Brevet FR2558384A1 — publié le 19850726

Z558384 PROCEDE D'ELIMINATION DURABLE DE BIPHENYLES CHLORES (PCB) DES LIQUIDES ISOLANTS DE TRANSFORMATEUR L'invention concerne un procédé d'élimination dura- ble de biphényles chlorés (PCB) des liquides isolants de transformateur en remplaçant les huiles PCB par d'autres liquides isolants, en particulier des huiles de silicone. Un domaine d'application principal des biphényles chlorés, qui seront désignés par la suite aussi sous leur abréviation PCB est l'utilisation comme liquides isolants ou liquides de refroidissement dans ce qu'on appelle les askarels, sous ce nom on comprend les liquides électro- isolants ininflammables, qui, dans un arc électrique ne dé- veloppent pas de gaz ni combustibles, ni explosifs. De tels askarels sont largement utilisés en tant que liquides iso- lants de transformateur. Pour des raisons de protection de l'environnement et de sécurité il s'est révélé être indispensable de rempla- cer les transformateurs refroidis au PCB par d'autres uti- lisant des liquides isolants ou des liquides de refroidis- sement moins dangereux sur le plan écologique, en particu- lier des huiles de silicone. A l'usage il s'est révélé, cependant, que le rem- placement d'huiles PCB par d'autres liquides isolants de transformateur n'était pas si simple, puisque l'élimination totale d'huile PCB d'un tel transformateur est pratiquement impossible, même quand le transformateur est démonté et est nettoyé à fond après transport dans une unité adéquate de remplissage. Au cours du temps, les quantités de PCB res- tant inévitablement dans les transformateurs ou leurs élé- ments pénètrent dans le nouveau liquide isolant de transfor- mateur, de sorte qu'après un certain temps il y a jusqu'à % en volume d'huile PCB dans le nouveau liquide isolant de transformateur. Il est déjà connu d'éliminer ces impuretés PCB du nouveau liquide isolant de transformateur par adsorption ou réaction chimique dans des filtres spéciaux. -2- L'objet de la présente invention est de procurer un procédé d'élimination durable de tels biphényles chlorés (PCB) des liquides isolants de transformateur, en particu- lier des huiles de silicones, ce qui en particulier peut être réalisé aussi pendant le fonctionnement des transfor- mateurs. Il a été trouvé qu'en utilisant une quantité rela- tivement minime d'une résine adsorbante d'huile PCB une élimination durable en continu ou quasiment en continu de ces biphényles chlorés des liquides isolants de transforma- teur est possible. Sous l'expression "liquides isolants de transforma- teur " dans la présente description il faut comprendre tous les liquides isolants qui ne contiennent pas de PCB ou n'en sont pas constitués. Il est possible, grâce au procédé selon l'invention, de réaliser l'élimination d'huile PCB en continu des nou- veaux liquides isolants de transformateur, de sorte qu'on évite l'inconvénient des procédés déjà connus, à savoir que l'élimination des huiles PCB du liquide isolant de trans- formateur n'est terminée qu'après de longues durées, par exemple un an, c'est-à-dire après une durée, après laquel- le toutes les huiles PCB restantes se trouvent à l'état dissous dans le nouveau liquide de transformateur. Jusqu'à présent la teneur en huiles PCB peut atteindre quelques % en volume et même jusqu'à 10 % en volume du liquide isolant de transformateur, de sorte que pendant cette période un risque demeure, par exemple en cas d'incendie ou lors de fuite de liquide isolant de transformateur hors du trans- formateur. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que le liquide isolant est forcé à passer en continu à tra- vers une résine adsorbante de l'huile PCB, la résine adsor- bante après sa saturation par l'huile PCB en est débarras- sée par lavage par un solvant des huiles PCB et la résine adsorbante lavée par le solvant est débarrassée du solvant - 3 - par balayage avec un gaz avant une nouvelle utilisation pour adsorber de l'huile PCB. Le gaz peut être un gaz inerte, le cas échéant por- té à température élevée. Les vapeurs de solvant entraînées sont piégées par condensation. La résine peut être contenue dans une cartouche échangeable régénérée à part. Le maté- riau adsorbant est une résine polymère résistant aux sol- vants. Le solvant pollué de PCB en est séparé par distil- lation. Dans le procédé selon l'invention le liquide isolant est forcé de traverser un lit de résine adsorbante en conti- nu ou quasiment en continu. Cela peut être réalisé de la façon suivante: au moyen d'un by-pass et grâce à une pom- pe adaptée, le liquide isolant du transformateur est con- duit à travers une colonne remplie de résine adsorbante. En raison d'essais préalables ou de valeurs venant de l'expé- rience il est facile de déterminer le temps après lequel la résine adsorbante est saturée d'huile PCB. Après saturation de la résine adsorbante avec de l'huile PCBle by-pass peut être fermé et on peut laver la résine adsorbante de l'huile PCB adsorbée par elle avec un solvant approprié, par exem- ple l'acétone. Pour réduire les quantités d'huile de silicone re- tenues sur l'adsorbeur, celles-ci sont largement éliminées par un gaz à température ambiante ou à.température élevée avant la régénération. La résine adsorbante lavée et exempte d'huile PCB est ensuite séchée avant une nouvelle mise en oeuvre pour l'adsorption d'huile PCB. Cela est réalisé par entraînement avec un gaz qui élimine le solvant présent sur la résine adsorbante. Le solvant pollué d'huile PCB est re- traité dans une unité appropriée, par exemple il peut être séparé de l'huile PCB par distillation, ce qui fournit l'hui- le PCB sous forme concentrée, de sorte qu'il est ensuite beaucoup plus simple de soumettre cette huile PCB à un re- traitement ou à une élimination correspondant aux règle- ments. - 4- Au cas o la résine adsorbante est placée dans une colonne, qui est disposée en dehors du transformateur, la régénération peut se faire sur place. Selon un mode de réalisation préférentiel, la rési- ne adsorbante se présente sous forme de cartouches, qui peuvent être échangées facilement sur place près du trans- formateur après fermeture du by-pass et en utilisant des dispositifs appropriés d'accouplement. Ces cartouches échan- gées de résine adsorbante, c'est-à-dire saturées d'huile PCB peuvent être traitées ensuite dans une station appro- priée de régénération selon la méthode décrite auparavant. Dans ce cas, la régénération peut soit se faire dans les cartouches ellesmême, soit que les cartouches peuvent être construites de telle façon que la résine adsorbante peut facilement en être extraite pour être ensuite régénérée dans des installations appropriées séparées. Alternativement, l'huile de silicone souillée de PCB peut être extraite du transformateur et échangée en to- talité contre de l'huile exempte de PCB, l'huile souillée étant stockée et retraitée ultérieurement dans une unité centrale. Lors de la régénération de la résine adsorbante on peut utiliser tout solvant approprié de l'huile PCB. On préfère particulièrement l'utilisation d'acétone. Après l'élution de l'huile PCB de la résine adsor- bante par un solvant approprié il faut éliminer ce dernier par séchage avant une nouvelle utilisation de la résine ad- sorbante pour l'adsorption de l'huile PCB des liquides iso- lants de transformateur. Ce séchage est réalisé avec n'im- porte quel gaz approprié, de manière avantageuse, cependant, on utilise un gaz inerte, qui de préférence est introduit à température élevée à travers le lit de résine adsorbante, pour obtenir un séchage plus rapide, c'est-à-dire l'élimi- nation des restes de solvant. Pour éviter des pertes de solvant, ce gaz circule de manière avantageuse en circuit fermé, o les vapeurs de -- 5 -- solvant sont éliminées en continu du gaz introduit dans le circuit. Cela se produit par condensation dans un ou plu- sieurs pièges réfrigérés. Ainsi, il est possible de récu- pérer pratiquement toute la quantité de solvant. Si cela est nécessaire, on peut adjoindre un filtre à charbon actif pour éliminer complètement le solvant de la phase gazeuse. Comme résine adsorbante, on utilise de manière avan- tageuse dans le procédé selon l'invention, ce qu'on appelle une'"résine polymère". L'utilisation de charbon actif comme agent d'adsorption s'est révélée désavantageuse pour élimi- ner l'huile PCB des liquides isolants de transformateur; puisqu'il y a toujours de faibles quantités de charbon ac- tif qui pénètrent dans les liquides qui le traversent, ce qui augmente la conductibilité du liquide isolant. Ce qui, dans le cas de liquides isolants de transformateur est très désavantageux. L'invention sera expliquée plus en détail à l'aide de l'exemple descriptif et non limitatif ci-après. Exemple Comme agent adsorbant, on utilise une résine poly- mère ("Amberlite XAD-4" marque déposée). On met en oeuvre un liquide isolant de transformateur (huile de silicone) souillé de PCB avec une teneur de 3000 ppm (parties par mil- lion) de PCB comme liquide isolant à purifier. Sur 100 ml de résine polymère on fait passer 1 li- tre de ce liquide isolant souillé, la concentration en PCB dans le liquide isolant sortant est de 1500 ppm. La régénération de la résine polymère est faite avec une quantité de solvant égale à 3 volumes de lit de résine, c'est-à-dire 300 ml d'acétone, à la température am- biante. Les resines traitées à l'acétone sont séchées par passage d'azote à une température de 80OC, avec une quanti- Lé d'azote nécessaire au séchage s'élevant à 20 t/h pour -6- un temps de séchage de 1,5 heure. Ensuite, on fait passer à nouveau par pompage le litre de liquide isolant déjà traité, ne contenant plus que 1500 ppm de PCB sur 100 ml de résine régénérée. La concen- tration en PCB de l'huile sortante est inférieure à 50 ppm. -7- REVENDICATIONS 1.- Procédé d'élimination durable de biphényles chlorés (PCB) des liquides isolants de transformateur* en remplaçant les huiles PCB par d'autres liquides isolants, en particulier des huiles de silicone, caractérisé en ce que le liquide isolant est forcé à passer en continu à tra- vers une résine adsorbante de l'huile PCB, la résine adsor- bante après sa saturation avec l'huile PCB en est débarras- sée par lavage avec un solvant d'huiles PCB et la résine adsorbante lavée par le solvant est débarrassée du solvant par balayage avec un gaz avant une nouvelle utilisation pour adsorber de l'huile PCB. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise comme gaz un gaz inerte. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caracté- risé en ce qu'on fait passer le gaz ou le gaz inerte à tem- pérature élevée à travers le lit de résine adsorbante. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que le gaz circule en circuit fermé en traversant le lit de résine adsorbante, ce qui permet l'élimination des vapeurs de solvants entraînées par condensation dans un ou plusieurs pièges réfrigérés ou dans un adsorbeur en phase gazeuse branché après ceux-ci. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce que la résine adsor- bante est utilisée sous forme de cartouches échangeables, qui après saturation de la résine par l'huile PCB sont ré- générées dans une station de régénération indépendante. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme matériau d'adsorption une résine polymère résistant au sol- vant. 7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant enrichi en PCB est séparé du PCB par distillation et est à nouveau mis en oeuvre pour la régéné- ration.