204)에서 적절한 화학 반응물을 통해서 피시비(PCBs)를 탈염소화시켜 화학처리 하며, 상기 흡착부(206)에서 진흙과 같은 흡수 매체를 통해서 극성물질을 흡착하며, 상기 진공탈수부(208)에서 진공상태에서 디개싱(degassing)과 탈수한 다음, 상기 여과부(210)에서 물리적으로 절연유를 여과하는 과정을 반복적으로 수행함으로써, 피시비(PCBs)로 오염된 절연유에서 피시비(PCBs)의 탈염소화를 통해서 화학 처리에 의한 정화를 수행하게 되는 것이다.
여기서, 상기 화학처리부(204)에서의 화학처리 과정은 액상 피시비(PCBs) 2ppm 이상 절연유를 카트리지 형태로 구성된 고상의 촉매제를 이용하여 K+ 화학 반응을 통해서 피시비(PCBs) 2ppm 미만의 농도를 갖는 절연유로 저감시키는 화학처리 공정이다.
즉, 상기 화학처리부(204)는 폐변압기(100)에서 유입되는 절연유 내에 피시비(PCBs) 농도를 카트리지 형태로 구성된 고체 상태의 반응제와 액체 상태의 용매제를 이용하여 규정된 농도로 탈 할로겐화(탈염소화) 및 탈 독성화시키는 화학처리 공정인 것이다.
이때, 상기 반응제와 용매제로는 이탈리아의 씨 마르코니 테크롤로지사(SEA MARCONI TECHNOLOGIES)에서 생산 판매하고 있는 제품명, S/CDP R1 RED(이하 "고체시료"라 한다)인 반응제와, L/CDP R1 RED(이하 "액체시료"라 한다)인 용매제가 사용되게 된다.
즉, 상기 고체시료와 액체시료의 일반적인 정보는 아래 표 1에 나타난 바와 같다.
| 구분 | 고체시료 | 액체시료 |
| 제품명 | S/CDP R1 RED(고체) | L/CDP R1 RED (액체) |
| 식별성분 |
Potassium Hydroxide Dielectrical Mineral Oil Inorganic Oxides |
Poly - glycols Dielectrical Mineral Oil Inorganic Oxides |
| 가열한계 | 150℃ 미만 | 150℃ 미만 |
| 부피밀도 | 1,10 g/cm3 | 1,00 g/cm3 |
| 회사명 | SEA MARCONI TECHNOLOGIES(이탈리아 ) | |
| 참조 | 미국 등록특허(US 5,663,479호) 기술 참조 | |
상기 반응제인 고체시료는 주로 수산화알칼리금속염(inorganic salt)과 폴리에테르(polymer)를 주요활성혼합물로 가지고 있는 것으로, 산화무기물(Inorganic Oxides ; SiO2, Al2O3, Fl2O3 - 일명 규조토 등의 화합물질)의 다공성에 K+ 원소를 정교하게 삽입하여 반응제를 제조함으로써 화학반응 이후에 생성되는 슬러지에도 무해물질로만 남도록 하는 것이다.
이러한 반응제와 절연유는 아래의 화학식1과 같은 화학반응을 통해서 절연유를 탈염소화시키는 것이다.
이때, 상기 M = K+ 이고, n 과 m은 0에서 5 범위 내에 염소번호이며, R이란 수소원자이거나 탄화수소이다.
그리고, 폴리머 상에서 n은 단량체 수이고, 2에서 200에 이를 수 있다.
즉, 고체시료인 반응제의 폴리머와 염의 반응은 결과적으로 피시비(PCBs)에 접촉해서 염소를 제거하게 되고, 결국 염소가 피시비(PCBs) 상의 알칼리와 반응하여 염화칼리화 된다.
그리고, 상기 염화칼리는 고체시료인 반응제나 절연유 속에 남게 되는 바, 이후 상기 흡착부(205)에 의하여 흡수 배출되는 것이다.
상기 진공탈수부(208)에서 디개싱 및 탈수된 제거 물질은 진공펌프 방출 처리시스템(211)에 의해 외부로 배출되게 된다.
이때, 정화되는 절연유(오일)의 표본을 추출하여 장비 검사를 통해 정화 수준을 지속적으로 파악하게 된다.
특히, 절연유의 순환 공정을 모니터링 하기 위하여 상기 이동식 정화공정설비(200)에는 공정 모니터링 장비를 구축하는 것이 바람직하다.
이에 따라, 본 발명에 따른 이동식 정화공정설비(200)에는 유속, 압력, 온도, 오일수준과 같은 모든 공정요소들을 모니터링 할 수 있으며, 비상시 오일 순환의 즉각적인 정지를 시행할 수 있는 논리적 공정 조정시스템(PLC; A Logical Process Control system)을 갖추고 있다.
즉, 공정 조정에 필요한 온도, 압력, 유속, 오일량 수준을 감지할 자동 모니터링 센서를 갖추고 있어, 이를 통해 자동 모니터링 하게 되는 것이다.
이러한 공정 모니터링은 작업인원 없이 실시할 수 있는 자동화 시스템이고, 따라서 작업자에게 획득된 자료를 전송하거나 비상시 경보를 원격 전송을 가능케 하는 전송 장치를 갖추는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 정화 과정에서 발생할 수 있는 불의의 사고를 예방하기 위해 연기, 화재 감지 센서 등을 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같은 공정 모니터링 작업 등을 통해 작업 과정을 확인하면서 최종적으로 정화된 절연유의 표본 추출(샘플링) 검사에서 요구하는 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 정화된 것이 확인되면, 전기 및 유압을 차단하여 이동식 정화공정설비(200)를 작동을 완료하고, 장비 검사 후에 이동식 정화공정설비(200)를 폐변압기(100)에서 분리 제거함으로써, 정화단계(S1)가 마무리되는 것이다.
한편, 상기와 같이 정화단계(S1)가 마무리된 상태에서 폐변압기(100)의 재사용이 불가하여 폐기 처분해야하는 것으로 판단되면, 현장에서 폐변압기(100)를 해체 폐기 처분해야한다.
실질적으로, 오염된 대형 폐변압기(100)를 정화하여 재사용할 것인지 혹은 폐기 처분할 것인지는 상기 정화단계(S1)를 수행하기 전에 사전에 판단할 수도 있다.
다만, 본 발명에서는 오염된 대형 폐변압기(100)의 재사용을 위한 정화단계(S1)를 수행한 다음, 폐기 처분 여부를 추후에 판단하는 것으로 하여 설명하고 있을 뿐이다.
즉, 오염된 대형 폐변압기(100)를 재사용하지 못하고, 현장에서 해체 폐기 처분하더라도 기본적으로 상기 정화단계(S1)를 거쳐야 하기 때문에, 상기 정화단계(S1)를 기본으로 하고, 그 이후의 단계는 폐변압기(100)의 해체 폐기를 위한 단계로 설명하고자 하는 것이다.
이하, 본 발명의 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에서 폐변압기(100)의 해체 폐기를 위한 단계를 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
상기와 같이 정화단계(S1)가 끝나면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 절연유 정화가 완료된 대형 폐변압기(100)의 재사용 여부를 판단하는 판단단계(S2)를 거치게 된다.
여기서, 정화된 대형 폐변압기(100)의 재사용이 불가하여 해체할 필요성이 있는 것으로 판단될 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 정화단계(S1)를 통해 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 처리된 절연유를 회수하기 위한 절연유 배유단계(S3)를 수행하게 된다.
상기 절연유 배유단계(S3)에서는 폐변압기(100)의 배출밸브(102)에 모터(311)를 연결하여 별도의 이송 차량(300)의 탱크로리(310)로 폐변압기(100) 내 정화된 절연유를 배유하게 되는 것이다.
상기 절연유 배유단계(S3) 후, 폐변압기(100)의 내부를 세척하는 세척단계(S4)를 수행한다.
즉, 상기 폐변압기(100) 내에서 2ppm 미만으로 정화된 절연유를 모두 별도의 차량(300)에 탑재된 탱크로리(311)로 배유하더라도 폐변압기(100) 내부에 흡착된 절연유가 남아 있게 됨에 따라 이를 깨끗이 세척할 수 있도록 세척단계(S4)가 필요한 것이다.
상기 세척단계(S4)에서는 폐변압기(100)의 유입밸브(101)에 다각도 분사 노즐을 끼우고 호스로 연결하여 가압 모터(321)의 압력을 통해서 세정액탱크(320)로부터 세정액을 분사시켜 폐변압기(100) 내부에 흡착된 피시비(PCBs) 2ppm 미만의 절연유를 세정하게 되는 것이다.
이때, 상기 세정액으로는, 예컨데, 주)한수의 제품인 준수계 세정제로써, 비인화성 수용성 액체인 상표명, HansuClean CR-150을 사용하고 있다.
이와 같은 세정액을 통해서 접촉각과 젖음성(wetting agent)을 조정함으로써, 유화 또는 융합이 아닌 세정액이 절연유를 포집 탈리하는 하게 되는 것이다.
여기서, 본 발명에 사용되는 세정액의 구성성분을 살펴보면, 아래 표 2에 나타난 바와 같다.
| 구성성분의 명칭 및 함유량 | |||
| 명 칭 | 성 분 | CAS 번호 | 함 유 량(%) |
| HANSUCLEAN CR-150 (상품명) |
2-Butoxyethanol D-Limonens Dimethyl Glutarate Polyethylene glycol fatty acid ester Others |
111-76-2 5989-27-5 001119-40-0 9005-65-5 - |
20 25 1.5-2.0 5.0 7.0 5- 7 rest |
상기 세정액은 절연유보다 더 적은 접촉각이 필요하고, 젖음성(wetting agent)이 더 유연한 것이 요구되는 바, 본 발명에서는 소수친수성발란스(HLB) 조정에 의하여 이를 실현하고 있는 것이다.
이와 같은 세정액을 통해 세척단계(S4)를 지속적으로 반복하여 폐변압기 내부에 흡착된 절연유를 제거하게 된다.
그리고, 작업을 마친 세정액과 절연유 혼합물은 세정액탱크(320)로 재수거하여 세정액과 절연유를 분리할 수 있는 시설을 갖춘 공장에서 원심분리기를 통해 분리하여 재활용하게 되는 것이다.
상기 세척단계(S4)를 마친 후, 폐변압기 내부를 건조하는 건조단계(S5)를 수행한다.
상기 건조단계(S5)에서는 상기 폐변압기(100)의 유입밸브(101)에 송풍기를 연결함과 아울러 히터(330)를 연결하고, 폐변압기(100)의 배출밸브(102)에 1,2차 카본필터(331)를 순차적으로 연결한 상태에서 건조 작업을 수행하게 된다.
즉, 상기 건조단계(S5)에서는 상기 히터(330)를 통해서 온도 60~70℃로 가열하고, 이 가열된 공기를 송풍기로 불어서 폐변압기 내부로 공급해줌으로써, 폐변압기(100) 내부를 건조하게 되고, 이때, 상기 폐변압기 내부에 공급된 고온의 공기에 의해 건조 가열된 폐변압기 내의 배출공기는 상기 1,2차 카본필터(331)를 거침으로써, 청정 공기 형태로 대기 중으로 배출되게 된다.
상기 세척단계(S4) 및 건조단계(S5)을 마침으로써, 오염물이 깨긋하게 세정 및 건조된 폐변압기(100)는 곧바로 해체단계(S6)를 수행하게 된다.
상기 해체단계(S6)는 통상의 폐변압기 해체 공정을 통해 현장에서 해체 처리하게 되는 바, 차량에 의거 가능한 크기로 금속물질 및 비금속물질과 같은 고상물질이 종류별로 해체되어 선별 분리 수거되게 된다.
이때, 상기 고상물질은 황동, 전기동, 규소강판, 스테인레스류, 철, 애자, 절연지, 수지류 등으로 분류되어 재활용되거나 재활용되지 않는 물질은 차량으로 이송되어 위탁 처리되어 폐기 처분되게 된다.
즉, 상기 해체단계(S6)를 거쳐 현장에서 해체된 폐변압기(100)는 종류별로 분리 수거되어 차량을 통해 탑재 이송되는 차량 이송단계(S7)를 수행하게 되는 것이다.
여기서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 차량 이송단계(S7)에 사용되는 차량(400)은 카고크레인(402)을 갖추고, 해체된 폐변압기(100)를 탑재하는 탑재부(403)가 열고 닫을 수 있는 자바라 타입의 밀폐형 구조를 가지며, 상기 탑재부(403)의 바닥면에 누유가 발생할 경우에 이를 집유할 수 있는 배수구 및 이 배수구에 연결된 오일탱크(401)가 구비된 차량을 사용하는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명은 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 폐변압기 101 : 유입밸브
102 : 배출밸브 200 : 이동식 정화공정설비
203 : 가열부 204 : 화학처리부
205 : 냉각부 206 : 흡착부
208 : 진공탈수부 210 : 여과부
220 : 오일순환로 230 : 유압순환로
300, 400 : 차량 310 : 탱크로리
320 : 세정액탱크 330 : 히터
331 : 카본필터 403 : 탑재부
S1 : 정화단계 S2 : 판단단계
S3 : 절연유 배유단계 S4 : 세척단계
S5 : 건조단계 S6 : 해체단계
S7 : 이송단계
102 : 배출밸브 200 : 이동식 정화공정설비
203 : 가열부 204 : 화학처리부
205 : 냉각부 206 : 흡착부
208 : 진공탈수부 210 : 여과부
220 : 오일순환로 230 : 유압순환로
300, 400 : 차량 310 : 탱크로리
320 : 세정액탱크 330 : 히터
331 : 카본필터 403 : 탑재부
S1 : 정화단계 S2 : 판단단계
S3 : 절연유 배유단계 S4 : 세척단계
S5 : 건조단계 S6 : 해체단계
S7 : 이송단계
Claims (2)
- 차량에 수거하여 이동이 불가한 대형 폐변압기(100) 내의 피시비(PCBs)로 오염된 절연유를 피시비(PCBs) 2ppm미만으로 정화처리하는 정화단계(S1)를 수행할 수 있는 이동식 정화공정설비(200)를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 상기 절연유 정화가 완료된 대형 폐변압기(100)의 재사용이 불가하여 해체할 필요성이 있는 것으로 판단될 경우(S2),
상기 정화단계(S1)를 통해 피시비(PCBs) 2ppm 미만으로 처리된 절연유를 회수하기 위하여 폐변압기(100)의 배출밸브(102)에 모터(311)를 연결하여 차량(300)의 탱크로리(310)로 폐변압기(100) 내 절연유를 배유하는 절연유 배유단계(S3)와;
상기 절연유 배유단계(S3) 후, 폐변압기(100)의 유입밸브(101)에 다각도 분사 노즐을 끼우고 호스로 연결하여 가압 모터(321)의 압력을 통해서 세정액을 분사시켜 폐변압기(100) 내부에 흡착된 피시비(PCBs) 2ppm 미만의 절연유를 세정하는 변압기 내부 세척단계(S4)와;
상기 세척단계(S4)를 마친 후, 폐변압기(100)의 유입밸브(101)에 송풍기를 연결함과 아울러 히터(330)를 연결하고, 폐변압기(100)의 배출밸브(102)에 1,2차 카본필터(331)를 순차적으로 연결한 상태에서 상기 히터(330)에 의한 온도 60~70℃로 가열하여 송풍기를 통해 불어줌으로써, 폐변압기(100) 내의 대기 배출을 상기 1,2차 카본필터(331)를 거쳐 대기 중으로 배출시키면서 건조하도록 된 폐변압기 내부 건조단계(S5)와;
상기 건조단계(S5)을 마치고 통상의 폐변압기 해체 공정을 통해 현장에서 해체 처리하는 폐변압기 해체단계(S6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법. - 제1항에 있어서,
카고크레인(402)과, 해체된 폐변압기(100)를 탑재하는 열고 닫을 수 있는 자바라 타입의 밀폐형 구조를 갖는 탑재부(403)와, 상기 탑재부(403)의 바닥면에 누유가 발생할 경우에 이를 집유할 수 있는 배수구 및 이 배수구에 연결된 오일탱크(401)를 갖춘 차량(400)을 통해서 상기 해체단계(S6)를 거쳐 현장에서 해체된 폐변압기(100)를 탑재 이송하는 차량 이송단계(S7)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동식 정화공정설비를 이용한 폴리염화비페닐류(PCBs) 처리방법에 의해 정화처리된 폐변압기의 해체방법.
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