(57)【要約】【課題】トランスコアのような、そのままでは内部に洗浄油が浸入しないような内部部材を有する電気機器であっても、解体することなく、簡便な方法で短時間に内部部材からもＰＣＢを除去できる方法を開発する。【解決手段】上記課題は、ＰＣＢを含有する絶縁油が内部に収容された電気機器の浄化方法であって、前記電気機器から前記絶縁油を抜き出す抜油工程と、前記絶縁油を抜き出した電気機器にワニス除去剤を投入し、所定時間保持した後、前記ワニス除去剤を含む廃液を抜き出すワニス除去工程と、前記ワニス除去工程終了後、前記電気機器に洗浄油を投入し該電気機器内を洗浄するＰＣＢ洗浄処理工程を有することを特徴とするＰＣＢで汚染された電気機器の浄化方法によって解決される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣＢを含有する絶縁油が内部に収容された電気機器の浄化方法であって、前記電気機器から前記絶縁油を抜き出す抜油工程と、前記絶縁油を抜き出した電気機器にワニス除去剤を投入し、所定時間保持した後、前記ワニス除去剤を含む廃液を抜き出すワニス除去工程と、前記ワニス除去工程終了後、前記電気機器に洗浄油を投入し該電気機器内を洗浄するＰＣＢ洗浄処理工程を有することを特徴とするＰＣＢで汚染された電気機器の浄化方法。
【請求項２】
ワニス除去工程で生成するワニス除去剤を含む廃液を、ＰＣＢ洗浄処理工程で洗浄油として使用することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢで汚染された電気機器の浄化方法。
【請求項３】
前記ＰＣＢ洗浄処理工程が、前記洗浄油を、前記電気機器と金属ナトリウムを主成分とするＰＣＢ分解剤を充填した容器との間で所定時間循環するＰＣＢ分解処理工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のＰＣＢで汚染された電気機器の浄化方法。
【請求項４】
ワニス除去剤が、過酸化水素等の酸化剤、もしくは、ノルマルプロピルブロマイド等の有機臭素化合物を含む薬剤、もしくは、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の５員環ラクタム構造を有する有機化合物を含む薬剤、もしくは、１−（２−メトキシ−２−メチルエトキシ）−２−プロパノール等のエーテル結合を有するアルコールを含む薬剤であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のＰＣＢで汚染された電気機器の浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ塩化ビフェニル（ＰＣＢ）で汚染された電気機器、特に廃電気機器の浄化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣＢは化学的に非常に安定で電気絶縁性に優れているため、かつてはトランスやコンデンサなどの各種電気機器の絶縁油として広く用いられていた。しかし、カネミ油症事件以来その毒性による人体や環境汚染が問題となって既に生産は中止され、その後は使用されていない。
【０００３】
しかしながら、このＰＣＢを使用していないとされる電気機器の絶縁油にも数十ｐｐｍ程度のＰＣＢは含まれていることが判明し、この電気機器が環境省によると１６０万台ともいわれ、その処理が問題になっている。
【０００４】
これを処理する技術として、ＰＣＢ汚染電気機器と金属ナトリウムを添着したセラミックス充填カラムを配管で接続して、電気機器内のＰＣＢ汚染油を循環ポンプで循環し、ＰＣＢを分解させる洗浄方法が開発されている（特許文献１）。汚染油に含まれているＰＣＢは金属ナトリウムと反応することによって無害化することができる。この方法では、循環中に絶縁油のＰＣＢが分解されるため、電気機器の内部部材の中に含まれているＰＣＢも拡散によって濃度を減少させることができるとしている。
【０００５】
しかしながら、このような方法でもトランスコアの鉄芯のような０．２〜０．３ｍｍ程度の薄い鋼板を多重に積層したものは、ＰＣＢを除去できない場合がある。これは、この積層した鋼板の周囲を電気絶縁ワニス等の接着性のある樹脂で固めていることが多く、また、積層した鋼板間に絶縁油が浸入し、これが長い間に鋼板間に固着してしまうためである。そのため、上記の循環洗浄を行った後、電気機器を解体して鉄芯を取り出し、鉄芯をさらに個々の鋼板に分離してからさらに洗浄する必要があった（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２１８０７７号公報
【特許文献２】特開２０１２−２３２２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、トランスコアのような、そのままでは内部に洗浄油が浸入しないような内部部材を有する電気機器であっても、解体することなく、簡便な方法で短時間に内部部材からもＰＣＢを除去できる方法を開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討の結果、トランスコアの鉄芯の周囲を固めている電気絶縁ワニス等の接着性のある樹脂を良好に溶解もしくは分解して除去できるワニス除去剤を見出し、電気機器から絶縁油を抜き出してこのワニス除去剤でワニスを溶解もしくは分解除去してから洗浄油で洗浄すれば、電気機器を解体することなく、内部部材に含まれているＰＣＢまでも容易に洗浄除去できることを見出して本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、ＰＣＢを含有する絶縁油が内部に収容された電気機器の浄化方法であって、前記電気機器から前記絶縁油を抜き出す抜油工程と、前記絶縁油を抜き出した電気機器にワニス除去剤を投入し、所定時間保持した後、前記ワニス除去剤を含む廃液を抜き出すワニス除去工程と、前記ワニス除去工程終了後、前記電気機器に洗浄油を投入し該電気機器内を洗浄するＰＣＢ洗浄処理工程を有することを特徴とするＰＣＢで汚染された電気機器の浄化方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明により、ＰＣＢを含有する絶縁油が内部に収容された電気機器からＰＣＢを解体することなく効率よく除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施態様の概略を示す工程図である。
【図２】本発明の別の実施態様の概略を示す工程図である。
【図３】本発明の別の実施態様におけるワニス除去工程の概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明が適用される電気機器は、内部に絶縁油が収容され、かつ内部部材の表面にワニスが塗布されているものである。代表的なものは変圧器である。絶縁油は、鉱物油、シリコーン油などである。絶縁油に含まれているＰＣＢの濃度は、通常０．５〜５０００ｍｇ／ｋｇ（ｐｐｍ）程度、特に、０.５〜１００ｍｇ／ｋｇ（ｐｐｍ）程度である。ワニスはアルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を主成分とするものであり、塗布厚みは２〜５μｍ程度、通常３〜４μｍ程度である。
【００１３】
本発明の電気機器の浄化方法とは、電気機器内の絶縁油に含まれているＰＣＢを洗浄油で洗浄除去することであり、洗浄油中のＰＣＢ濃度が０．５ｍｇ/ｋｇ未満になることを洗浄完了の判定基準とする。
【００１４】
抜油工程
これは電気機器からＰＣＢを含有する絶縁油を抜き出す工程であり、通常は、ポンプを使って吸引し、その後、必要に応じて洗浄油を入れて洗浄してもよい。また，溶剤を用いて効率よく抜油することも知られており（特開２０１３−１９８８７１号公報）、これを利用することもできる。抜き出した絶縁油は、焼却することによりＰＣＢを分解・無害化処理できる。
【００１５】
ワニス除去工程
絶縁油を抜き出した電気機器内にワニス除去剤を投入する。ワニス除去剤には、過酸化水素等の酸化剤、ノルマルプロピルブロマイド等の有機臭素化合物を含む薬剤、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の５員環ラクタム構造を有する有機化合物を含む薬剤、１−（２−メトキシ−２−メチルエトキシ）−２−プロパノール等のエーテル結合を有するアルコールを含む薬剤などを用いることができる。これらは、液体あるいは蒸気の状態で使用することができる。液体の場合には、ワニス除去剤を液体の状態のままで、ワニス除去剤のみを電気機器内に投入、あるいは他の油や薬剤と混合または溶解して投入することもできる。溶剤には、灯油や重油などの炭化水素油、アセトン等のケトン、メタノールやエチレングリコール等のアルコールなどを使用することができ、濃度は、特に限定されないが５〜１００質量％で使用することが出来る。一方、蒸気でワニス除去剤を供給してもワニス表面で凝縮してワニス除去剤の機能を果たすことができる。ワニス除去剤の使用量は、所定時間保持することによって、ワニスの除去程度がその後のＰＣＢ洗浄処理工程で例えば鉄芯の鋼板間にも洗浄油が浸透でき、その結果、鉄芯の分解洗浄が不要になる程度であり、ワニスの残存量２０％以下（除去率８０％以上）、あるいは、その後のＰＣＢ洗浄処理工程での洗浄後に洗浄油中ＰＣＢの残存量が０．５ｐｐｍ以下になる程度である。
【００１６】
ワニスの除去は、電気機器内にワニス除去剤を投入してワニス除去剤をワニスに接触させることにより行うことができる。その際、ワニス除去を加速するために加温することができる。加温する温度は常温〜ワニス除去剤あるいは溶剤の引火点以下の範囲であり、好ましくは４０℃〜６０℃程度である。また、ワニス除去を促進するために超音波照射を行うことができる。ワニス除去工程における所定時間の保持とは、前述の所定時間保持によって前述のワニス除去程度が達成される時間であり、実用的には０．２５〜２４ｈｒ程度、好ましくは０．５〜６ｈｒに設定することが望ましい。
【００１７】
ワニス除去剤は、有効利用するために繰返し使用することが好ましく、その際、ワニス除去剤を蒸留等で分離して再使用することがさらに好ましい。ワニス除去剤が溶剤に溶解されている場合にはそのまま繰返し使用することになる。また、循環利用して一部をブロー液として引き抜くこともできる。
【００１８】
ワニス除去工程が終了した後、ワニス除去剤は、電気機器から抜き出して、例えば焼却してもよく、あるいはワニス除去剤のＰＣＢ含有量が０．５ｍｇ以下で、次のＰＣＢ洗浄処理工程で洗浄油として使用しうるものであれば、抜き出さないでそのまま洗浄油として使用することもできる。
【００１９】
ＰＣＢ洗浄処理工程
この工程は、ワニス除去工程でワニスが除去された電気機器の内部を洗浄油で洗浄してＰＣＢを除去する工程である。
【００２０】
洗浄油には、鉱油等の絶縁油との溶解性、混和性の高いものが好ましく、特に炭化水素のもの、例えば灯油、絶縁油などを使用することができる。ＰＣＢを除去するのであるから、洗浄油にはＰＣＢの含有量が０．５ｍｇ／ｋｇ以下のもの、好ましくは０．１ｍｇ／ｋｇ以下のものを用いる。
【００２１】
洗浄方法としては、電気機器内の洗浄油を循環させることにより行うことができる。循環とは、その液溜から他の容器へ移動しそれから元の液溜に戻ることをいう。循環は、循環ポンプ等を用いて行うことができる。これらは洗浄油を液状で行う外、気化させて循環させることもできる。気化させて循環させた場合には、鉄芯に接触した時点で凝縮・液化する。洗浄油は途中で新しい洗浄油と交換して行うことができる。交換回数は１〜３回程度でよい。
【００２２】
洗浄は、洗浄油や鉄芯等の内部部材のＰＣＢ濃度が０．５ｍｇ／ｋｇ以下になるまで行う。温度は常温でよいが、必要により加温することもできる。加温する温度は洗浄油の引火点以下であり，好ましくは４０〜７０℃程度が適当である。洗浄時間は実用的観点から定められ、例えば６〜４８ｈｒ程度にする。洗浄は洗浄後の洗浄油のＰＣＢ濃度が０．５ｍｇ／ｋｇ以下になった時点で終了する。終了時の洗浄油は通常ＰＣＢ濃度が０．５ｍｇ／ｋｇ以下であるため、洗浄油として再利用することもできる。そのまま再利用を続けていけばＰＣＢ濃度が０．５ｍｇ／ｋｇを越えるので、一部または全部を引き抜いて新しい洗浄油を追加しながら洗浄を続けるのがよい。特に、ＰＣＢ分解処理工程を付設すれば再利用率を高めることができる。再利用しない洗浄油はＰＣＢ廃油焼却処理施設で焼却処理すればよい。
【００２３】
ＰＣＢ分解処理工程
ＰＣＢ洗浄処理工程で洗浄油による洗浄だけを行ってもよいが、ＰＣＢ分解処理工程を付加することによってＰＣＢをさらに効率よく除去することができる。この工程では、ＰＣＢ分解剤によって洗浄油に含まれているＰＣＢを分解する。このＰＣＢ分解剤としては、アルカリ金属、特に金属ナトリウムが用いられている。本発明では、如何なる公知のＰＣＢ分解剤でも使用できるが、例えば、特許文献１に記載の金属ナトリウム添着セラミックを好ましく用いることができる。具体的には、金属ナトリウムを主成分とするＰＣＢ分解剤を充填した容器と電気機器の間を配管接続して循環ラインを設け、所定の時間循環させるのがよい。この金属ナトリウム添着セラミックは、多孔質のセラミックの表面に金属ナトリウムを浸漬法やスプレー法でコーティングしたもので金属ナトリウムの添着量はセラミックの５〜２０質量％程度である。反応温度は常温でもよいが加温することによって反応を促進させることができる。加温温度としては、洗浄油の引火点以下であり、４０〜７０℃程度が適当である。反応させる時間は、洗浄油や内部部材のＰＣＢ濃度が０．５ｍｇ／ｋｇ以下になるまでで良く，通常は、洗浄油のＰＣＢ濃度が０．５ｍｇ／ｋｇ以下となった時点で終了させる。このようにＰＣＢ洗浄の後、ＰＣＢ分解処理を実施することにより、常に洗浄油中のＰＣＢ濃度を低いレベルに維持できるため、洗浄が効率よくなされ、洗浄油を複数回再利用することも可能となる。
【００２４】
本発明の一実施態様を図１に示す。同図に示すように、鉄芯にワニスが塗布され、ＰＣＢを含有する絶縁油が内部に収容された変圧器から、まず汚染油であるこの絶縁油を抜き出す。次に、ワニス除去剤をその貯槽から変圧器内に投入し、所定時間保持した後、残存するワニス除去剤とワニスの溶解物もしくは分解物を含む廃液を抜き出す。この廃液を抜き出し後、洗浄油供給槽からあらかじめ加温しておいた洗浄油を変圧器に投入する。投入された洗浄油の一部は変圧器と金属ナトリウムを主成分とするＰＣＢ分解剤を充填した容器との間を所定時間循環させる。このような操作によりＰＣＢを分解処理し、ＰＣＢ濃度が０．５ｍｇ／ｋｇ以下になった後、もしくはその時点で、変圧器から洗浄油を抜き出して洗浄油受槽に貯留する。洗浄油を抜き出し終えた変圧器は解体後、資源として再利用される。一方、洗浄油受槽に貯留した洗浄油の一部は、受槽内から取り出されて洗浄油供給槽に返送して別の変圧器の洗浄に再利用する。また、洗浄油受槽に貯留した洗浄油の他の一部は廃洗浄油として抜き出される。
前記の汚染油、ワニスの溶解もしくは分解物を含む廃液および廃洗浄油は焼却される。
【００２５】
本発明の別の実施態様を図２に示す。この実施態様は、絶縁油中のＰＣＢ濃度が１０ｍｇ／ｋｇ程度以下と低い場合であって、ワニス除去剤を投入してワニスを溶解もしくは分解する際に、ワニス除去剤を加熱する点、また、ワニス除去処理終了後の廃液を、次の処理工程である洗浄処理工程で使用する洗浄油として用いている点を除けば、図１の実施態様と同様の電気機器のＰＣＢ浄化方法である。
【００２６】
ワニス除去工程の別の実施態様を図３に示す。この実施態様においては、ワニス除去剤に灯油等の他の薬剤を混合してこれを変圧器に投入し、変圧器内ではワニス除去剤を引火点以下に加温するとともに超音波照射してワニスの溶解もしくは分解を促進し、ワニス除去処理が終了した後、ワニスの溶解もしくは分解物を含む廃液を変圧器から抜き出して、受槽に入れ、その一部は、そのままあるいは蒸留再生してワニス除去剤の貯槽に戻し、また一部は溶解廃液として抜き出すこととした点を除けば、図１の実施態様と同様の電気機器のＰＣＢ浄化方法である。
【実施例】
【００２７】
本発明の実施例として，ワニス除去試験を行った。
【００２８】
試験片には、２０ｍｍ×３０ｍｍ×厚さ１ｍｍの鋼板の両面にアルキド樹脂系の電気絶縁ワニスを３．５μｍの厚みに浸漬塗布したものを用いた。
【００２９】
この試験片を各種のワニス除去剤に投入して、各種条件でワニスの溶解もしくは分解による除去性を調べた。
【００３０】
まず、ワニス除去剤として、有機臭素系薬剤（「ｅソルブ２１ＨＥ」、カネコ化学製品）に常温（約２０℃）で２４時間浸漬したところワニスは全て除去されていた。また、Ｈ２Ｏ２（３５質量％水溶液）に４０℃で１時間浸漬した後に，さらに，常温（２０℃）で２３時間浸漬したところ、ワニスは全て除去されていた。
【００３１】
次に、常温でのワニス除去試験、常温での繰返し使用によるワニス除去試験および常温での灯油との混合によるワニス除去試験を行った結果を表１に示す。尚、常温とは１５〜２０℃である。前述の薬剤に加え、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを含む薬剤（「レジンクリーナーＵＳ−１００」、日新化学研究所製）、アルコール系薬剤（「ＨＡ−ＩＳ１６」、東ソー製）、およびエーテル系溶剤（「ＡＥ-１００」、  日新化学研究所製）をワニス除去剤として用いた。常温で１時間浸漬したワニス除去試験では、エーテル系溶剤以外の薬剤でワニスを除去することができ、特に有機臭素系薬剤とＮ−メチル−２−ピロリドンを含む薬剤のワニス除去性が良好であった。また、この２つの薬剤を使用した常温での繰返し使用によるワニス除去試験では、両者とも８回繰り返し使用しても良好なワニス除去性を示した。さらに、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを含む薬剤を使用した常温での灯油との混合によるワニス除去試験では、いずれの混合比率でも良好なワニス除去性を示した。
【表１】
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次に、蒸留回収したワニス除去剤による常温でのワニス除去試験、加温でのワニス除去試験および加温超音波によるワニス除去試験を行った結果を表２示す。
蒸留回収したＮ−メチル−２−ピロリドンを含む薬剤は、常温でのワニス除去試験においても良好なワニス除去性を示した。
また、Ｈ２Ｏ２を使用した加温でのワニス除去試験では、温度を５０℃に上げると良好なワニス除去性が得られることがわかった。
さらに、アルコール系薬剤を使用した加温超音波によるワニス除去試験では、温度を３０℃に上げると良好なワニス除去性が得られることがわかった。
【表２】
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【００３２】
次に、ＰＣＢを含有しない変圧器から鉄芯を抜き出して，アルキド樹脂系の電気絶縁ワニスを浸漬塗布し，ワニス除去剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンを含む薬剤を用いたワニスの除去実験を実施した。その結果を表３に示すが、常温でＮ−メチル−２−ピロリドンを含む薬剤に２時間浸漬することでワニスは完全に除去された。
【表３】
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【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明により、ＰＣＢを含有する絶縁油を内部に有する電気機器から効率よくＰＣＢを除去できるので、本発明の方法はその処理に幅広く利用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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