(57)【要約】【課題】  有機塩素系化合物を含有する電気絶縁油を使用した電気機器の電気絶縁油を、該電気機器の設置されている現地において、かつ電気機器を組み立てたままで、有機塩素系化合物を無害化し、電気機器を無害化するとともに電気機器を継続使用可能に再生する。【解決手段】  電気機器の略下端の電気絶縁油の導出口と、有機塩素系化合物を脱塩素化、水素化する電気絶縁油の無害化処理装置１を着脱可能な配管４により連接し、前記電気機器から前記無害化処理装置１の注入口へ前記電気絶縁油を注入し、無害化処理装置１の触媒反応を利用して有機塩素系化合物を無害化して精製し、無害化処理装置１の排出口から電気機器の導入口を着脱可能に連接する配管２０によって無害化処理済電気絶縁油６ｂを電気機器に環流し、電気機器の無害化を達した後に処理済電気絶縁油６ｂを抜き取り、新たな電気絶縁油に交換する。【選択図】      図１
2005276964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．５mg／kg超から１０，０００mg／kg以下のポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油を使用した電気機器と、ポリ塩化ビフェニルを脱塩素化、水素化して無害化する電気絶縁油の無害化処理装置を連接し、前記の電気機器から無害化処理装置へ前記の電気絶縁油を注入し、前記の無害化処理装置内で無害化が進展した処理済電気絶縁油を無害化処理装置から該電気機器に還流する電気絶縁油の循環によって、電気機器内部に捕捉された電気絶縁油中のポリ塩化ビフェニルを分配の法則を利用して処理済絶縁油に滲出させ、処理済電気絶縁油と電気機器内部に捕捉された電気絶縁油のポリ塩化ビフェニル濃度を平衡させて、法令に定められたポリ塩化ビフェニルの無害化処理基準以下にして、ポリ塩化ビフェニルに汚染された電気絶縁油、及び電気機器そのものを無害化し、次いで、無害化が完了した該電気機器内の電気絶縁油を電気機器から回収油槽へ抜き取り、電気機器には新たな電気絶縁油を注入することでポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生する方法。
【請求項２】
請求項１の発明において、ポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油および電気機器の無害化処理を該電気機器を運用したまま行い、無害化が完了した後で、該電気機器の運用を停止し、電気機器の内の無害化処理済電気絶縁油を抜き取り、ポリ塩化ビフェニルを含有しない電気絶縁油へ交換するポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生する方法。
【請求項３】
０．５mg／kg超から１０，０００mg／kg以下のポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油を使用した電気機器と、水素ガス雰囲気中において、ゼオライト・ニッケル、又はニッケル・モリブデン、ニッケル・白金等を骨格とするニッケル系の触媒下でポリ塩化ビフェニルを脱塩素化、水素化して無害化する電気絶縁油の無害化処理装置と、電気機器の略上端、又は下端の導出口と無害化処理装置の注入口を着脱可能に連接する第１の配管、及び前記電気機器の前記の導出口とは略反対端の導入口と、前記の無害化処理装置の排出口を着脱可能に連接する第２の配管によって構成されるポリ塩化ビフェニルを含む電気絶縁油の無害化システムと、電気機器を無害化処理した後の電気絶縁油を抜き取り収容する回収油槽と、新しい電気絶縁油を電気機器に注入する装置で構成され、前記無害化処理装置の密閉容器の注入口からポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油を注入し、水素ガスを満たした密閉容器内に配設された触媒の間を通過する過程で発生する脱塩素化、水素化反応を利用してポリ塩化ビフェニルを無害化処理し、密閉容器の下端に配設された排出口と、前記電気機器の導出口とは反対端の導入口を連接する着脱可能な第２の配管を介して処理済電気絶縁油を電気機器に環流する、［電気機器→電気機器の導出口→第１の配管→無害化処理装置の注入口→水素ガス雰囲気下の触媒→無害化処理装置の排出口→第２の配管→電気機器の導入口→電気機器］の循環系によってポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油からポリ塩化ビフェニルを除去し、電気機器内部に捕捉された電気絶縁油中のポリ塩化ビフェニルを分配の法則を利用して処理済絶縁油に滲出させ、処理済電気絶縁油と電気機器内部に捕捉された電気絶縁油のポリ塩化ビフェニル濃度を平衡させて、法令に定められたポリ塩化ビフェニルの無害化処理基準以下にして、ポリ塩化ビフェニルに汚染された電気絶縁油、及び電気機器そのものを無害化し、次いで、無害化が完了した該電気機器内の電気絶縁油を電気機器から回収油槽へ抜き取り、電気機器には新たな電気絶縁油を注入することでポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステム。
【請求項４】
請求項３の発明において、電気絶縁油の無害化処理装置を車載形で構成し、電気機器の据付場所に移動してポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油を使用した電気機器と現地で連接して電気絶縁油を無害化処理し、ポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油および電気機器そのものの無害化処理後は、電気機器から無害化処理装置を分離し、該電気機器とは別の場所に移動できるようにしたことを特徴とし、次いで、無害化が完了した該電気機器内の電気絶縁油を電気機器から回収油槽へ抜き取り、電気機器には新たな電気絶縁油を注入することでポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステム。
【請求項５】
電気機器を無害化処理した後に、電気機器から抜き取る電気絶縁油の回収油槽にタンクローリ車を適用したことを特徴とする、請求項３、請求項４記載のポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変圧器や遮断器等の電気機器において、該電気機器が組み立てられ、かつ現地に据え付けられた状態のまま、電気機器の絶縁媒体として使用されている電気絶縁油中に含まれるポリ塩化ビフェニル（以下、ＰＣＢという）を脱塩素化、水素化して無害化するＰＣＢを含有する電気絶縁油の無害化処理装置を用い、ＰＣＢを含有する電気絶縁油を使用した電気機器を無害化処理し、継続使用可能に再生する方法とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
有機塩素化合物であるＰＣＢの有害性が指摘され、生産が中止されてから久しい。
しかし、長期間にわたってＰＣＢの処理が進まず、ＰＣＢ、あるいはＰＣＢが混入した電気絶縁油を使用した電気機器は、今なお実系統でたくさん使用されている。また、大量の使用をやめた、ＰＣＢ、あるいはＰＣＢが混入した電気絶縁油を使用した電気機器、及び単独の状態のＰＣＢが混入した電気絶縁油が、その保有者によって保管され続けている。
近年にいたり、化学的にＰＣＢを無害化する技術が開発され、「廃棄物の処理及び清掃に関する法律（昭和四十五年法律第百三十七号）」（以下、廃掃法という）にもとづくＰＣＢの無害化処理に関する公的認証（以下、公的認証という）も制度化されて、一部の保有者においてＰＣＢ、あるいはＰＣＢが混入した電気絶縁油を使用した電気機器や、ＰＣＢが混入した電気絶縁油の処理が始まっている。
【０００３】
ところで処理を要するＰＣＢの大部分は、変圧器や遮断器等の受変電機器に絶縁媒体として使用されているものである。絶縁媒体には、「ＰＣＢそのもの、もしくは主要成分としてＰＣＢを使用している場合」（以下、高濃度ＰＣＢという）と、「何らかの原因でごく微量のＰＣＢが混入した電気絶縁油」（以下、低濃度ＰＣＢという）がある。低濃度ＰＣＢのＰＣＢ濃度は、ほとんどが１０ｐｐｍ以下で、高くても１００ｐｐｍ程度であることが社団法人日本電機工業会の調査で判明している。この調査においてサンプリングされた報告事例の最も高い濃度が２，１１０ｐｐｍであったことから、最高濃度は１０，０００ｐｐｍ（＝１０，０００mg／kg＝（１％））程度と想定することが適当であろう。（ＰＣＢの濃度表記は、例えば、法令に関する記述ではmg／kgであり、原典によってまちまちの表記がされているので、mg／kg＝ｐｐｍとして扱い、１０，０００ｐｐｍを１％とする。原則として原典の表記に従う。）本発明は、０．５mg／kg超〜１０，０００mg／kg以下の低濃度ＰＣＢの無害化に関するものである。
【０００４】
低濃度ＰＣＢは、これまで、電気絶縁油を再生する際にＰＣＢが混入したものと考えられてきており、再生電気絶縁油は、主に柱上変圧器に使用されていることが判明している。しかし、至近にいたり、ＰＣＢが入っていないと思われてきた電気絶縁油を使用した電気機器からＰＣＢが検出される事例が多数報告され、ＰＣＢ汚染が電気絶縁油を使用するあらゆる電気機器に広がっていることが判明した。電気絶縁油の生産工程や、輸送、貯蔵、各種の作業工程、及び取り扱い器具、メンテナンス等、ＰＣＢが混入し得る機会は多々あり、これらの何れか、あるいは複合的に要因が重なって混入が広まったものと考えられる。
【０００５】
さて、これまでに発表されている低濃度ＰＣＢの無害化処理技術は、何れもＰＣＢを含む絶縁油を無害化するだけで、電気絶縁油、及び電気絶縁油を使用している電気機器本体の再使用を意図してはいない。つまり、積極的に廃棄することを前提としてはいないまでも、リサイクルを含む廃棄、又は結果としてリサイクルを含む廃棄を前提としている。ここで云うリサイクルとは、無害化した電気絶縁油を燃料に転用したり、電気機器の金属製部材をもとの金属に戻したりすることを指す。
【０００６】
前記のように、低濃度ＰＣＢは、極めて少量のＰＣＢが電気絶縁油に含まれているだけなのに無害化して廃棄するものと考えられてきたため、大量に存在する電気機器そのものも廃棄するものとして扱われてきたと云える。ＰＣＢの適正な処理を進めるための法律である「ポリ塩化ビフェニル廃棄物の適正な処理の推進に関する特別措置法（平成十三年法律第六十五号）」や、この法律の原点といえる前記の「廃掃法」などが、何れも「廃棄」の文言を冠した法律名となっていることが、この間の事情を端的に物語っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
低濃度ＰＣＢが混入した電気機器、なかんずく大形電気機器は、電気機器を更新する場合、電気機器そのものが高価であることはもちろん、無害化処理には多額の費用が必要で、かつ電気系統から分離して据付場所から移動するにも多くの費用を要する。また、費用の問題だけに留まらず、電力需要量の稠密な、特に都心部や都心の地下に設置されている電気機器は、運び出したり運搬することが難しい場合もある。つまり、電気機器にはＰＣＢが含まれているため、分割や分解することが出来ない部位がある。一方、運び出すためには電気機器を分割、あるいは分解しなければならない。という背反する条件によって自己撞着に陥る可能性がある。
【０００８】
さらには、電気機器を運び出すことが出来る場合であっても、電気機器そのものを無害化することが難しいという、もっと本質的な問題がある。すなわち、低濃度ＰＣＢの無害化に関しては、たくさんの化学的処理法が、前記の廃掃法にもとづく公的審査に合格、認証されているが、変圧器には絶縁紙を被覆した電線で構成されたコイルがあり、コイルの内部深くにも低濃度ＰＣＢが染み込んでいる。また、プレスボードのような紙質の集成材や木質材も大量に使用され、当該材にも低濃度ＰＣＢが染み込んでいる。しかも、大形電気機器の部材は、長大、高重量品も含め、さまざまな形状や大きさをしている。すなわち、有害物であるＰＣＢが含まれ、かつ大きく、重く、形状がさまざまであることから、無害化処理のために取り扱うこと自体が容易ではない。
【０００９】
少なくとも、本発明の特許出願時点においては、このような大形電気機器そのものを無害化処理することは行われておらず、そのようなことを実現する何らの情報もない。
つまり、低濃度ＰＣＢを使用した大形の電気機器は、従来の技術では無害化処理することが出来ない。その結果、電気機器の更新が出来ないので、信頼性の低下に対応した電気機器の更新や増容量などの措置が行えず、社会インフラ上重要である電力系統の正常な運用に、今後特に大きな障害要因になってくる懸念は極めて大きい。
【００１０】
本発明は、このような状況に対して、絶縁紙等に捕捉されている電気絶縁油も含め、電気機器内にある電気絶縁油に含まれる低濃度ＰＣＢを無害化処理することで、電気機器そのものを無害化し、さらに、新しい電気絶縁油に入れ替えることで、電気機器を継続して使用可能に再生するものである。
なお、本発明は、大形の電気機器に適用した場合に特に大きな効果を発揮するが、以下に説明するように、電気機器を組み立てたまま、かつ電気機器を継続的に使用可能なようにＰＣＢを無害化処理することは、小形の電気機器に適用しても十分効果が期待できるものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明のポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生する方法は、０．５mg／kg超から１０，０００mg／kg以下のポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油を使用した電気機器と、ポリ塩化ビフェニルを脱塩素化、水素化して無害化する電気絶縁油の無害化処理装置を連接し、前記の電気機器から無害化処理装置へ前記の電気絶縁油を注入し、前記の無害化処理装置内で無害化が進展した処理済電気絶縁油を無害化処理装置から該電気機器に還流する電気絶縁油の循環によって、電気機器内部に捕捉された電気絶縁油中のポリ塩化ビフェニルを分配の法則を利用して処理済絶縁油に滲出させ、処理済電気絶縁油と電気機器内部に捕捉された電気絶縁油のポリ塩化ビフェニル濃度を平衡させて、法令に定められたポリ塩化ビフェニルの無害化処理基準以下にして、ポリ塩化ビフェニルに汚染された電気絶縁油、及び電気機器そのものを無害化し、次いで、無害化が完了した該電気機器内の電気絶縁油を電気機器から回収油槽へ抜き取り、電気機器には新たな電気絶縁油を注入することでポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生する方法。
請求項２の発明のポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生する方法は、請求項１の発明において、ポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油および電気機器の無害化処理を該電気機器を運用したまま行い、無害化が完了した後で、該電気機器の運用を停止し、電気機器の内の無害化処理済電気絶縁油を抜き取り、ポリ塩化ビフェニルを含有しない電気絶縁油へ交換するポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生する方法。
請求項３の発明のポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステムは、０．５mg／kg超から１０，０００mg／kg以下のポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油を使用した電気機器と、水素ガス雰囲気中において、ゼオライト・ニッケル、又はニッケル・モリブデン、ニッケル・白金等を骨格とするニッケル系の触媒下でポリ塩化ビフェニルを脱塩素化、水素化して無害化する電気絶縁油の無害化処理装置と、電気機器の略上端、又は下端の導出口と無害化処理装置の注入口を着脱可能に連接する第１の配管、及び前記電気機器の前記の導出口とは略反対端の導入口と、前記の無害化処理装置の排出口を着脱可能に連接する第２の配管によって構成されるポリ塩化ビフェニルを含む電気絶縁油の無害化システムと、電気機器を無害化処理した後の電気絶縁油を抜き取り収容する回収油槽と、新しい電気絶縁油を電気機器に注入する装置で構成され、前記無害化処理装置の密閉容器の注入口からポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油を注入し、水素ガスを満たした密閉容器内に配設された触媒の間を通過する過程で発生する脱塩素化、水素化反応を利用してポリ塩化ビフェニルを無害化処理し、密閉容器の下端に配設された排出口と、前記電気機器の導出口とは反対端の導入口を連接する着脱可能な第２の配管を介して処理済電気絶縁油を電気機器に環流する、［電気機器→電気機器の導出口→第１の配管→無害化処理装置の注入口→水素ガス雰囲気下の触媒→無害化処理装置の排出口→第２の配管→電気機器の導入口→電気機器］の循環系によってポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油からポリ塩化ビフェニルを除去し、電気機器内部に捕捉された電気絶縁油中のポリ塩化ビフェニルを分配の法則を利用して処理済絶縁油に滲出させ、処理済電気絶縁油と電気機器内部に捕捉された電気絶縁油のポリ塩化ビフェニル濃度を平衡させて、法令に定められたポリ塩化ビフェニルの無害化処理基準以下にして、ポリ塩化ビフェニルに汚染された電気絶縁油、及び電気機器そのものを無害化し、次いで、無害化が完了した該電気機器内の電気絶縁油を電気機器から回収油槽へ抜き取り、電気機器には新たな電気絶縁油を注入することでポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステム。
請求項４の発明のポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステムは、請求項３の発明において、電気絶縁油の無害化処理装置を車載形で構成し、電気機器の据付場所に移動してポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油を使用した電気機器と現地で連接して電気絶縁油を無害化処理し、ポリ塩化ビフェニルを含有する電気絶縁油および電気機器そのものの無害化処理後は、電気機器から無害化処理装置を分離し、該電気機器とは別の場所に移動できるようにしたことを特徴とし、次いで、無害化が完了した該電気機器内の電気絶縁油を電気機器から回収油槽へ抜き取り、電気機器には新たな電気絶縁油を注入することでポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステム。
請求項５の発明のポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステムは、電気機器を無害化処理した後に、電気機器から抜き取る電気絶縁油の回収油槽にタンクローリ車を適用したことを特徴とする、請求項３、請求項４記載のポリ塩化ビフェニルに汚染された電気機器を継続使用可能に再生するシステム。
【００１２】
本発明は、ＰＣＢが変質しにくく、通常の使用環境では他の物質と化学的反応が起きないという高い安定性を利用した、いわば逆転の発想にもとづいている。
すなわち、ＰＣＢが混入した電気絶縁油を使用した電気機器は、電気絶縁油にＰＣＢが含まれていることだけが問題なのであって、電気機器本体にはＰＣＢが付着したり構成部材に染み込んでいるが、低濃度ＰＣＢを除く電気機器本体が有害なものに変質しているわけではない。したがって、低濃度ＰＣＢに含まれているＰＣＢを除去、あるいは無害化すれば、電気絶縁油を含む電気機器は無害となる。本発明の重要な着目点である。
【００１３】
つまり、本発明の重要なポイントは、従来の、低濃度ＰＣＢと低濃度ＰＣＢを使用した電気機器本体を別々の扱いにしたうえ、「ＰＣＢは無害化したうえで廃棄するもの」、また、「ＰＣＢに汚染された電気機器本体も、付着、及び染み込んだＰＣＢを無害化したうえで廃棄するもの」という考え方から、「電気機器そのものを組み立てた状態のまま無害化してしまう」という、これまでＰＣＢの処理に関する法令においてすら全く想定していなかった方向に、処理の仕組みを変えてしまうことにある。
【００１４】
本発明の特許出願人である一社は、ＰＣＢの無害化を推進するべく、経済的で、二次公害のおそれのないゼオライト・ニッケル、又はニッケル・モリブデン、ニッケル・白金等を骨格とするニッケル系の触媒（以下、触媒という）下でＰＣＢを無害化する方法を特許出願し、特許文献１として登録された。また、本発明者の一人は、特許文献１の発明の原理を適用した電気絶縁油の精製装置に関して、平成１２年に特許文献２を出願した。特許文献１の原理と、当該原理を適用した特許文献２の無害化処理装置の発明は、［難分解性有機化合物処理技術検討・評価委員会］の審査を経て実用性が認められ、ＰＣＢの無害化処理方法である脱塩素化法の中の触媒水素還元法として、平成１３年５月に前記の公的認証を得ている。さらに、前記の本発明者の一人は、平成１５年に、特許文献２の発明の無害化処理能力を飛躍的に高める発明として、特許文献３を出願した。
【特許文献１】特許第１９８２０６６号（特公平７−１０９９５号公報）
【特許文献２】特開２００１−２７９２９０号公報
【特許文献３】特願２００３−３５１４２０号
【００１５】
特許文献２は特許文献１の発明のＰＣＢの無害化処理原理を適用したＰＣＢの精製装置の発明、特許文献３は特許文献２の発明のＰＣＢの精製能力を、さらに改良した発明で、低濃度ＰＣＢを精製装置内に循環させて連続的に無害化する処理装置である。
その無害化の仕組みをごく簡単に云えば、ＰＣＢの毒性の由来となっている塩素Ｃｌを水素Ｈに置換し、無害なビフェニル化合物に転換するとともに、分離された塩素を食塩水の形にして除去するものである。
【００１６】
さて、低濃度ＰＣＢは、ＰＣＢが混入した鉱油系の電気絶縁油を指しているが、鉱油系の電気絶縁油には、「ＪＩＳ Ｃ ２３２０  電気絶縁油」  に定められているように、鉱油を主な成分とする第１種と、鉱油とアルキルベンゼンを主な成分とする第７種がある。
第７種の電気絶縁油は、５〜１０％程度のアルキルベンゼンを含むものが実用に供されている。
したがって、ＰＣＢの無害化処理によって鉱油、及び／又は、鉱油とアルキルベンゼンが受ける影響を考慮する必要がある。
【００１７】
例えば、脱塩素・水素化反応による無害化処理で、前記の公的認証を得ている触媒水素還元法では、低濃度ＰＣＢの主要成分である鉱油、アルキルベンゼン、及びＰＣＢの無害化処理による影響は次のようである。
【００１８】
水素還元法は、鉱油の製造過程に適用される精製法であり、水素化された鉱油には有害な変性はない。
むしろ、経年等による酸化など、ＰＣＢを含む電気絶縁油の劣化が進んでいる場合は、水素還元によってＰＣＢの無害化とともに鉱油が精製されることになる。
【００１９】
ＰＣＢは、ごく微量であり、かつ鉱油よりも絶縁特性がよいといえる物質で、水素化されたとしても鉱油の構成成分に近づく程度であることが期待される。実際に鉱油とＰＣＢの混合物である低濃度ＰＣＢの無害化処理後に電気絶縁特性を実験した結果、処理済電気絶縁油は、前記の電気絶縁油のＪＩＳ規格を満足していることが確認できた。本発明者が発明し、出願中の特許文献４にその結果が示してあるので、詳細は省略する。
【特許文献４】特願２００４−０１９４９８号
【００２０】
アルキルベンゼンも、電気絶縁油の絶縁性能の改良材として使用されている物質であり、電気絶縁油中には５〜１０％程度しか使用されていないことから、水素化による影響は大きくないことが期待できる。実際に、触媒水素還元法により実験した結果、アルキルベンゼンの水素化が確認できた。ここにおいて、触媒水素化反応の強みは、アルキルベンゼンの化学反応においても、水素化反応しか起こらないので、アルキルベンゼン由来の生成物が、炭化水素化合物を主体とする電気絶縁油の構成成分と近似な物質であることである。しかし、無害化処理を実施すると、水素化によりアルキルベンゼンそのものは減少することになるので、当初の電気絶縁油から特性の変化がありうる。アルキルベンゼンは種類が多く、また構成割合も特定されていないことから電気機器への影響の度合いを確定するのは容易ではなく、結局、低濃度ＰＣＢを使用している変圧器個別に検証を要するような状況に立ちいたらざるを得ない。
すなわち、先に出願した特許文献３の装置、すなわち、無害化処理だけで、電気機器自身を継続的に使用可能に再生できる場合には限りがある。
無害化処理後の電気絶縁油成分を分析し、不足するアルキルベンゼンを補充する考え方もあるが、電気絶縁油の成分分析に費用および日数がかかることと、電気絶縁油メーカがアルキルベンゼンの種類、配合割合を公表していないことから、これは現実的ではない。
【００２１】
そこで、本発明では、無害化処理後に処理済電気絶縁油を抜き取り、別に用意したＰＣＢを含有しない電気絶縁油（以下新油と記述することがある。）に交換する手法を採る。
絶縁油を交換しても後述するように、絶縁紙等に５％程度の処理済電気絶縁油が残留しており、新油と混合するが、アルキルベンゼンに由来する変性品は、もはや５〜１０％の５％程度、すなわち電気絶縁油中の構成割合は０．２５〜０．５％となって、影響を懸念する必要がなくなる。
【００２２】
ただし、このような対応が可能であるのは、低濃度ＰＣＢの無害化処理に際して、水素化以外の反応が起きない特定の化学反応を利用した場合に限られる。その点で、触媒水素還元法はアルキルベンゼンを含む低濃度ＰＣＢの無害化処理にきわめて適した方法といえる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、低濃度ＰＣＢを使用している電気機器を、電気機器が据え付けられている現場で、電気機器を組み立てたまま無害化することができる。しかも、電気機器の無害化処理後に新たな電気絶縁油に入れ替えることで、該電気機器を継続的に使用することが可能である。
【００２４】
すなわち、本発明は次のような効果をもたらすものであると云える。
１）電気機器をそのまま使い続けることが出来るので、代わりの電気機器を新たに製作する必要がない。
２）電気絶縁油と、電気機器本体を別々に無害化処理する従来の方法に比べ、格段に経済的にＰＣＢを無害化処理できる。
３）電気機器を系統から切り離す必要、及び代わりの電気機器に繋ぎ代える作業が生じないので、作業に要する費用、及び時間が不要。
４）電気機器を現地から運び出す費用と時間、及び代わりの電気機器を搬入して据え付ける費用、及び時間が生じない。
上記に示す効果、すなわち経済的、及び時間的効果は膨大で、計り知れないほどであることが期待できる。
しかし、何よりも大きな効果は、大形の電気機器を無害化できるようになることにともなう基幹的社会インフラとしての電力の安定供給に貢献できることである。
【実施例】
【００２５】
以下に、本発明の具体的内容を、実施例により詳細に説明する。
本発明では、低濃度ＰＣＢおよび電気機器の無害化処理と、電気機器を継続して使用できるようにする再生の２つの工程で行われる。
【００２６】
図１は特許文献３の発明を応用した低濃度ＰＣＢ６ａの無害化処理装置１と変圧器２を組み合わせて構成した電気絶縁油の精製システムにより、変圧器２そのものを無害化し、無害化処理した後に、電気機器から抜き取る処理済電気絶縁油６ｂの回収油槽２４と新油の電気絶縁油注入装置２６により、処理済電気絶縁油６ｂを抜き取り、新油に交換することで、電気機器を継続使用可能に再生することを説明するための、本発明の具体的な構成を説明する図である。無害化処理装置１は、低濃度ＰＣＢ６ａの精製装置全体を意味しており、回収油槽２４、新たな電気絶縁油２５、および電気絶縁油注入装置２６と組み合わせることで、電気機器を継続使用可能に再生するシステムを構成する。
なお、変圧器２は、電気機器一般を代表しており、低濃度ＰＣＢ６ａを使用している機器であれば、機種を問わず、どういう機器であってもよい。また、無害化処理装置１は前記の公的認証を受けた無害化処理法による精製装置であるが、低濃度ＰＣＢ６ａを無害化するとともに、電気絶縁油として使用できるようにするものであれば、無害化処理方法は、触媒水素還元法に限定されない。
【００２７】
第１の工程となる無害化処理は次のとおりである。
変圧器２の略下端の導出口３と連接し、変圧器２とは着脱可能な第１の配管４を介してポンプ５によって低濃度ＰＣＢ６ａを変圧器２から導出する。第１の配管４には苛性ソーダ７の投入口８が配設されており、低濃度ＰＣＢ６ａと苛性ソーダ７は、第１の配管４中を流通する過程やポンプ５で撹拌され混合される。低濃度ＰＣＢ６ａと苛性ソーダ７の混合は、第１の配管４の途中に図示しない攪拌機を配設して行ってもよい。
【００２８】
次に、塩素を分離、水素化する化学反応が速やかに進展するように、加熱器９により低濃度ＰＣＢ６ａを１５０〜２５０℃に加熱した後、精製装置本体１０の容器１１の上端に設けた注入口１２から低濃度ＰＣＢ６ａを注入する。
【００２９】
さて、容器１１中には、触媒１３があらかじめ封入してあり、精製装置本体１０に注入された低濃度ＰＣＢ６ａは、触媒１３に接触しつつ容器１１内を精製装置本体１０の下部に設けた排出口１４に向かって移動する。このとき、容器１１の水素ガス供給口１５から水素ガス１６を送り込み、低濃度ＰＣＢ６ａに含まれているＰＣＢから、触媒１３の表面で塩素を離脱させ塩化水素に変化させる。生成した塩化水素は、低濃度ＰＣＢ６ａに混ぜられている苛性ソーダ７によりただちに中和されて食塩（ＮａＣｌ）＋水（Ｈ２Ｏ）＝食塩水に変化する。
【００３０】
低濃度ＰＣＢ６ａに含まれたＰＣＢの無害化が進展した処理済電気絶縁油６ｂは、精製装置本体１０下端の排出口１４から排出し、食塩分離フィルタ１７、及び油水分離器１８を通って、ポンプ１９によって、変圧器２と着脱可能な第２の配管２０を通って変圧器２の導入口２１から変圧器２に環流される。ＰＣＢから分離された塩素と余剰の苛性ソーダ７、及び水素ガス１６が化学反応して生じた食塩と水は何れも変圧器２にとって不都合なので、処理済電気絶縁油６ｂが変圧器２に環流する前に除去しておかなければならない。
【００３１】
なお、低濃度ＰＣＢ６ａは、加熱器９によって１５０〜２５０℃に温められているため、変圧器２を継続的に使用する場合は、低濃度ＰＣＢ６ａを無害化処理した処理済電気絶縁油６ｂをそのまま変圧器２に環流させると変圧器２に温度的なダメージを与えることが懸念される。その場合は、第２の配管２０の途中に設けた冷却器２２によって変圧器２に悪影響を及ぼさない温度まで冷却してから環流する。
【００３２】
また、本発明の具体的な構成を説明した図１では、低濃度ＰＣＢ６ａの導出口３を変圧器２の下端、処理済電気絶縁油６ｂの導入口２１を変圧器２の上端に配置してあるが、上下は逆であってもよい。変圧器２を運用したまま低濃度ＰＣＢ６ａを無害化処理する場合は、加熱された処理済電気絶縁油６ｂが変圧器２に環流されてくるが、もともと通電等によって温度が高くなった絶縁油が上部に上がって来やすいことから、低濃度ＰＣＢ６ａの導出口３を変圧器２の上端側、処理済電気絶縁油６ｂの導入口２１を変圧器２の下端側とすることが適切な場合もある。何れとするかは、この電気絶縁油の無害化処理システムの運用方法に応じて決めればよい。
図１の窒素ガス２３は、無害化処理装置１に空気が侵入して水素ガス１６と反応するのを防止するための保安用である。
【００３３】
さて、変圧器２には、変圧器２の構成部材である絶縁紙やプレスボード、木質材等の電気絶縁油浸透性材に、電気絶縁油とともにＰＣＢが染み込んでいる。これらのＰＣＢも無害化しなければ変圧器２を無害化したことにはならない。
本発明においては、これら絶縁油浸透性材に染み込んだＰＣＢを、低濃度ＰＣＢ６ａの無害化が進展した処理済電気絶縁油６ｂ中に滲出、溶解させ、絶縁油浸透性材中のＰＣＢ濃度と処理済電気絶縁油６ｂ中のＰＣＢ濃度と平衡させて、変圧器２中の全てのＰＣＢについて、無害化に関する、いわゆる卒業基準を達成させる手法を採っている。
【００３４】
溶解平衡について説明する。
濃度の高いＰＣＢを含む電気絶縁油が染み込んだ絶縁紙等を、ＰＣＢを含まないか、濃度の低いＰＣＢを含む電気絶縁油に浸漬すると、絶縁紙等に捕捉されているＰＣＢ濃度の高い電気絶縁油からＰＣＢが、ＰＣＢを含まないか濃度の低いＰＣＢを含む電気絶縁油中に滲み出してくる。これを分配の法則といい、ＰＣＢ以外でも起こる普遍的な物理現象である。絶縁紙等に捕捉されている電気絶縁油中のＰＣＢ濃度と、単独の液状で存在する電気絶縁油中のＰＣＢ濃度が平衡（等しくなる）に達すれば、ＰＣＢの滲み出しは停止する。
分配の法則とＰＣＢの関わりについては、例えば非特許文献１にＰＣＢが生物に蓄積される過程で、生体内に蓄積される濃度が、分配の法則の作用による周囲環境との平衡によって決まってくる事例が説明されている。本発明では、この法則を高濃度化ではなく、ＰＣＢの低濃度化に利用している。
【非特許文献１】「環境汚染物質シリーズ  ＰＣＢ」、社団法人  日本化学会編、昭和５５年、ｐ．２３〜ｐ．２５
【００３５】
図２に約２０ｐｐｍの低濃度ＰＣＢが混入した小形変圧器から電気絶縁油を抜き取り、ＰＣＢを含まない新油である電気絶縁油に入れ換えた場合の、変圧器本体から新油中へのＰＣＢの滲出、溶解状況を測定した実験結果を示す。絶縁紙等に捕捉されたＰＣＢは、電気絶縁油を交換した直後から新油中へ溶解を始め、新油中のＰＣＢ濃度が上昇するにしたがい滲出速度が低下する。この実験では、約２５日で新油中のＰＣＢ濃度が飽和に達した。このときの新油中のＰＣＢ濃度は、絶縁紙等に捕捉され変圧器中に残留したＰＣＢの総量から計算した平衡時の濃度に合致することが確認された。絶縁紙等から電気絶縁油中へのＰＣＢの滲出、溶解速度、すなわち電気絶縁油中と絶縁紙等に捕捉されている電気絶縁油中のＰＣＢ濃度が平衡するまでの時間は、ＰＣＢ濃度や絶縁紙などの絶縁油浸透性材の種類、量等によって異なるが、前記のとおり、小形の変圧器でも１ヶ月程度を要する。構造が複雑で、使用されている絶縁紙等の量の多い大形電気機器ではさらに長期間を要すると考えられる。実際の低濃度ＰＣＢの処理に際しては実態に即して日程計画を立てなければならない。
【００３６】
さて、大形の変圧器２では、通電によって温度が上昇した電気絶縁油が変圧器２の上部に滞留しないよう、送油自冷形や送油風冷形と呼ばれるように、電気絶縁油を変圧器２内部で循環させて、変圧器２本体、及び電気絶縁油の冷却を行っている。つまり、変圧器２には、電気絶縁油の循環経路が意図的に設計されているので、変圧器２に使用されている低濃度ＰＣＢ６ａは、効率的に無害化処理装置１に導出され無害化反応が進んで、処理済電気絶縁油６ｂとなって変圧器２に環流されてくる。この過程で、変圧器２の構成部材である絶縁紙等に浸透している低濃度ＰＣＢ６ａから、前記の分配の法則にしたがってＰＣＢ濃度の薄まった処理済電気絶縁油６ｂ中にＰＣＢが滲出、溶解し、やがて絶縁油浸透性材中のＰＣＢ濃度と処理済電気絶縁油６ｂ中のＰＣＢ濃度は平衡する。
【００３７】
ＰＣＢの無害化処理は、電気絶縁油中のＰＣＢの濃度が０．５mg／kg（＝０．５ｐｐｍ）。以下になれば、いわゆる卒業基準に達し、特定有害産業廃棄物とする必要がなくなることが廃掃法で定められている。上記で説明した方法によって、変圧器２内の絶縁紙等に残存しているＰＣＢが、無害化が進展した処理済電気絶縁油６ｂ中に抽出され、絶縁紙等に捕捉されているＰＣＢと処理済電気絶縁油６ｂ中のＰＣＢの両者のＰＣＢ濃度が平衡状態に達したときに卒業基準を満たすようにすれば、低濃度ＰＣＢ６ａは無害な処理済電気絶縁油６ｂになって変圧器２そのものが無害な機器となる。
【００３８】
アルキルベンゼンについては、無害化処理の前、又は後に、蒸留などのよく知られた方法によって分離し、低濃度ＰＣＢ６ａから除去するとともに、無害化処理の後に不足となる分を補充することによって機能回復を図ってもよいが、本発明のような小規模な設備で確実に分離、補充をすることは容易ではない。それよりは、無害化した絶縁油は抜き取り、燃料油等のリサイクルに回し、電気絶縁油メーカがアルキルベンゼンを配合している新しい電気絶縁油に交換した方が速やかな処理が出来、かつ経済的にも有利であることは明らかである。
【００３９】
そこで、第２の工程である。
第２の工程は簡単である。すなわち、低濃度ＰＣＢ６ａを無害化処理した処理済電気絶縁油６ｂを変圧器２から抜き取り、新油である電気絶縁油に交換する。交換する電気絶縁油は、変圧器２に最初に使用されていた電気絶縁油と同種、又は、技術進歩に適応して最適油種を選定するのがよい。
なお、この処理によっても、変圧器２に捕捉され、無害化反応の影響を受けたアルキルベンゼンを含む処理済電気絶縁油６ｂが５％程度残留するが、これまでの説明で明らかなように、鉱油成分は、むしろ精製される。残留するアルキルベンゼンに起因する生成物は、微量であり、かつ、もともと電気絶縁油の構成成分と近似な物質であり、電気絶縁性能に大きな影響を及ぼす懸念はない。
【００４０】
以上、本発明を具体的に説明したが、その要するところの第１は、低濃度ＰＣＢ６ａを使用した変圧器２と無害化処理装置１を連接して、低濃度ＰＣＢ６ａを変圧器２から無害化処理装置１へ送り、低濃度ＰＣＢ６ａの塩素を分離して無害化しつつ、変圧器２へ循環させ、変圧器２の構成部材である絶縁紙等に含まれている低濃度ＰＣＢ６ａから分配の法則を利用して、無害化が進展してＰＣＢ濃度が低下した無害化処理途次の低濃度ＰＣＢ６ａ中にＰＣＢを滲出させて溶解させる。この循環を、低濃度ＰＣＢ６ａに含まれるＰＣＢの濃度を、いわゆる卒業基準に到達するまで遂行する。また、第２は、無害となった変圧器２から処理済電気絶縁油６ｂを抜き取り、新しい電気絶縁油に交換して、新油を使用した機器と同様にしてしまうものである。
【００４１】
変圧器そのものを継続的使用可能に再生できるという、これまでにない特徴を有する低濃度ＰＣＢの無害化処理方法であるにもかかわらず、きわめて簡潔な処理方法であり、電気絶縁油に不都合となる化学変化をともなわない脱塩素、水素化により無害化する処理装置と変圧器を、変圧器が据え付けられている現地で連接し、分配の法則を最適に活用して無害化するところが本発明の大きな特徴である。
【００４２】
ここまで、本発明を、変圧器２が据え付けられている現地で無害化処理を行う場合について説明したが、現地から移動できる変圧器２が多数ある場合には、固定的な無害化処理施設を設置して無害化処理装置１を据付け、変圧器２を無害化処理施設に運んで無害化処理してもよい。小形の変圧器に本発明を適用する場合は、そのようにした方が経済的で、かつ効率的である。
変圧器２の据付現場に無害化処理装置１を運んで無害化処理を行うか、固定的な無害化処理施設に無害化処理装置１を据付け、変圧器２を無害化処理施設に運んで無害化処理するかは、経済性、効率性、所要期間等、実情に応じて決めればよい。
【００４３】
なお、無害化処理装置１は、低濃度ＰＣＢ６ａの無害化処理が済んだら、変圧器２から分離し、次の変圧器２の無害化処理を行えるようにすることが経済的で望ましい。そのためには、無害化処理装置１は、車載形や可搬形で構成するのがよい。図３は、車載形の無害化処理装置１を使用した変圧器２を無害化処理し継続使用可能に再生するシステムである。
図３では、処理済電気絶縁油６ｂを抜き取る回収油槽２４に、タンクローリ車２８を利用している。また、新たな電気絶縁油２５の供給もタンクローリ車２９を利用した構成となっている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明における低濃度ＰＣＢ及び電気機器の無害化処理システムの一実施例を示す図である。
【図２】ＰＣＢの絶縁油中への滲出、溶解状況を測定した実験結果を示す図である。
【図３】本発明における低濃度ＰＣＢ及び電気機器の無害化処理システムの他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１    無害化処理装置
２    変圧器
３    導出口
４    第１の配管
５    ポンプ
６ａ  低濃度ＰＣＢ
６ｂ  処理済電気絶縁油
７    苛性ソーダ
８    投入口
９    加熱器
１０  精製装置本体
１１  容器
１２  注入口
１３  触媒
１４  排出口
１５  水素ガス供給口
１６  水素ガス
１７  食塩分離フィルタ
１８  油水分離器
１９  ポンプ
２０  第２の配管
２１  導入口
２２  冷却器
２３  窒素ガス
２４  回収油槽
２５  新たな電気絶縁油
２６  電気絶縁油注入装置
２７  車
２８  タンクローリ車
２９  タンクローリ車
【図１】
2005276964.tif 000003
【図２】
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【図３】
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