説明

油洗浄装置及び絶縁油洗浄システム

【課題】分離した水に含まれる有機酸を可能な限り除去し、配管の腐食を防止することができる油洗浄装置を提供する。
【解決手段】未処理油38と所定濃度の塩化ナトリウムとを混合して乳化液を生成するスタティックミキサ20と、スタティックミキサ20により生成された乳化液を通過させる際に乳化液を構成する油滴及び水滴を遠心力により成長させて噴射するライフル管21と、噴射された油滴及び水滴を汚染物を含む油と水とに分離する液体サイクロン22と、分離された汚染物を含む油23と水24とを静置する貯留槽A、B、Cと、分離された水24に含まれる水溶液不純物を酸化分解する電解装置26と、分離された水24を強制的に循環させるポンプ27と、を備えて構成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、油洗浄装置に関し、詳しくは、汚染物を含む油及び水からなる未処理油を油と水に分離して、分離された水に含まれる有機酸を分解して次工程に供給する油洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来から、電力会社が所有する柱上トランスは、寿命が到来すると回収されて内部の絶縁油等が抜かれて再利用される。しかし、回収した絶縁油中には、水分と水溶性の有機物(主に有機酸類)が含まれているため、更に減圧蒸留していく過程で、水溶性の有機物がストレーナ内のエレメントに付着して目詰まりを引き起こすといった問題がある。また、絶縁油中に含まれる水分には有機酸が含まれているために、配管を腐食させてシステムを停止させるといった事態を引き起こす。更に、絶縁油中のPCB汚染物を検出するためにモニタが備えられているが、有機酸に反応してPCBが測定不能になるといった問題もある。
この問題を解決するために、特許文献1及び2には、廃液を電気分解により効率よく油水分離を行う方法及び装置について開示されている。また、特許文献3には、金属触媒と次亜塩素酸により廃液を処理する方法について開示されている。
【特許文献1】特開平9−313805号公報
【特許文献2】特開平10−85563号公報
【特許文献3】特許第3587281号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかし、特許文献1及び2に開示されている従来技術は、油水分離を行なう方法については開示されているが、有機酸類を分解することができないため、洗浄後にPCBを含む廃液が多量に発生するといった問題がある。
また、特許文献3に開示されている従来技術は、金属触媒を使用するため、廃触媒が発生し、この廃触媒はPCB汚染物となり処理装置が必要となるといった問題がある。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、油と水を分離した後に、油水分離槽に静置して洗浄し、有機酸が含まれる水だけを電気分解して循環させることにより、分離した水に含まれる有機酸を可能な限り除去し、配管の腐食を防止することができる油洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0004】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項1は、汚染物を含む油、及び水からなる未処理油を、油と水に分離して次工程に供給する油洗浄装置であって、 前記未処理油と所定濃度の塩化ナトリウムとを混合して乳化液を生成する混合手段と、該混合手段により生成された乳化液を汚染物を含む油と水とに分離する油水分離手段と、前記油水分離手段により分離された水に含まれる水溶液不純物を酸化分解する電気分解手段と、を備え、前記電気分解手段により酸化分解された水を前記油水分離手段に戻して循環させるように構成したことを特徴とする。
本発明では、未処理油に所定濃度の塩化ナトリウムを混合して乳化液とする。この処理は、油中の有機酸、アルコール類、その他水溶性不純物を水層に抽出させるためである。この乳化液を汚染物を含む油と水とに分離する。分離する方法は公知の技術を利用して実現できる。本発明では、油と水に分離した後に、水に含まれる水溶液不純物を酸化分解(電気分解)して油水分離手段に戻して循環させるように構成した。これにより、水に含まれる不純物を分解することにより有機酸も分解して、配管の腐食を防止することができる。
【0005】
請求項2は、前記油水分離手段は、前記混合手段により生成された乳化液を通過させる際に該乳化液を構成する油滴及び水滴を遠心力により成長させて噴射するライフル管と、噴射された油滴及び水滴を汚染物を含む油と水とに分離する液体サイクロンと、分離された汚染物を含む油と水とを静置する貯留槽と、を備えていることを特徴とする。
本発明の油水分離手段は、油と水の比重の違いを利用して分離する。即ち、乳化液は、均一には溶け合わない2つの液体の一方が、微粒子となって他方の液体中に分散し、エマルションを生成する現象である。このような乳化液をある程度の大きさの粒状にするために、ライフル管により油滴及び水滴を遠心力により成長させて噴射させる。噴射された粒状の液は液体サイクロンにより水は遠心力により液体サイクロンの壁面に集積し、サイクロン効果により油は気液接触しながら上昇して上部ノズルから導出され、水は壁面を沿って下部ノズルから導出される。その結果、比重の軽い油は上部に、比重の重い水は下部に貯留する。これにより、簡単な機構により油と水を効率よく分離することができる。
【0006】
請求項3は、前記油水分離手段により分離された水を強制的に循環させる循環手段を備え、該循環手段からの水を前記電気分解手段と前記混合手段とに分岐して供給するように構成したことを特徴とする。
貯留槽に貯留された水には塩化ナトリウムと汚染物が含まれている。その水を電気分解することにより、水に含まれる有機酸類が分解される。そこで本発明では、油水分離手段により分離された水を強制的に循環させる循環手段(ポンプ等)を備え、循環手段からの水を電気分解手段と混合手段とに分岐して供給する。これにより、油水分離手段により分離された水を効率よく電気分解することができると共に、未処理油と水との混合を効率よく行うことができる。
請求項4は、前記循環手段からの水を前記電気分解手段に供給し、該電気分解手段により酸化分解された水を前記貯留槽と前記混合手段とに分岐して供給するように構成したことを特徴とする。
本発明では、電気分解した水を貯留槽と混合手段に分岐するように構成した。これにより、混合された乳化液に含まれる水の汚染物を減少させることができる。
請求項5は、前記貯留槽は、上流から下流に向けて配列され上部に開口を有する仕切板により仕切られた複数の貯留室を有し、上流側貯留室の上部開口と、隣接する下流側貯留室の下部開口を連通させる溝を備えていることを特徴とする。
最上流の貯留室に液体サイクロンにより分離された油と水が貯留される。そして、油成分は水より比重が小さいので上部に貯留する。従って、上部に油成分が貯留し、下部には水が貯留して分離する。そこで本発明では、上流側貯留室の上部開口と、隣接する下流側貯留室の下部開口を連通させる溝を備え、上部開口からオーバフローした油を溝に流して下流側貯留室に順次貯留していく。これにより、油と水を時間をかけて確実に分離することができる。
【0007】
請求項6は、分解された柱上変圧器から汚染物を含む油と水を蒸発させる真空加熱設備と、前記汚染物を含む油と水を凝縮する凝縮器と、該凝縮器により発生した空気を排気する真空ポンプと、前記凝縮器により凝縮された汚染物を含む油と水に分離して次工程に供給する請求項1乃至5の何れか一項に記載の油洗浄装置と、該油洗浄装置により洗浄された油を一時的に貯留する回収油貯蔵タンクと、該回収油貯蔵タンクからの油に含まれる不純物を除去するストレーナと、を備えた柱上変圧器リサイクルセンタと、前記柱上変圧器リサイクルセンタにより回収された汚染物を含む油と水を受け入れる受入タンクと、前記汚染物を含む油と水に含まれる水分を抜取る減圧蒸留槽と、水分が抜かれた汚染物を含む油にナトリウムを入れてPCBを分解する反応槽と、前記PCBが分解したか否かを確認する分解確認槽と、を少なくとも備えた絶縁油リサイクルセンタと、を備えたことを特徴とする。
絶縁油洗浄システムは、大きく分けて2つの部分により構成されている。即ち、回収された柱上変圧器から絶縁油を回収して、分解した柱上変圧器から汚染物を含む油と水を抽出して洗浄する柱上変圧器リサイクルセンタと、柱上変圧器リサイクルセンタにより回収された絶縁油と汚染物を含む油に含まれるPCBを分解する絶縁油リサイクルセンタにより構成されている。そして、柱上変圧器リサイクルセンタに本発明の油洗浄装置を設置して、油と水を分離し、且つ水に含まれる有機酸類を分解する。これにより、システムを構成する配管の腐食を防止し、且つシステムのPCB検出精度を高めることができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、油と水に分離した後に、水に含まれる水溶液不純物を酸化分解(電気分解)して油水分離手段に戻して循環させるように構成したので、水に含まれる不純物を分解することにより有機酸も分解して、配管の腐食を防止することができる。
また、ライフル管により油滴及び水滴を遠心力により成長させて噴射させ、噴射された粒状の液は液体サイクロンにより水は遠心力により液体サイクロンの壁面に集積し、サイクロン効果により油は気液接触しながら上昇して上部ノズルから導出され、水は壁面を沿って下部ノズルから導出される。その結果、比重の軽い油は上部に、比重の重い水は下部に貯留するので、簡単な機構により油と水を効率よく分離することができる。
また、油水分離手段により分離された水を強制的に循環させる循環手段(ポンプ等)を備え、循環手段からの水を電気分解手段と混合手段とに分岐して供給するので、油水分離手段により分離された水を効率よく電気分解することができると共に、未処理油と水との混合を効率よく行うことができる。
また、電気分解した水を貯留槽と混合手段に分岐するように構成したので、混合された乳化液に含まれる水の汚染物を減少させることができる。
また、上流側貯留室の上部開口と、隣接する下流側貯留室の下部開口を連通させる溝を備え、上部開口からオーバフローした油を溝に流して下流側貯留室に順次貯留していくので、油と水を時間をかけて確実に分離することができる。
また、柱上変圧器リサイクルセンタに本発明の油洗浄装置を設置して、油と水を分離し、且つ水に含まれる有機酸類を分解するので、システムを構成する配管の腐食を防止し、且つシステムのPCB検出精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図1は本発明の絶縁油洗浄システム構成を模式化して示す図である。この絶縁油洗浄システム100は、分解された柱上変圧器から汚染物を含む油と水を蒸発させる真空加熱設備1と、汚染物を含む油と水を凝縮する凝縮器2と、凝縮器2により発生した空気を排気する真空ポンプ4と、凝縮器2により凝縮された汚染物を含む油と水を分離する油洗浄装置3と、油洗浄装置3により洗浄された油を一時的に貯留する回収油貯蔵タンク5と、回収油貯蔵タンク5からの油に含まれる不純物を除去するストレーナ6と、を備えた柱上変圧器リサイクルセンタ50と、柱上変圧器リサイクルセンタ50により回収された汚染物を含む油と水と、柱上変圧器から回収した絶縁油を受け入れる絶縁油受入タンク7と、絶縁油に含まれる不純物を除去するストレーナ8と、汚染物を含む油と水に含まれる水分を抜取る減圧蒸留槽9と、汚染物を含む油に含まれる不純物を除去するストレーナ10と、ポンプ11と、水分が抜かれた汚染物を含む油にナトリウムを入れてPCBを分解する反応槽12と、PCBが分解したか否かを確認する分解確認槽13と、を少なくとも備えた絶縁油リサイクルセンタ51と、を備えて構成されている。
【0010】
次にリサイクルする工程を手順を追って説明する。まず、不要となった柱上変圧器は中の絶縁油を抜いて絶縁油受入タンク7に貯留する。そして、柱上変圧器を分解して木屑、トランス、銅線等を真空加熱設備1により油、水、PCBを蒸発させて凝縮器2により凝縮する。凝縮器2で発生した空気は真空ポンプ4により排気ラインに排気される。また、凝縮器2で凝縮された油には紙屑や粉塵がまだ混入しているので、油洗浄装置3により油と水に分離して、且つ水に含まれる有機酸を電気分解により分解して(詳細は後述する)回収油貯蔵タンク5に一旦貯蔵され、ストレーナ6により紙屑や木屑を濾過して絶縁油リサイクルセンタ51の絶縁油受入タンク7に貯留する。貯留された絶縁油は、ストレーナ8を介して濾過され、更に減圧蒸留槽9により完全に水分を抜取る。しかし、その絶縁油にはまだPCBが混入しているので、ストレーナ10を通過してポンプ11により反応槽12に送られ、反応槽12ではナトリウムを入れてPCBを分解する。分解された絶縁油にPCBが含まれていないか否かを確認するために、分解確認槽13により確認して、PCBが確認されなくなるまで、ポンプ14によりフィードバックする。その結果、ポンプ14からは、PCBが含まれない絶縁油16を回収することができる。
即ち、絶縁油洗浄システム100は、大きく分けて2つの部分により構成されている。即ち、回収された柱上変圧器から絶縁油を回収して、分解した柱上変圧器から汚染物を含む油と水を抽出して洗浄する柱上変圧器リサイクルセンタ50と、柱上変圧器リサイクルセンタ50により回収された絶縁油と汚染物を含む油に含まれるPCBを分解する絶縁油リサイクルセンタ51により構成されている。そして、柱上変圧器リサイクルセンタ50に本発明の油洗浄装置3を設置して油と水を分離し、且つ水に含まれる有機酸類を分解する。これにより、システムを構成する配管の腐食を防止し、且つシステムのPCB検出精度を高めることができる。
【0011】
図2は本発明の実施形態に係る油洗浄装置の構成を示す模式図である。この油洗浄装置3は、汚染物を含む油及び水からなる未処理油38を、油と水に分離して次工程に供給する油洗浄装置3であって、未処理油38と所定濃度(本実施形態では約3%)の塩化ナトリウムとを混合して乳化液を生成するスタティックミキサ(混合手段)20と、スタティックミキサ20により生成された乳化液を通過させる際に乳化液を構成する油滴及び水滴を遠心力により成長させて噴射するライフル管21と、噴射された油滴及び水滴を汚染物を含む油と水とに分離する液体サイクロン22と、分離された汚染物を含む油23と水24とを静置する貯留槽A、B、C(ライフル管21、液体サイクロン22及び貯留槽A、B、Cにより油水分離手段を構成する)と、分離された水24に含まれる水溶液不純物を酸化分解する電解装置(電気分解手段)26と、分離された水24を強制的に循環させるポンプ(循環手段)27と、を備えて構成される。尚、管29により貯留槽B、Cに貯留した水を管28に戻すようにしても良い。
本実施形態では、未処理油38に約3%の塩化ナトリウムを混合して乳化液とする。この処理は、油中の有機酸、アルコール類、その他水溶性不純物を水層に抽出させるためである。この乳化液を汚染物を含む油と水とに分離する。分離する方法は公知の技術を利用して実現できる。本実施形態では、油と水に分離した後に、水に含まれる水溶液不純物を酸化分解(電気分解)して貯留槽Aに戻して循環させるように構成した。これにより、水に含まれる不純物を分解することにより有機酸も分解して、配管の腐食を防止することができる。
【0012】
また、本発明の液体サイクロン22は、油と水の比重の違いを利用して分離する。即ち、乳化液は、均一には溶け合わない2つの液体の一方が、微粒子となって他方の液体中に分散し、エマルションを生成する現象である。このような乳化液をある程度の大きさの粒状にするために、ライフル管21により油滴及び水滴を遠心力により成長させて噴射させる。噴射された粒状の液は液体サイクロン22により水は遠心力により液体サイクロン22の壁面に集積し、サイクロン効果により油23は気液接触しながら上昇して上部ノズル30から導出され、水24は壁面を沿って下部ノズル31から導出される。その結果、比重の軽い油23は上部に、比重の重い水24は下部に貯留する。これにより、簡単な機構により油と水を効率よく分離することができる。
また、貯留槽A、B、Cは、上流から下流に向けて配列され上部に開口33を有する仕切板35、36により仕切られた複数の貯留室A、B、Cを有し、上流側貯留室Aの上部開口33と、隣接する下流側貯留室Bの下部開口34を連通させる溝37を備えている。即ち、最上流の貯留室Aに液体サイクロン22により分離された油23と水24が貯留される。そして、油成分は水より比重が小さいので上部に貯留する。従って、上部に油成分が貯留し、下部には水が貯留して分離する。そこで本実施形態では、上流側貯留室Aの上部開口33と、隣接する下流側貯留室Bの下部開口34を連通させる溝37を備え、上部開口33からオーバフローした油を溝37に流して下流側貯留室B、Cに順次貯留していく。これにより、油23と水24を時間をかけて確実に分離することができる。
【0013】
また、貯留槽Aに貯留された水24には塩化ナトリウムと汚染物が含まれている。その水を電気分解することにより、水に含まれる有機酸類が分解される。そこで本実施形態では、液体サイクロン22により分離された水24を強制的に循環させるポンプ27を備え、ポンプ27からの水を電解装置26とスタティックミキサ20とに分岐して供給する。これにより、液体サイクロン22により分離された水24を効率よく電気分解することができると共に、未処理油と水との混合を効率よく行うことができる。
また、ポンプ27からの水を電解装置26に供給し、電解装置26により酸化分解された水を貯留槽Aに貯留された水24とスタティックミキサ20とに分岐して供給するように構成しても構わない。本実施形態では、電気分解した水を貯留槽Aに貯留された水24とスタティックミキサ20に分岐するように構成したので、混合された乳化液に含まれる水の汚染物を減少させることができる。
【0014】
図3は本発明の油洗浄装置の動作を説明するフローチャートである。図2を参照して説明する。まず、未処理油38と濃度3%の塩化ナトリウム溶液をスタティックミキサ20により混合する(S1)。混合された乳化液をライフル管21により回転を加えて遠心力により油滴、水滴を成長させて噴射する(S2)。噴射された油滴、水滴は液体サイクロン22に供給され、洗浄された油23と水24に大まかに分離する(S3)。水24は貯留槽Aの下部に貯留し、油23は貯留槽Aの上部に貯留する。分離された油23と水24は貯留槽Aに静置させる(S4)。貯留槽Aに静置された水24は管28を介してポンプ27によりスタティックミキサ20と電解装置26に分岐して供給される。電解装置26に供給された水は、水に含まれる有機酸、アルコール類、その他水溶液不純物を酸化分解して、再び貯留槽Aに戻される(S5)。
【0015】
(実施例)
図4は電解装置による効果を確認する試験装置の構成を示す図である。この試験装置は、陰極40と陽極41に白金電極を使用し、バッテリ42のプラス電極に陽極41を接続し、バッテリ42のマイナス電極に陰極41を接続し、直列に電流計43を接続し、並列に電圧計44を接続する。そして電圧の調整は可変抵抗Rにより行なった。
実験方法として受入絶縁油を同量の3%塩水で1回洗浄し、その塩水の電気分解を行なうことにより塩水中に抽出された有機物の推移をTOC(全有機炭素)及びpHで確認する。尚、1回洗浄後の油層のTOC及びpHの測定を行なった。
図5は試験結果をグラフに表した図である。図5(a)は、TOCの濃度と電解時間の関係を表す図であり、この図から解るとおり、電解時間が4時間まではTOCの濃度は漸減するが、約4時間後から急激に濃度が低下するのが解る。このことから、電解装置を駆動してから4〜6時間後に分解の効果が現れるのがわかる。
図5(b)はTOC減少率と電解時間の関係を表す図であり、この図から解るとおり、電解時間が4時間まではTOCの減少率は漸増するが、約4時間後から急激に減少率が増加するのが解る。このことから、電解装置を駆動してから4〜6時間後にTOCが分解される率が高まるのがわかる。
【0016】
以上の結果から、
1) 電気分解によりTOCの値が経時的減少する。
2) TOCの値が減少していることから有機酸の一部は分解されていると思われる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の絶縁油洗浄システム構成を模式化して示す図である。
【図2】本発明の実施形態に係る油洗浄装置の構成を示す模式図である。
【図3】本発明の油洗浄装置の動作を説明するフローチャートである。
【図4】電解装置による効果を確認する試験装置の構成を示す図である。
【図5】電解装置による効果を確認する試験装置による試験結果を表す図である。
【符号の説明】
【0018】
1 真空加熱設備、2 凝縮器、3 油洗浄装置、4 真空ポンプ、5 回収油貯蔵タンク、6、8、10、11、14 ポンプ、 ストレーナ、7 絶縁油受入タンク、9 減圧蒸留槽、12 反応槽、13 分解確認槽、20 スタティックミキサ、21 ライフル管、22 液体サイクロン、23 汚染物を含む油、24 汚染物を含む水、26 電解装置、27 ポンプ、38 未処理油、A、B、C 貯留槽、100 絶縁油洗浄システム

【特許請求の範囲】
【請求項1】
汚染物を含む油、及び水からなる未処理油を、油と水に分離して次工程に供給する油洗浄装置であって、
前記未処理油と所定濃度の塩化ナトリウム液とを混合して乳化液を生成する混合手段と、
該混合手段により生成された乳化液を汚染物を含む油と水とに分離する油水分離手段と、
前記油水分離手段により分離された水に含まれる水溶液不純物を酸化分解する電気分解手段と、を備え、
前記電気分解手段により酸化分解された水を前記油水分離手段に戻して循環させるように構成したことを特徴とする油洗浄装置。
【請求項2】
前記油水分離手段は、前記混合手段により生成された乳化液を通過させる際に該乳化液を構成する油滴及び水滴を遠心力により成長させて噴射するライフル管と、噴射された油滴及び水滴を汚染物を含む油と水とに分離する液体サイクロンと、分離された汚染物を含む油と水とを静置する貯留槽と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の油洗浄装置。
【請求項3】
前記油水分離手段により分離された水を強制的に循環させる循環手段を備え、該循環手段からの水を前記電気分解手段と前記混合手段とに分岐して供給するように構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の油洗浄装置。
【請求項4】
前記循環手段からの水を前記電気分解手段に供給し、該電気分解手段により酸化分解された水を前記貯留槽と前記混合手段とに分岐して供給するように構成したことを特徴とする請求項1又は2に記載の油洗浄装置。
【請求項5】
前記貯留槽は、上流から下流に向けて配列され上部に開口を有する仕切板により仕切られた複数の貯留室を有し、上流側貯留室の上部開口と、隣接する下流側貯留室の下部開口を連通させる溝を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載の油洗浄装置。
【請求項6】
分解された柱上変圧器から汚染物を含む油と水を蒸発させる真空加熱設備と、前記汚染物を含む油と水を凝縮する凝縮器と、該凝縮器により発生した空気を排気する真空ポンプと、前記凝縮器により凝縮された汚染物を含む油と水に分離して次工程に供給する請求項1乃至5の何れか一項に記載の油洗浄装置と、該油洗浄装置により洗浄された油を一時的に貯留する回収油貯蔵タンクと、該回収油貯蔵タンクからの油に含まれる不純物を除去するストレーナと、を備えた柱上変圧器リサイクルセンタと、
前記柱上変圧器リサイクルセンタにより回収された汚染物を含む油と水を受け入れる受入タンクと、前記汚染物を含む油と水に含まれる水分を抜取る減圧蒸留槽と、水分が抜かれた汚染物を含む油にナトリウムを入れてPCBを分解する反応槽と、前記PCBが分解したか否かを確認する分解確認槽と、を少なくとも備えた絶縁油リサイクルセンタと、を備えたことを特徴とする絶縁油洗浄システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公開番号】特開2010−137191(P2010−137191A)
【公開日】平成22年6月24日(2010.6.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−318114(P2008−318114)
【出願日】平成20年12月15日(2008.12.15)
【出願人】(000211307)中国電力株式会社 (6,505)
【Fターム(参考)】