專利名稱：廢絕緣油的處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從環(huán)境觀點(diǎn)來看無害的分解和處理含多氯聯(lián)苯(PCB)的廢絕緣 油的方法，和用于凈化含PCB的廢絕緣油(即在儲(chǔ)存地點(diǎn)的持久性有機(jī)污染物)的處理裝置。
背景技術(shù)：
多氯聯(lián)苯已用于多種用途如絕緣油、加熱介質(zhì)、潤滑油和塑料，因此具有很高的實(shí) 用價(jià)值。此外，因?yàn)槎嗦嚷?lián)苯不易燃、不用擔(dān)心熱變性且化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，并且還具有優(yōu) 異的絕緣或電特性，所以已被用于各種不同的用途。 多氯聯(lián)苯基本上是這樣的一種化合物，其中結(jié)合在聯(lián)苯(C6 H5_C6H5)的十個(gè)氫原子 位置上的氫被1 10個(gè)氯原子取代，并且理論上可以具有242種異構(gòu)體，但實(shí)際使用其中 的約100種。多氯聯(lián)苯不發(fā)生熱分解、不溶于水且電絕緣性能優(yōu)異，因此已用于諸如變壓器 和電容器(condenser)的電氣產(chǎn)品。 多氯聯(lián)苯在使用后不經(jīng)變化就被引入到污水處理廠，從而引起了環(huán)境破壞和生態(tài) 系統(tǒng)變化。這種多氯聯(lián)苯不經(jīng)環(huán)保觀點(diǎn)的特殊措施就使用，且發(fā)現(xiàn)已經(jīng)成為日益嚴(yán)重的污 染物。因而，1976年以來，包括日本在內(nèi)在世界范圍內(nèi)已停止生產(chǎn)和使用多氯聯(lián)苯。然而， 全世界已經(jīng)排放了百萬噸的多氯聯(lián)苯，并且應(yīng)該廢棄和處理的多氯聯(lián)苯量已經(jīng)達(dá)到兩百萬 噸。眾所周知韓國有大量應(yīng)該處理的多氯聯(lián)苯。因此，迫切需要有效的分解方法。
美國環(huán)境保護(hù)署(EPA)已經(jīng)報(bào)道有90種以上可處理多氯聯(lián)苯的技術(shù)。眾所周知 用于處理諸如多氯聯(lián)苯的有害化學(xué)品的技術(shù)主要包括生化處理技術(shù)、物理"七學(xué)處理技術(shù)、 熱處理技術(shù)、通過輻照電子束的處理技術(shù)等。 使用酶等的生化處理在多氯聯(lián)苯處理方面是有效的，這種處理方法的優(yōu)點(diǎn)在于，
適用于被多氯聯(lián)苯污染的各種不同的介質(zhì)，并且產(chǎn)生最少的持久性污染物，但它的缺點(diǎn)在
于，需要進(jìn)行長的處理時(shí)間，并且處理效率大大地受多氯聯(lián)苯濃度影響。 熱處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于處理速度快，并且可處理小體積的廢棄物，但其缺點(diǎn)在于
限于液 氣態(tài)介質(zhì)的應(yīng)用，并且需要相對(duì)高的費(fèi)用和對(duì)處理之后產(chǎn)生的持久性污染物的附
加處理。此外，在采用一般方法焚燒包含多氯聯(lián)苯的產(chǎn)品的情況下，據(jù)報(bào)道產(chǎn)生了作為副產(chǎn)
物的多環(huán)芳烴等，其包括毒性強(qiáng)于多氯聯(lián)苯的二噁英。因此，對(duì)于安全處理包含多氯聯(lián)苯的
廢絕緣油來說，這種焚燒方法有局限性。特別是，眾所周知這種焚燒方法產(chǎn)生和排放有毒的
二噁英等，由于在建有焚燒廠的地區(qū)生活的居民的強(qiáng)烈反對(duì)下，通常將包含多氯聯(lián)苯的產(chǎn)
品出口到海外進(jìn)行處理和長期儲(chǔ)存。在長期儲(chǔ)存包含多氯聯(lián)苯的產(chǎn)品的情況下，多氯聯(lián)苯
由包含多氯聯(lián)苯的廢棄物排放至環(huán)境中，其增加了周邊環(huán)境污染的危險(xiǎn)。 使用紫外線的分解法的缺點(diǎn)在于分解效率低。使用氧化劑的化學(xué)分解法可以在幾
個(gè)小時(shí)內(nèi)分解多氯聯(lián)苯，但由于使用氧化劑，會(huì)對(duì)設(shè)備材料造成腐蝕問題。超臨界氧化分解
法具有能耗過大的問題。 化學(xué)處理技術(shù)的缺點(diǎn)在于，需要以與熱處理技術(shù)相同的方式對(duì)處理之后所產(chǎn)生的持久性污染物進(jìn)行附加處理，但它的優(yōu)點(diǎn)在于處理速度快，可應(yīng)用于被多氯聯(lián)苯污染的各 種不同的介質(zhì)，能夠處理高濃度的多氯聯(lián)苯，并且可用作再生式的技術(shù)。商品化多氯聯(lián)苯的 化學(xué)分解反應(yīng)包括鈉金屬分散法(日本北方島嶼)、脫氯分解法(日本豐田)、堿催化分解 法(美國、日本、澳大利亞)、催化加氫脫氯反應(yīng)法(日本大阪)、脫氯分解法(日本九州、 加拿大)、水熱氧化分解法(日本東京)、有機(jī)金屬堿分解法(日本)、化學(xué)提取分解法(日 本)、超臨界氧化法(美國、日本)等。 此外，日本特開1999-316798號(hào)公開了一種處理包含在絕緣油中的多氯聯(lián)苯的方 法，其操作如下向包含多氯聯(lián)苯的絕緣油中添加乙醇、乙二醇和堿性氫氧化物，并對(duì)多氯 聯(lián)苯輻照紫外線進(jìn)行脫氯。日本特開2001-29942號(hào)公開了一種使用鈦氧化物作為光催化 劑處理含多氯聯(lián)苯的絕緣油的方法。 存在通過輻照電子束處理包含在絕緣油中的多氯聯(lián)苯的方法。這種方法的缺點(diǎn)在 于需要昂貴的安裝設(shè)備，并且因?yàn)榇嬖诼确肿涌赡軙?huì)殘留在絕緣油中的可能性，所以必須 再次處理氯分子。 在采用鈉金屬分散法作為化學(xué)脫氯分解反應(yīng)的日本公司處理工藝中，為了每天處 理約0. 5噸含多氯聯(lián)苯的絕緣油，使用占地面積約24000m2的大型建筑物。作為預(yù)處理工 藝，從變壓器中提取絕緣油，為了從變壓器中除去附著于變壓器的多氯聯(lián)苯，實(shí)施真空加熱 離析方法。對(duì)變壓器內(nèi)進(jìn)行粉碎處理，進(jìn)行清洗變壓器部件的工藝，然后進(jìn)行在反應(yīng)爐中通 過向絕緣油施加鈉金屬來處理多氯聯(lián)苯的工藝。這種方法的缺點(diǎn)在于因?yàn)轭A(yù)處理工藝復(fù) 雜，所以需要占地面積大的工廠。 此外，在反應(yīng)爐中實(shí)施鈉分散法的工藝中，分散熱增加脫氯試劑與多氯聯(lián)苯分子 之間的接觸幾率。因而，試圖通過升溫來增加試劑分子與多氯聯(lián)苯分子之間的反應(yīng)幾率。由 于這種原因產(chǎn)生了若干問題，因?yàn)楸３指叻磻?yīng)溫度(160 170°C )會(huì)在反應(yīng)爐中消耗大量 的能量并且處理費(fèi)用增加。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題 本發(fā)明目的是用來消除常規(guī)鈉金屬分散法處理工藝中的問題，并提供一種多氯聯(lián) 苯化學(xué)分解處理方法的新工藝。 在采用化學(xué)脫氯反應(yīng)的常規(guī)鈉金屬分散法中，為了除去變壓器中殘留的多氯聯(lián)苯 等，需要溶劑清洗裝置和真空加熱離析設(shè)備處理方法。然而，本發(fā)明的目的是提供一種在無 需上述處理方法的情況下快速處理包含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油內(nèi)的多氯聯(lián)苯并分解變壓器 內(nèi)的部件(容器、鐵芯類部件、紙或木材類部件等)中殘留的多氯聯(lián)苯的處理方法及裝置。 此外，本發(fā)明提供一種移動(dòng)式處理裝置，所述裝置通過利用簡化的處理方法可以甚至能夠 安裝在車輛上的程度的面積使用，無需大的處理廠占地面積。 此外，在反應(yīng)爐中實(shí)施鈉分散法的常規(guī)方法中，為了通過升溫提高脫氯試劑與多 氯聯(lián)苯分子之間的反應(yīng)幾率，通過熱分散增加脫氯試劑與多氯聯(lián)苯分子之間的接觸幾率。 因此，不得不盡可能地保持高反應(yīng)溫度(160 170°C)。所以，存在的問題是，反應(yīng)爐中消 耗了大量的能量，并且增加了處理時(shí)的費(fèi)用。本發(fā)明改進(jìn)了上述問題，并且提供一種不僅通 過熱分散，而且通過物理分散增大脫氯試劑成分與廢絕緣油內(nèi)多氯聯(lián)苯分子之間的接觸幾
6率，從而即使在約13(TC的低溫下也充分地發(fā)生所需反應(yīng)的方法。 本發(fā)明的目的不限于上述目的，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說由以下的描述將顯而易 見上文中沒有提及的其它目的。
技術(shù)方案 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明處理含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油的裝置和方法包括用于 控制處理裝置整體操作的控制器；反應(yīng)容器，其中含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油與鈉金屬即試劑 進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；用于在反應(yīng)容器內(nèi)包含試劑的廢絕緣油中產(chǎn)生渦流的高速電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸 和攪拌葉片；用于在反應(yīng)容器內(nèi)的廢絕緣油與試劑之間發(fā)生反應(yīng)的溫度控制加熱單元；用 于感知反應(yīng)容器內(nèi)的廢絕緣油溫度的溫度傳感器；用于感知廢絕緣油液位的液位傳感器； 和向反應(yīng)容器和變壓器引入及排出廢絕緣油的流入泵和流出泵及軟管。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置包括反應(yīng)容器，其中含 多氯聯(lián)苯的廢絕緣油與脫氯試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；用于向反應(yīng)容器供應(yīng)脫氯試劑的試劑供應(yīng) 單元；設(shè)置在反應(yīng)容器內(nèi)并在所述廢絕緣油中產(chǎn)生渦流的攪拌葉片；和設(shè)置在反應(yīng)容器內(nèi) 并加熱廢絕緣油的加熱單元。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明另一實(shí)施方案處理廢絕緣油的方法包括用于加熱從 廢棄物中提取的廢絕緣油的預(yù)處理罐；反應(yīng)容器，其中在預(yù)處理罐中加熱的廢絕緣油與脫 氯試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；和用于把在反應(yīng)容器中已經(jīng)完成化學(xué)反應(yīng)的高溫廢絕緣油排出至已 從中提取廢絕緣油的廢棄物的排出泵。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明又一實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置包括用于容納廢棄
物并使廢絕緣油與脫氯試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的輔助容器；設(shè)置在輔助容器內(nèi)并在廢絕緣油中
產(chǎn)生渦流的攪拌葉片；和設(shè)置在輔助容器內(nèi)并加熱廢絕緣油的加熱單元。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施方案處理廢絕緣油的方法包括(a)把廢棄物內(nèi)
的廢絕緣油引入反應(yīng)容器，(b)對(duì)引入到反應(yīng)容器中的廢絕緣油進(jìn)行加熱，(c)在加熱的廢
絕緣油中分散脫氯試劑，和(d)攪拌并加熱廢絕緣油，使得廢絕緣油與脫氯試劑彼此發(fā)生反應(yīng)。 其它實(shí)施方案的細(xì)節(jié)包括在具體實(shí)施方式
及附圖中。
有益效果 本發(fā)明處理廢絕緣油的裝置和方法具有一個(gè)以上下列優(yōu)點(diǎn)。 第一，在變壓器等中，采用化學(xué)脫氯反應(yīng)的常規(guī)鈉金屬分散法需要溶劑清洗裝置 和真空加熱離析裝置處理工藝。本發(fā)明的處理裝置和方法的優(yōu)點(diǎn)在于，無需常規(guī)的溶劑清 洗裝置和真空加熱離析裝置處理工藝，便可以如下方式凈化殘留在變壓器內(nèi)部件中的多氯 聯(lián)苯通過對(duì)變壓器鐵芯和芯體進(jìn)行電加熱溶解(dissolute)多氯聯(lián)苯，以便通過絕緣油 內(nèi)多氯聯(lián)苯與鈉金屬原子之間的化學(xué)反應(yīng)快速處理多氯聯(lián)苯。此外，用于分解變壓器部件 (容器、鐵芯類部件、紙或木材類部件等)內(nèi)的多氯聯(lián)苯的常規(guī)處理方法及裝置必須通過粉 碎來清洗變壓器。然而，本發(fā)明的處理方法及裝置的優(yōu)點(diǎn)在于因?yàn)橥ㄟ^對(duì)變壓器鐵芯和芯 體進(jìn)行電加熱以溶解多氯聯(lián)苯，由此多氯聯(lián)苯通過與絕緣油內(nèi)的鈉金屬原子的化學(xué)反應(yīng)快 速地得到處理，所以無需額外的昂貴粉碎裝置。因此，通過這種處理方法，可以提供一種移 動(dòng)式處理裝置，所述裝置可以在甚至能夠把裝置安裝在車輛上的程度的面積上處理絕緣油 內(nèi)的多氯聯(lián)苯，無需大的處理廠占地面積。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠便宜和方便地凈化多氯聯(lián)苯。 第二，考慮到工藝，現(xiàn)有的鈉金屬分散法通過熱分散增加脫氯試劑與聚氯乙烯分 子之間的接觸幾率。因此，必須通過升溫來增加試劑分子與多氯聯(lián)苯分子之間的反應(yīng)幾率。 為此，不得不盡可能保持高反應(yīng)溫度(160 170°C)。這導(dǎo)致的問題是，反應(yīng)爐中消耗大量 的能量，并且增加了處理時(shí)的費(fèi)用。本發(fā)明改進(jìn)了上述問題，其優(yōu)點(diǎn)在于，不僅通過熱分散， 而且通過物理分散，增大脫氯試劑成分與廢絕緣油內(nèi)多氯聯(lián)苯分子之間的接觸幾率，即使 在約13(TC的低反應(yīng)溫度下也能充分地發(fā)生快速的反應(yīng)。 第三，常規(guī)鈉金屬分散法的問題在于，由于保持高反應(yīng)溫度(160 170°C )，所以 在反應(yīng)爐中消耗大量的能量，并且增加了處理時(shí)的費(fèi)用。本發(fā)明改進(jìn)了上述問題，其優(yōu)點(diǎn)在 于，不僅通過熱分散、而且通過物理分散，增大脫氯試劑成分與廢絕緣油內(nèi)多氯聯(lián)苯分子之 間的接觸幾率，由此即使在約13(TC的低反應(yīng)溫度下也充分地發(fā)生所需的化學(xué)反應(yīng)，從而能 夠節(jié)省地凈化絕緣油內(nèi)的多氯聯(lián)苯。 第四，在具有多根加熱管的加熱管束之間設(shè)置攪拌葉片，并且攪拌葉片高速旋轉(zhuǎn)。 因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，能夠加速絕緣油和鈉的物理分散，并且能夠快速地將加熱管束的 熱傳至絕緣油。 第五，絕緣油在預(yù)處理罐中進(jìn)行脫水和預(yù)熱，并且在反應(yīng)容器中處理絕緣油的同 時(shí)，在后處理罐中對(duì)殘留在變壓器部件中的多氯聯(lián)苯進(jìn)行處理。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可 以提高絕緣油的處理效率。 第六，通過向變壓器中直接注入已經(jīng)在反應(yīng)容器中處理過且其中分散有鈉的高溫 絕緣油，對(duì)殘留在變壓器部件中的多氯聯(lián)苯進(jìn)行附加處理。因此，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于可以提 高處理效率。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)不限于上述優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說由權(quán)利要求書將顯而易 見上文中沒有提及的其它優(yōu)點(diǎn)。


圖1顯示本發(fā)明實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置的結(jié)構(gòu)； 圖2是把本發(fā)明實(shí)施方案的廢絕緣油處理裝置安裝在車輛上的示意圖； 圖3顯示本發(fā)明另一實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置的結(jié)構(gòu)； 圖4顯示本發(fā)明又一實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置的結(jié)構(gòu)；禾口 圖5顯示本發(fā)明再一實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖，從以下實(shí)施方案中將更加顯而易見本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征及其實(shí)施方 法。然而，本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方案，而是可以按多種不同的方式實(shí)施。提供實(shí)施方 案用于完成本發(fā)明的公開，并使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員了解本發(fā)明的范圍。但本發(fā)明由權(quán) 利要求的范疇所限定。在全部附圖中將使用相同的附圖標(biāo)記指代相同或類似的要素。
在下文中，參照用于圖示處理廢絕緣油的裝置和方法的附圖，結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施 方案描述本發(fā)明。在下文中描述了，含廢絕緣油的廢棄物例如包括變壓器，但可以包括電容 器、斷流器、斷路器等以及實(shí)施方案中的變壓器。
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圖1顯示本發(fā)明實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置的結(jié)構(gòu)。 電動(dòng)機(jī)10使旋轉(zhuǎn)軸90旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸90設(shè)置在反應(yīng)容器15內(nèi)，并與電動(dòng)機(jī)10旋 轉(zhuǎn)地連接。攪拌葉片100設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸90上并隨之旋轉(zhuǎn)，因此物理地相互分配并旋轉(zhuǎn)反應(yīng) 容器15中的廢絕緣油和脫氯試劑，從而增大廢絕緣油與脫氯試劑之間的物理接觸幾率并 加速其反應(yīng)。液位傳感器20感知反應(yīng)容器15中待處理的廢絕緣油是否已經(jīng)達(dá)到最高液位。
加熱單元30把反應(yīng)容器15內(nèi)的廢絕緣油加熱直至反應(yīng)溫度。溫度傳感器40感 知反應(yīng)容器15內(nèi)的反應(yīng)溫度?？刂破?0控制廢絕緣油處理裝置的整體操作。電源單元60 向廢絕緣油處理裝置提供電源。 排出泵70把反應(yīng)容器15中存在的高溫廢絕緣油排出至變壓器160。流入泵80把 變壓器160內(nèi)的廢絕緣油引入反應(yīng)容器15。 試劑供應(yīng)單元110向反應(yīng)容器15供應(yīng)脫氯試劑。流入/流出軟管120連接于反 應(yīng)容器15與變壓器160之間并使廢絕緣油通過。流入/流出軟管120由能承受高達(dá)20(TC 高溫的材料制成，從而高溫廢絕緣油可以通過流入/流出軟管120。變壓器液位傳感器130 連接于流入/流出軟管120的末端并感知變壓器160內(nèi)的廢絕緣油液位。變壓器溫度傳感 器140感知變壓器160內(nèi)廢絕緣油的溫度。噴嘴150是通過其將廢絕緣油輸入變壓器160 或從變壓器160輸出的噴嘴。 圖2是把本發(fā)明實(shí)施方案的廢絕緣油處理裝置安裝在車輛上的示意圖。 車輛200安裝有本發(fā)明實(shí)施方案的廢絕緣油處理裝置?？刂婆_(tái)210是用于操作廢
絕緣油處理裝置的控制面板，由操作員進(jìn)行控制?？刂破?20是用于控制本發(fā)明的廢絕緣
油處理裝置的電子控制器。容器230容納廢絕緣油處理裝置并保護(hù)裝置。反應(yīng)容器240對(duì)
廢絕緣油內(nèi)的多氯聯(lián)苯實(shí)施反應(yīng)處理。流入/流出軟管250把廢絕緣油排出至變壓器260
或從變壓器260中引入廢絕緣油。變壓器260是其中已經(jīng)使用含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油的廢物。 圖3顯示本發(fā)明另一實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置的結(jié)構(gòu)。 含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油在反應(yīng)容器310中與脫氯試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)容器 310是向其中引入廢絕緣油，由試劑供應(yīng)單元320供應(yīng)脫氯試劑，并且在廢絕緣油與脫氯試 劑之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的空間。反應(yīng)容器310中裝有攪拌葉片330和加熱單元340。
試劑供應(yīng)單元320向反應(yīng)容器310供應(yīng)脫氯試劑。試劑供應(yīng)單元320儲(chǔ)存脫氯試 劑，并且當(dāng)廢絕緣油被引入反應(yīng)容器310時(shí)供應(yīng)脫氯試劑。脫氯試劑可以包括多種不同的 試劑，優(yōu)選使用鈉金屬。 攪拌葉片330設(shè)置在反應(yīng)容器310內(nèi)，并且在廢絕緣油中產(chǎn)生渦流。優(yōu)選設(shè)置復(fù) 數(shù)個(gè)攪拌葉片330，并且優(yōu)選由旋轉(zhuǎn)軸350連接它們的中心。當(dāng)通過驅(qū)動(dòng)器360使旋轉(zhuǎn)軸 350旋轉(zhuǎn)時(shí)，使攪拌葉片330旋轉(zhuǎn)，從而加速廢絕緣油和脫氯試劑的物理分散。優(yōu)選在復(fù)數(shù) 個(gè)攪拌葉片330之間設(shè)置加熱單元340。 加熱單元340設(shè)置在反應(yīng)容器310內(nèi)并加熱廢絕緣油。加熱單元340優(yōu)選設(shè)置在
復(fù)數(shù)個(gè)攪拌葉片330之間?？梢园锤鞣N不同的方式實(shí)現(xiàn)加熱單元340，優(yōu)選實(shí)現(xiàn)為具有復(fù)數(shù)
個(gè)加熱管的束。加熱單元340優(yōu)選在約13(TC的溫度下加熱廢絕緣油。 如圖2所示，可以以安裝在車輛上的方式實(shí)現(xiàn)上述廢絕緣油處理裝置。 圖4顯示本發(fā)明又一實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置的結(jié)構(gòu)。
預(yù)處理罐401加熱從變壓器402中提取的廢絕緣油。預(yù)處理罐401儲(chǔ)存經(jīng)流入泵 403從變壓器402引入的廢絕緣油。優(yōu)選在預(yù)處理罐401內(nèi)設(shè)置旋轉(zhuǎn)的預(yù)處理罐攪拌葉片 404和設(shè)置在預(yù)處理罐攪拌葉片之間的預(yù)處理罐加熱單元405。預(yù)處理罐加熱單元405在 約IO(TC的溫度下加熱廢絕緣油并從廢絕緣油中除去水分。此外，預(yù)處理罐加熱單元405預(yù) 熱廢絕緣油，因而縮短處理時(shí)間。通過第一供料泵406把在預(yù)處理罐401中加熱的廢絕緣 油轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器407。 在預(yù)處理罐401中加熱并由此送出的廢絕緣油在反應(yīng)容器407中與脫氯試劑進(jìn)行 化學(xué)反應(yīng)。如圖1或3所示，反應(yīng)容器407內(nèi)可設(shè)置試劑供應(yīng)單元408、攪拌葉片409和加 熱單元410。通過第二供料泵411把在反應(yīng)容器407中已完成化學(xué)反應(yīng)的高溫廢絕緣油轉(zhuǎn) 移至后處理罐412。 后處理罐412儲(chǔ)存由反應(yīng)容器407通過第二供料泵411供料的高溫廢絕緣油。通 過排出泵413將儲(chǔ)存在后處理罐412中的高溫廢絕緣油直接排出至已從中提取廢絕緣油的 空變壓器414。 排出泵413把儲(chǔ)存在后處理罐412中的高溫廢絕緣油排出至已從中提取廢絕緣油 的空變壓器414。排出泵413把高溫廢絕緣油排出至空變壓器414，從而使殘留在空變壓器 414中的多氯聯(lián)苯得到處理。 可以把上述廢絕緣油處理裝置按照可移動(dòng)類型安裝在車輛上，如圖2所示。
圖5顯示本發(fā)明再一實(shí)施方案處理廢絕緣油的裝置的結(jié)構(gòu)。 輔助容器510容納變壓器520。廢絕緣油在輔助容器510中與脫氯試劑進(jìn)行化學(xué) 反應(yīng)。輔助容器510容納變壓器520，并通過儲(chǔ)存在輔助容器中的廢絕緣油處理殘留在變壓 器中的多氯聯(lián)苯。優(yōu)選在輔助容器510內(nèi)設(shè)置輔助攪拌葉片530和輔助加熱單元540。還 優(yōu)選的是，在輔助容器510內(nèi)設(shè)置溫度傳感器550并感知廢絕緣油的溫度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施 方案，在不用輔助容器510而把廢絕緣油直接填充入變壓器520的情況下，可以把輔助攪拌 葉片530、輔助加熱單元540、溫度傳感器550等設(shè)置在變壓器內(nèi)。 電源單元560向變壓器520的初級(jí)線圈供應(yīng)交流電，短接電路570使變壓器的次
級(jí)線圈短路。當(dāng)電源單元560向初級(jí)線圈提供電源且短接電路570使次級(jí)線圈短路時(shí)，對(duì)
變壓器內(nèi)的芯體580進(jìn)行加熱。當(dāng)對(duì)變壓器內(nèi)的芯體580進(jìn)行加熱時(shí)，殘留在芯體內(nèi)的線
圈、絕緣紙等中的多氯聯(lián)苯作為廢絕緣油溶解，并與脫氯試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。 電源單元560也可以向變壓器520的初級(jí)和次級(jí)線圈供應(yīng)直流電。在這種情況下，
省略短接電路570。 在本實(shí)施方案中，已經(jīng)描述了使用輔助容器510。然而，在不使用輔助容器的條件 下把廢絕緣油排出至變壓器520之后，可以通過向初級(jí)線圈供應(yīng)交流電并使次級(jí)線圈短路 來處理持久性的多氯聯(lián)苯，或者可以通過向初級(jí)線圈和次級(jí)線圈供應(yīng)直流電處理持久性的 多氯聯(lián)苯。 上述廢絕緣油處理裝置可以獨(dú)立地構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)，并且可以作為廢絕緣油處理裝置 的一部分加以構(gòu)造和實(shí)現(xiàn)，如圖l或4所示。 此外，上述廢絕緣油處理裝置可以按照可移動(dòng)的類型安裝在車輛上，如圖2所示。 下面對(duì)本發(fā)明如上構(gòu)造的廢絕緣油處理裝置的操作進(jìn)行描述。 參考圖1，當(dāng)向電源單元60提供電源時(shí)，控制器50重置本發(fā)明的廢絕緣油處理裝
10置，并從各傳感器接收廢絕緣油處理裝置的重置狀態(tài)。 在已經(jīng)啟動(dòng)廢絕緣油處理裝置的情況下，控制器50重置廢絕緣油處理裝置的各 部分。控制器50關(guān)閉通向加熱單元30的電源，停止驅(qū)動(dòng)器10、流入泵80和排出泵70的操 作。控制器50通過溫度傳感器40檢查反應(yīng)容器15的溫度，通過液位傳感器20確定廢絕 緣油是否包含在反應(yīng)容器中，并在連接至控制器50的控制臺(tái)55上顯示當(dāng)前的狀態(tài)。
控制器50控制連接至布置在變壓器160內(nèi)的噴嘴150的變壓器溫度傳感器140 和變壓器液位傳感器130，以便感知包含在變壓器中的廢絕緣油的溫度和液位，并對(duì)控制臺(tái) 55進(jìn)行控制以顯示結(jié)果。在向由控制器50連接至變壓器160的芯體170的連接電線180 供電受阻的狀態(tài)下，廢絕緣油處理裝置被完全重置，于是處于操作備用狀態(tài)。
當(dāng)在重置操作完成后把噴嘴150安裝于其中含有含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油的變壓 器160的入口時(shí)，變壓器液位傳感器130和變壓器溫度傳感器140浸在變壓器160內(nèi)的廢絕 緣油中。當(dāng)按下控制臺(tái)55的操作按鈕時(shí)，控制器50開始廢絕緣油處理裝置處理含多氯聯(lián) 苯的廢絕緣油的操作?？刂破?0驅(qū)動(dòng)流入泵80，從而經(jīng)噴嘴150和流入/流出軟管120， 把變壓器160內(nèi)的廢絕緣油引入到反應(yīng)容器15中。使引入的廢絕緣油達(dá)到反應(yīng)容器15的 最高液位，使得反應(yīng)容器15的內(nèi)上部不留空氣。 液位傳感器20感知廢絕緣油是否已達(dá)到反應(yīng)容器15的最高液位。當(dāng)控制器50 接收到由液位傳感器20感知到的最高液位信號(hào)時(shí)，控制器50停止流入泵80的操作。試劑 供應(yīng)單元110向反應(yīng)容器15供應(yīng)預(yù)定量的鈉金屬。為了提高反應(yīng)容器15內(nèi)的廢絕緣油溫 度，控制器50向加熱單元30供電?？刂破?0控制溫度傳感器40以連續(xù)地感知反應(yīng)容器 15內(nèi)的廢絕緣油溫度。當(dāng)廢絕緣油溫度為10(TC以下時(shí)，控制器50以第一步的低速緩慢旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器IO，使反應(yīng)容器15內(nèi)的廢絕緣油各部分溫度均勻。當(dāng)反應(yīng)容器15內(nèi)的廢絕緣油 溫度變?yōu)镮O(TC以上時(shí)，鈉金屬開始在廢絕緣油中緩慢分散。 此時(shí)，在廢絕緣油內(nèi)的多氯聯(lián)苯的氯原子與鈉金屬原子之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng) 方程式如下。 Ar. Cl+Na(金屬)=Ar+NaCl 少量(幾十個(gè)PPM)分散在廢絕緣油中的多氯聯(lián)苯和鈉金屬通過熱分散隨機(jī)移動(dòng)， 彼此相遇，然后通過多氯聯(lián)苯的氯原子與鈉金屬原子之間的反應(yīng)分解成無害的NaCl。
當(dāng)反應(yīng)容器15的溫度在110 145t:范圍時(shí)，控制器50使驅(qū)動(dòng)器10高速旋轉(zhuǎn)特 定的一段時(shí)間，以便借助于連接至旋轉(zhuǎn)軸的攪拌葉片以及熱分散在廢絕緣油中強(qiáng)制產(chǎn)生強(qiáng) 渦流，從而使鈉金屬可能遇到多氯聯(lián)苯的幾率最大化并加速化學(xué)反應(yīng)。驅(qū)動(dòng)器io被驅(qū)動(dòng)特 定的一段時(shí)間。因此，旋轉(zhuǎn)軸90和攪拌葉片IOO使廢絕緣油的多氯聯(lián)苯分子與鈉金屬原子 充分反應(yīng)，從而把它們變成氯化鈉，旋轉(zhuǎn)軸90旋轉(zhuǎn)地連接至驅(qū)動(dòng)器，攪拌葉片100連接至旋 轉(zhuǎn)軸并在廢絕緣油內(nèi)旋轉(zhuǎn)，并且在廢絕緣油中形成強(qiáng)渦流。由此，已從中消除多氯聯(lián)苯毒性 的廢絕緣油變得無害。 接下來，控制器50控制排出泵70，從而把高溫廢絕緣油排出至變壓器160，反應(yīng)容 器內(nèi)的所述高溫廢絕緣油中的多氯聯(lián)苯已被化學(xué)處理成無害的。這里，控制器50通過連接 至噴嘴150的變壓器液位傳感器130檢查已排出的廢絕緣油是否達(dá)到變壓器160的最高液 位。如果廢絕緣油已達(dá)到最高液位，則控制器50立即停止排出泵70的操作。
接下來，控制器50等待特定的一段時(shí)間，并且將廢絕緣油的熱傳向變壓器160的芯體170，使得在變壓器160內(nèi)滲入芯體內(nèi)的非浸漬部件(容器、鐵芯類部件)和浸漬部件
(紙或木材類部件)中的多氯聯(lián)苯作為廢絕緣油溶解。這里，在溶解的部件內(nèi)的多氯聯(lián)苯的
氯原子與殘留在廢絕緣油中的鈉金屬進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而變成無害的氯化鈉。 然后，控制器50通過連接電線180向變壓器160的芯體170施加電力達(dá)特定的一
段時(shí)間，由此更強(qiáng)烈地溶解已滲入浸漬部件的多氯聯(lián)苯。優(yōu)選地，可以向變壓器160的初級(jí)
線圈施加交流電，并使次級(jí)線圈短路，或者可以向初級(jí)線圈和次級(jí)線圈施加直流電。殘留
在變壓器160內(nèi)的內(nèi)部容器、鐵芯和芯體中的浸漬及非浸漬部件的多氯聯(lián)苯被電加熱并溶
解，使得多氯聯(lián)苯與殘留在廢絕緣油中的鈉金屬進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，由此變成無害的。 通過上述處理操作，包含在廢絕緣油中的多氯聯(lián)苯的氯原子與鈉金屬進(jìn)行化學(xué)反
應(yīng)，消除其毒性，由此變成無害的。為了通過化學(xué)反應(yīng)使殘留在變壓器160內(nèi)的浸漬及非浸
漬部件中的多氯聯(lián)苯充分溶解，上述處理操作可重復(fù)進(jìn)行2 3次。 此外，直接在處理后的高溫廢絕緣油保持包含在變壓器160中，這樣變壓器芯體 170內(nèi)的浸漬部件中可能殘留的多氯聯(lián)苯被溶解，與殘留在廢絕緣油中的鈉金屬連續(xù)反應(yīng)， 由此變成無害的。接下來，按下完結(jié)控制臺(tái)55操作的按鈕并從變壓器中移除噴嘴150。把 待處理的變壓器投入廢絕緣油中，然后進(jìn)行上述的無害化處理方法。 參考圖4，通過流入泵403，把變壓器402內(nèi)的廢絕緣油引入到預(yù)處理罐401中。在 廢絕緣油被引入預(yù)處理罐401之后，旋轉(zhuǎn)預(yù)處理罐攪拌葉片404，加熱單元405在約IO(TC 的溫度下加熱廢絕緣油，以便從廢絕緣油中除去水分并預(yù)熱廢絕緣油。
通過第一供料泵406，把已從中除去水分并經(jīng)預(yù)熱的廢絕緣油轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器 407。在把廢絕緣油轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器407之后，通過流入泵403，把另一變壓器415的廢絕緣 油引入到預(yù)處理罐401中。 如上所述，處理被轉(zhuǎn)移至反應(yīng)容器407的廢絕緣油。這里，對(duì)已被引入預(yù)處理罐 401的變壓器415的廢絕緣油進(jìn)行脫水和預(yù)熱。通過第二供料泵411，把已經(jīng)在反應(yīng)容器 407中處理過的高溫廢絕緣油轉(zhuǎn)移至后處理罐412。在把廢絕緣油轉(zhuǎn)移至后處理罐412之 后，通過第一供料泵406，把已經(jīng)在預(yù)處理罐401中脫水和預(yù)熱的變壓器415的廢絕緣油轉(zhuǎn) 移至反應(yīng)容器407。 立即通過排出泵413，把已被轉(zhuǎn)移至后處理罐412的高溫廢絕緣油排出至已從中 提取廢絕緣油的空變壓器414。在把高溫廢絕緣油排出至空變壓器414之后，如上所述，處 理殘留在空變壓器414中的多氯聯(lián)苯。在把后處理罐412的廢絕緣油完全排出之后，通過 第二供料泵411，把已經(jīng)在反應(yīng)容器407中完成反應(yīng)的變壓器415的廢絕緣油轉(zhuǎn)移至后處理 罐412。立即通過排出泵413，把已被轉(zhuǎn)移至后處理罐412的高溫廢絕緣油排出至已從中提 取廢絕緣油的另一空變壓器416。 應(yīng)該理解，在不偏離本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思或不可或缺特征的條件下，本領(lǐng)域的技術(shù) 人員可以按多種不同的形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)結(jié)構(gòu)。因此，上述實(shí)施方案在所有方面都應(yīng) 該被理解為說明性和限制性的。此外，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書而非上述的具體實(shí) 施方式所限定。因而，應(yīng)該把本發(fā)明理解為涵蓋了由所附權(quán)利要求書及其等價(jià)方案的含義 和范圍導(dǎo)出的所有修改或變形。
權(quán)利要求
一種處理含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油的裝置和方法，其包含用于控制處理裝置整體操作的控制器；反應(yīng)容器，含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油在該反應(yīng)容器中與鈉金屬即試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；用于在反應(yīng)容器內(nèi)的包含所述試劑的廢絕緣油中產(chǎn)生渦流的高速電動(dòng)機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸和攪拌葉片；用于在反應(yīng)容器內(nèi)的廢絕緣油與所述試劑之間發(fā)生反應(yīng)的溫度控制加熱單元；用于感知反應(yīng)容器內(nèi)的廢絕緣油溫度的溫度傳感器；用于感知廢絕緣油液位的液位傳感器；和用于向反應(yīng)容器和變壓器引入及排出廢絕緣油的流入泵和流出泵及軟管。
2. —種處理廢絕緣油的裝置，其包含反應(yīng)容器，含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油與脫氯試劑在該反應(yīng)容器中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；用于向反應(yīng)容器供應(yīng)脫氯試劑的試劑供應(yīng)單元；設(shè)置在反應(yīng)容器內(nèi)并在廢絕緣油中產(chǎn)生渦流的攪拌葉片；禾口設(shè)置在反應(yīng)容器內(nèi)并加熱廢絕緣油的加熱單元。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述攪拌葉片的數(shù)目是復(fù)數(shù)，且所述裝置還包含用于連接所述復(fù)數(shù)個(gè)攪拌葉片的中心的旋轉(zhuǎn)軸，和用于使旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)器。
4. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述攪拌葉片的數(shù)目是復(fù)數(shù)，且所述加熱單元設(shè)置在所述復(fù)數(shù)個(gè)攪拌葉片之間。
5. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述加熱單元是包含復(fù)數(shù)個(gè)加熱管的加熱管束。
6. —種處理廢絕緣油的裝置，其包含用于加熱從廢棄物中提取的廢絕緣油的預(yù)處理罐；反應(yīng)容器，在預(yù)處理罐中被加熱的廢絕緣油在該反應(yīng)容器中與脫氯試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；禾口用于把已在反應(yīng)容器中完成化學(xué)反應(yīng)的高溫廢絕緣油排出至已從中提取廢絕緣油的廢棄物的排出泵。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其還包含用于儲(chǔ)存已在預(yù)處理罐中完成化學(xué)反應(yīng)的高溫廢絕緣油的后處理罐，其中排出泵把儲(chǔ)存在后處理罐中的高溫廢絕緣油排出至已從中提取廢絕緣油的廢棄物。
8. 如權(quán)利要求6所述的裝置，所述裝置還包含設(shè)置在預(yù)處理罐內(nèi)并在廢絕緣油中產(chǎn)生渦流的預(yù)處理罐攪拌葉片；禾口設(shè)置在預(yù)處理罐內(nèi)并加熱廢絕緣油的預(yù)處理罐加熱單元。
9. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其還包含用于向反應(yīng)容器供應(yīng)脫氯試劑的試劑供應(yīng)單元；設(shè)置在反應(yīng)容器內(nèi)并在廢絕緣油中產(chǎn)生渦流的攪拌葉片；禾口設(shè)置在反應(yīng)容器內(nèi)并加熱廢絕緣油的加熱單元。
10. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述廢棄物包括變壓器，且所述裝置還包含用于向已經(jīng)通過排出泵從中排出廢絕緣油的變壓器的初級(jí)線圈供應(yīng)交流電的電源單元，和用于使已經(jīng)通過排出泵從中排出廢絕緣油的變壓器的次級(jí)線圈短路的短接電路。
11. 如權(quán)利要求6所述的裝置，其中所述廢棄物包括變壓器，且所述裝置還包含用于向已經(jīng)通過排出泵從中排出廢絕緣油的變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈供應(yīng)直流電的電源單元。
12. —種處理廢絕緣油的裝置，其包含用于容納廢棄物并使廢絕緣油與脫氯試劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的輔助容器；設(shè)置在輔助容器內(nèi)并在廢絕緣油中產(chǎn)生渦流的攪拌葉片；禾口設(shè)置在輔助容器內(nèi)并加熱廢絕緣油的加熱單元。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述廢棄物包括變壓器，且所述裝置還包含用于向變壓器的初級(jí)線圈供應(yīng)交流電的電源單元，和用于使變壓器的次級(jí)線圈短路的短接電路。
14. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其中所述廢棄物包括變壓器，且所述裝置還包含用于向變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈供應(yīng)直流電的電源單元。
15. —種處理廢絕緣油的方法，其包含如下步驟(a) 把廢棄物內(nèi)的廢絕緣油引入反應(yīng)容器；(b) 將引入到反應(yīng)容器中的廢絕緣油加熱；(C)將脫氯試劑分散在經(jīng)加熱的廢絕緣油中；禾口(d)攪拌并加熱廢絕緣油，使得廢絕緣油與脫氯試劑互相反應(yīng)。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，所述方法還包含在步驟(d)之后的步驟(e):把高溫廢絕緣油排出至所述廢棄物。
17. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述廢棄物包括變壓器，且所述方法還包含在步驟(e)之后的步驟(f):向變壓器的初級(jí)線圈供應(yīng)交流電和使變壓器的次級(jí)線圈短路，從而將排出的廢絕緣油加熱。
18. 如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述廢棄物包括變壓器，且所述方法還包含在步驟(e)之后的步驟(f):向變壓器的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈供應(yīng)直流電，從而將排出的廢絕緣油加熱。
19. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(a)包含通過把廢絕緣油引入反應(yīng)容器直到反應(yīng)容器的最高液位，以除去反應(yīng)容器內(nèi)的空氣。
20. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(a)包含如下步驟(a-l)把廢絕緣油引入預(yù)處理罐；(a-2)對(duì)引入預(yù)處理罐的廢絕緣油進(jìn)行加熱，從而從廢絕緣油中除去水分；禾口 (a-3)把已從中除去水分的廢絕緣油引入反應(yīng)容器。
全文摘要
在采用化學(xué)脫氯反應(yīng)的常規(guī)鈉金屬分散法中，為了除去變壓器中殘留的多氯聯(lián)苯等，需要溶劑清洗裝置和真空加熱離析設(shè)備處理方法。然而，本發(fā)明的目的是提供一種在無需上述處理方法的情況下快速處理含多氯聯(lián)苯的廢絕緣油內(nèi)的多氯聯(lián)苯并分解變壓器內(nèi)的部件(容器、鐵芯類部件、紙或木材類部件等)中殘留的多氯聯(lián)苯的處理方法及裝置。此外，本發(fā)明提供一種移動(dòng)式處理裝置，所述裝置通過利用簡化的處理方法可以甚至能夠?qū)⑵浒惭b在車輛上的程度的面積使用，無需大的處理廠占地面積。在常規(guī)的鈉分散法中，為了通過升溫提高脫氯試劑與多氯聯(lián)苯分子之間的反應(yīng)幾率，通過熱分散增加脫氯試劑與多氯聯(lián)苯分子之間的接觸幾率。因此，不得不盡可能地保持高反應(yīng)溫度(160～1700℃)，所以存在的問題是反應(yīng)爐中消耗了大量的能量并且增加了處理時(shí)的費(fèi)用。本發(fā)明改進(jìn)了上述問題，并且提供一種不僅通過熱分散，而且通過物理分散增大脫氯試劑成分與廢絕緣油內(nèi)多氯聯(lián)苯分子之間的接觸幾率，從而即使在約130℃的低溫下也充分地發(fā)生所需反應(yīng)的方法。因此，當(dāng)與其它處理方法相比時(shí)，本發(fā)明是節(jié)省的。
文檔編號(hào)C08J11/10GK101778892SQ200880101658
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2008年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
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