FI78367C - Foerfarande foer att ersaetta pcb-haltiga askarelblandningar i elektriska induktionsanordningar med pcb-fria dielektriska kylmedel. - Google Patents

Description

1 78367

Menetelmä sähköisissä induktiolaitteissa käytettyjen, PCBrtä sisältävien askarel-seosten korvaamiseksi PCB:tä sisältämättömillä dielektrisillä jäähdytysaineilla Förfarande för att ersätta PCB-haltiga askarelblandningar i elektriska induktionsanordningar med PCB-fria dielektriska kylmedel

Keksintö kohdistuu sähköisiin induktiolaitteisiin, esimerkiksi sähköisiin tehomuuntajiin, erityisesti näiden laitteiden sisältämiin dielektrisiin jäähdytysnesteisiin, ja erityisemmin niihin jäähdytysaineisiin, jotka käsittävät ja jotka aineosanaan sisältävät polykloorattua bifenyyliä, PCB. Edelleen erityisemmin tämä keksintö kohdistuu menetelmiin PCB:tä sisältävien sähköisten induktiolaitteiden, kuten muuntajien, saattamiseksi PCBrtä olennaisesti sisältämättömiksi muuntajiksi, jotta nämä muuntajat saataisiin vastaamaan US-asetusten mukaisia "PCBrtä sisältämättömiä muuntajia".

PCBrt on todettu erinomaisiksi muuntajien jäähdytysaineiksi niiden palamattomuuden, kemiallisen stabiilisuuden ja lämpö-stabiilisuuden sekä hyvien dielektristen ominaisuuksien ansiosta. US patenttijulkaisussa 2 582 200 esitetään pelkän PCBm tai sen ja yhteensopivien viskositeetin säätäjien, kuten tri-klooribentseenin, muodostaman seoksen käyttö, ja tällaisista triklooribentseenistä ja- PCBrstä muodostuvista seoksista käytetään yleisnimitystä "askarel-seokset". Nämä askarel-seokset voivat myös sisältää pieniä määriä lisäaineita, kuten etyyli-silikaattia, epoksiyhdisteitä ja muita sellaisia aineita, joita käytetään puhdistavina lisäaineina halogeeniyhdisteiden hajoamistuotteiden takia, joita hajoamistuotteita saattaa olla tuloksena mahdollisesti syntyvästä valokaaresta. Normissa ASTM D-2283-75 kuvataan lukuisia askarel-tyyppejä, ja siinä tarkastellaan niiden fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

2 78367

Kuitenkin toksisia aineita käsittelevässä US-asetuksessa (U.S. Toxic Substances Control Act of 1976) PCB:t on luokiteltu ympäristöllisesti ja fysiologisesti vaarallisiksi aineiksi, ja niiden hyvästä kemiallisesta stabiilisuudesta johtuen PCB:t ovat luonnossa hajoamattomia. Näin ollen ne säilyvät ympäristössä ja niiden pitoisuus saattaa jopa suurentua biologisesti ajatellen (keräytyminen korkeampiin eliöihin ravintoketjun välityksellä). Tästä syystä johtuen muuntajia ei enää Yhdysvalloissa valmisteta PCBjtä tai askarel-nesteitä käyttäen. Koska tietyissä olosuhteissa käytetään edelleen vanhoja PCB:tä sisältäviä yksiköitä, niin varotoimenpiteistä, kuten suoja-ojista, huolehtiminen sekä säännöllisten tarkastusten suorittaminen on välttämätöntä. PCB:tä sisältävien muuntajien haittana on edelleen se, että sydämen tyhjentämistä vaativat huollot ovat kiellettyjä, ja että muuntajan omistaja on vastuussa ympäristön kaikenlaisesta likaantumisesta, puhdistuskustannukset mukaanlukien, joka johtuu vuodoista, säiliön vaurioitumisesta tai muista PCB-päästöistä, tai johtuen tulipalojen seurauksina toksisten sivutuotteiden emissioista. PCB:tä sisältävän muuntajan korvaamiseksi on välttämätöntä (1) poistaa muuntaja käytöstä, (2) tyhjentää muuntaja PCB:stä ja huuhdella yksikkö määräyksiä vastaavasti, (3) poistaa yksikkö ja korvata se uudella muuntajalla, sekä (4) kuljettaa vanha muuntaja hyväksytylle täyttömaa-alueelle sen hautaamiseksi (tai kiinteän jätteen polttolaitokseen). Tämänkin jälkeen muuntajan omistaja, joka sopii sen hautaamisesta, omistaa edelleen tämän muuntajan ja on edelleen vastuussa (laillisesti vastuussa) kaikista tulevista muuntajan aiheuttamista saasteongelmista. Tämän korvaustoimenpiteen aikana syntyneet nestemäiset jätteet on poltettava erityisesti tätä tarkoitusta varten hyväksytyissä laitoksissa. Näin ollen PCB-muuntajan korvaaminen saattaa olla kallista, mutta merkittävämmin, koska suurin osa pelkkää PCB:tä sisältävistä muuntajista tai askarel-muuntajista on sisätiloissa, rakennusten perustoissa tai erityisissä suljetuissa, mahdollisesti vaikeapääsyisissä tiloissa, muuntajan 3 78367 poistaminen tai asentaminen ei ehkä ole fyysisesti mahdollista/ eikä se ole toivottavaa pääoman hyväksikäyttöäkään ajatellen.

Tämän ongelman toivottavana lähestymistapana olisi PCB-öljyn korvaaminen vaarattomalla/ yhteensopivalla nestemäisellä aineella. Uusissa muuntajissa käytetään lukuisia erityyppisiä nestemäisiä aineita, kuten on esitetty julkaisuissa Robert A. Westin, "Assessment of the Use of selected Replacement Fluids for PCB's in Electrical Equipment", EPA, NTIS, PB-296377, 1. maaliskuuta, 1979; J. Reason ja W. Bloomquist, "PCB Replacements: Where the Transformer Industry Stands Now", Power, lokakuu, 1979, s. 64...65; Harry R. Sheppard, "PCB Replacement in Transformers", Proc. of the Am. Power Conf., ss. 1062...68; Chem. Week, 130, 3, 24 (1/20/82); A. Kaufman, Chem. Week, 130, 9, 5 (3/3/82) ; CMR Chem. Bus., 20. lokakuuta, 1980, s. 26; Chem. Eng., 18. heinäkuuta, 1977, s. 57; BE patenttijulkaisu 893 389; Europ. Plastic News, kesäkuu, 1978, s. 56. Näitä ovat muun muassa silikoniöljyt, kuten polydimetyylisiloksaaniöljyt, muunnetut hiilivedyt (korkean leimahduspisteen aikaansaamiseksi, kuten RTEmp, RTE-Corporation yhtiön patentilla suojattu nestemäinen aine), synteettiset hiilivedyt (poly-alfa-olefii-nit), viskositeetiltaan suuret esterit (kuten dioktyyli-ftalaatti ja PAO-13-C, yhtiön Uniroyal Corporation patentilla suojattu nestemäinen aine) sekä fosfaattiesterit. Lukuisia halogenoituja alkyyli-ja aryyliyhdisteitä on käytetty. Näitä ovat nestemäiset trikloori- ja tetraklooribentseenit ja -tolu-eenit sekä näistä valmistetut, patentilla suojatut seokset (esimerkiksi tetraklooridiaryylimetaanin ja triklooritolueenin isomeerien muodostamat nestemäiset seokset). Erityisen sopivia ovat trikloori- ja tetraklooribentseenin isomeereistä muodostuvat nestemäiset seokset, koska ne ovat huonosti syttyviä (eli niillä on korkea syttymispiste), ja koska niiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin poistettavilla askarel-seoksilla. Muita tällaisia ehdotettuja nestemäisiä aineita ovat tetrakloorietyleeni (esim. yhtiön 4 78367

Diamond Shamrock tuote Perclene TG) ja polyol it sekä muut ester it.

Näistä kaikista PCB:tä sisältämättömistä nestemäisistä aineista laajimmin hyväksyttyjä ovat silikoniöljyt. Niiden kemialliset, fysikaaliset ja sähköiset ominaisuudet ovat erinomaiset. Niiden syttymispisteet ovat korkeita (yli 300 °C) ja niillä ei ole tunnettuja toksisia tai ympäristöllisiä ongelmia. Nämä öljyt ovat päästään trimetyylisilyylillä päätettyjä poly(dime-tyylisiloksaaneja):

(CH3)3S1O((CH3)2S1O)nSi(CH3)3 Kaava A

missä luvun n arvo on riittävä saamaan aikaan toivotun viskositeetin, kuten esimerkiksi 25 °C:n lämpötilassa suuruudeltaan noin 50 senttistokea (mm2/s) olevan viskositeetin. Käytettäviksi soveltuvia kaupallisia silikoniöljyjä on saatavissa yhtiöstä Union Carbide (L-305), ja muista vastaavista. Lisäksi US patenttijulkaisussa 4 146 491, GB patenttijulkaisussa 1 540 138 sekä GB patenttijulkaisussa 1 589 433 esitetään silikoniöljyistä ja lukuisista lisäaineista muodostuvat seokset, näiden lisäaineiden parantaessa silikoniöljyn sähköistä suorituskykyä kondensaattoreissa, muuntajissa ja muissa samankaltaisissa sähkölaitteissa, ja niissä esitetään polysiloksaa-nien käyttö metyylistä poikkeavien alkyyli- ja aryyliryhmien kanssa.

Vanhoissa muuntajissa käytettyjen PCBstä sisältävien askarel-seosten korvaaminen silikoniöljyillä tai jollakin muulla korvaavalla nestemäisellä aineella saattaa vaikuttaa yksinkertaiselta ratkaisulta, mitä se ei kuitenkaan ole. Tyypillinen muuntaja sisältää paljon eristävää selluloosamateriaalia, joka estää sähkökäämien, jne., epäasianmukaiset kontaktit sekä valokaarien muodostumisen niissä. Luonnollisestikin tämä materiaali on kyllästetty askarel-seoksella ja se saattaa käsittää 3...12% muuntajassa olevan nesteen kokonaistilavuudesta. Tätä 5 78367 absorboitunutta askarel-seosta ei voida juoksuttaa pois eikä sitä voida huuhtoa ulos muuntajasta millään tunnetulla menetelmällä’, menetelmän tehokkuudesta riippumatta. Kun alkuperäinen irtonainen askarel-seos korvataan uudella PCB:tä sisältämättömällä nesteellä, niin hitaasti tapahtuva diffuusioproses-si saa vanhan absorboituneen askarel-seoksen uuttoutumaan asteittain vapaaksi, ja tämän uuden nestemäisen aineen PCB-pitoisuus kasvaa. Näin ollen tämä uusi jäähdytysneste kontaminoituu.

Muuntajien luokittelussa US-määräyksissä niitä nestemäisiä aineita, joissa PCB-pitoisuus on suurempi kuin 500 ppm, nimitetään "PCB-muuntajiksi", PCB-pitoisuudeltaan 50...500 ppm olevia aineita "PCB:llä kontaminoiduiksi muuntajiksi" ja PCB-pitoisuudeltaan alle 50 ppm olevia aineita "PCB:tä sisältämättömiksi muuntajiksi". Kun näillä kahdella ensimmäisellä tavalla luokitellut aineet saattavat mahdollisen päästön tai käytöstä poistamisen tapauksessa aiheuttaa huomattavimmat kustannukset, niin mainitulle viimeiselle luokalle ei ole säädetty lainkaan US-määräyksiä. Tähän viimeiseen luokkaan pääsemiseksi PCB-pitoisuuden on pysyttävä alle 50 ppm:n vähintään 90 päivää, muuntajan ollessa toiminnassa ja sen energiatason ollessa riittävä vähintään 50 °C:n lämpötilojen muodostumiseksi. Tämä edellyttää keskimääräiseksi eluutionopeudeksi noiden 90 päivän aikana noin 0,56 ppm/vrk. Oletettavaa on, että suurin osa, mikäli ei kaikki, US-osavaltioista ottaa käyttöön US-hallituk-sen antamia määräyksiä vastaavat tai tiukemmat määräykset. Lievemmät määräykset saattavat olla mahdollisia muualla.

Markkinoilla on lukuisia kaupallisia tyhjennysmenetelmiä, joista mainittakoon ne, jotka on kuvattu yhtiön Dow Corning Corporation mainosjulkaisussa No. 10-205-82 (1982) "The RetroSil PCB Removal System", jossa käsitellään PCB:n poista-misjärjestelmää, sekä Zero/PC/Porty-nimistä prosessia käsittelevässä, yhtiön Positive Technologies, Inc. kaupallisessa julkaisussa. Näissä menetelmissä ensipuhdistamiseen sovelletaan mahdollisimman tehokkaita toimenpiteitä, joiden aikana 6 78367 sähkölaite ei ole toiminnassa. Suurimmassa osassa käytetään nesteillä, kuten polttoöljyllä, etyleeniglykolilla tai lukuisilla klooratuilla alifaattisilla tai aromaattisilla yhdisteillä suoritettavia huuhtelusarjoja. Huuhtelunesteenä käytetään mieluiten trikloorietyleeniä. Eräissä huuhteluprosesseis-sa, kuten yhtiön Positive Technologies, Inc. menetelmässä Zero/PC/Forty, käytetään vuorotellen fluorattujen hiilivetyjen höyryllä suoritettavia kaasupesuja ja nestehuuhteluita. Kun tämä ensimmäinen puhdistustoimenpide on saatu toteutettua, muuntaja täytetään silikoninesteellä. Vaikka näiden perinpohjaisten huuhtelutoimenpiteiden odotetaankin olevan tehokkaita, niin ne eivät kuitenkaan kykene poistamaan selluloosamateriaa-lin välikköihin adsorboitunutta PCB:tä. Tämän seurauksena silikonia olevan jäähdytysaineen PCB-pitoisuus kasvaa vähitellen, kun muuntajaa käytettäessä siihen jäänyt PCB uuttoutuu nesteeseen. Tästä syystä, mikäli tavoitteena on saavuttaa PCB:tä sisältämätön tila (US-määräyksissä määritelty luokka "PCBstä sisältämätön muuntaja") on välttämätöntä joko vaihtaa määräajoin tämä silikonineste, tai puhdistaa sitä jatkuvasti, kunnes 90 vuorokauden uuttoutumisnopeudeksi saavutetaan alle 50 ppm oleva arvo.

Määräajoin tapahtuva vaihtaminen on erittäin kallista, ja koska sekä silikoni että PCB ovat olennaisesti haihtumattomia, niin tislausta ei voida käyttää niiden erottamiseen ja-muut erotusmenetelmät ovat kalliita tai tehottomia. Yhtiön Dow Corning RetroSil-prosessissa käytetään jatkuvaa hiilisuodatus-ta tämän nesteen puhdistamiseen ("The RetroSil PCB Removal -System", yhtiön Dow Corning Corp. mainosjulkaisu No. 10-205-82 (1982); Jacqueline Cox, "Silicone Transformer Fluid from Dow Reduces PCB levels to EPA Standards", Paper Trade Journal, 30. syyskuuta, 1982; T. O'Neil ja J. J. Kelly, "Silicone Retrofill of Askarel Transformers", Proc. Elec./Electron. Insul. Conf., 13, 167...170 (1977); W. C. Page ja T. Michaud, "Development of Methods to Retrofill Transformers with Silicone Transformer Liquid", Proc, Elec./Electron. Insul. Conf., 13, 159...166 (1977)). US patenttijulkaisussa 4 124 834 Westinghouse on 7 78367 patentoinut muuntajan ja siihen kuuluvan suodatusmenetelmän PCB:n poistamiseksi jäähdytysnesteestä, kun taas yhtiö RTE esittää EP patenttijulkaisussa 0023111 kloorattujen polymeerien käytön adsorboivana aineena. Näissä menetelmissä käytetyt suodattimet ovat kuitenkin erittäin kalliita ja PCB:n poistaminen hyvin tehotonta, mikä johtuu sekä selektiivisyyden puutteesta että suodatettavan PCB:n hyvin alhaisesta pitoisuudesta. Suodatuksen asemasta käytettäväksi on ehdotettu dekantoin-tia soveltavia menetelmiä (US-patenttijulkaisu 4 299 704) , jotka ovat kuitenkin epäkäytännöllisiä liukoisuuden aiheuttamista rajoituksista johtuen, ja jotka ovat hyviä ainoastaan korkeiden pitoisuuksien läsnäollessa; tai menetelmiä, joissa sovelletaan uuttamista polyglykoleilla (F. J. Iaconianni, Ά.

J. Saggiomo ja S. W. Osborn, "PCB Removal from Transformer Oil", EPRI PCB-seminaari, Dallas, Texas, 3. joulukuuta, 1981) tai ylikriittisellä hiilidioksidilla (Richard P. deFilippi, "CO2 as a Solvent; Application to Fats, Oils and Other Materials", Chem. and Ind., 19. kesäkuuta, 1982, sivut 390...94) sekä PCB:n kemiallista tuhoamista natriumilla (GB patenttijulkaisu 2 063 908) . Ainoatakaan näistä ratkaisuista ei olla todettu taloudellisesti tai kaupallisesti so-veltamiskykyiseksi askarel-muuntajien tapauksessa. Suodatus-ratkaisu saattaisi kuitenkin olla suhteellisen tehokas, vaikkakin kallis toimenpide, lukuunottamatta kuitenkaan sitä tosiseikkaa, että uuttoutumisnopeus on niin hidas, että jäännös-PCB:n pitoisuuden alentaminen sille tasolle, jossa lopullinen uuttoutuminen on hidastunut arvoltaan hyväksyttäväksi, saattaisi viedä useita vuosia (Gilbert Addis ja Bentsu Ro, "Equilibrium Study of PCB's Between Transformer Oil and Transformer Solid Materials”, EPRI PCB-seminaari, 3. joulukuuta, 1981).

Tätä ongelmaa ja sen syitä tarkastellaan julkaisussa L. A. Morgan ja R. C. Ostoff, "Problems Associated with the Retrofilling of Askarel Transformers", IEEE Power Eng. Soc., talvikokous, N.Y., N.Y., 30 tammikuuta - 4. helmikuuta 1977 , kirjoitus A77, sivu 120...9. Tyypillisen silikoniöljyn liukoi 8 78367 suus PCBihen on käytännöllisesti katsoen nolla (alle 0,5%) vähintään 100 °C:n lämpötiloissa, kun taas PCB:n liukoisuus silikoniin 25 °C:n lämpötilassa on ainoastaan 10% ja 100 °C:n lämpötilassa vain 12%. Vaikkakaan tämä rajoittunut liukoisuus ei estä silikonin valtaosaa liuottamasta saatavilla olevaa vapaata PCB:tä, niin kuitenkin se rajoittaa PCB:n kykyä dif-fundoitua selluloosamateriaalin huokosista tai siinä olevista väliköistä.

Minkä tahansa PCB:llä täyttyneen huokosen kohdalla PCB:n ulos-diffuusioon täytyy liittyä silikonin sisäändiffuusio. Tietyllä hetkellä huokosen sisään täytyy muodostua PCB:n ja silikonin välinen rajapinta, jonka lävitse kumpikaan materiaali ei voi diffundoitua kovin nopeasti. Koska PCB on liukoisempaa silikoniin kuin kääntäen, niin PCB diffundoituu hitaasti silikoniin rajapinnan edetessä vähitellen huokosen sisään. Tämä rajoittunut liukoisuus rajoittaa diffuusionopeutta, ja vaikka tämän mekanismin avulla huokonen voidaankin lopulta puhdistaa PCB:stä, niin se on kuitenkin useita suuruusluokkia hitaampi kuin siinä tapauksessa, että nämä kaksi nestemäistä ainetta olisivat keskenään sekoittuvia. Silikonin (ja monien muiden jäähdytysaineiden) suuri viskositeetti on myös estävä tekijä. Tuloksena on pitkittynyt, mahdollisesti useita vuosia kestävä uuttoutumisjakso, jonka aikana silikonia on suodatettava jatkuvasti tai se on vaihdettava määräajoin PCB:n poistamiseksi siitä. Täten PCB:n hidas uuttoutuminen silikonilla kiinteästä eristysmateriaalista on huonompi vaihtoehto kuin se, ettei tätä uuttamista suoriteta lainkaan, sillä PCB:tä sisältävien materiaalien päästöt ovat vaarana vuosien pituisen ajan. Morganin ja Osthoffin suorittamat kokeelliset tutkimukset osoittivat, esimerkiksi, että PCB:n tehokkaat diffundoituvuu-det tyypilliseen silikoniöljyyn olivat ainoastaan 1/10 viskositeetiltaan 10 senttistokea (mm^/s) olevaa hiilivetyöljyä käytettäessä saavutetuista diffundoituvuuksista, vaikkakin tästä syystä tällaisen hiilivetyöljyn käyttö tyhjentämiseen saattaisi vaikuttaa paremmalta ratkaisulta, mikäli huomioon ei tarvitsisi ottaa hiilivetyjen palamisalttiutta, niin kuitenkin 9 78367 ratkaistavana olisi edelleen ongelma PCB:n erottamiseksi kon-taminoidusta hiilivetyöljystä, jolla on korkea kiehumispiste kuten PCB:lläkin sekä kuten silikoniöljyllä.

Tämä keksintö perustuu siihen tosiseikkaan, että on olemassa sopivia, silikoniöljyyn verrattuna käyttökelpoisempia jäähdytysnesteitä rajoitetun ajan kestäviin toimintoihin, joissa uuttaminen saadaan suoritetuksi loppuun. Ne ovat riittävän haihtuvia erottuakseen PCB:stä tislaamalla, PCB:hen helposti sekoittuvia, ja niiden viskositeetti on suhteellisen alhainen, mikä takaa nopean diffundoitumisen eristysmateriaalin huokosiin. Askarel-seosten muut aineosat, eli triklooribentseeni ja tetraklooribentseeni, on todettu ihanteellisiksi nesteiksi tähän tarkoitukseen. Niitä voidaan käyttää tilapäisinä tai väliaikaisina uutto- ja jäähdytysnesteinä, kun olemassa on tulipalon vaara, kun taas keveitä hiilivetyjä voitaisiin käyttää siinä tapauksessa, että tulipalon vaaraa ei ole.

Ollaan todettu, ettei missään alalla aikaisemmin tunnetussa menetelmässä esitetä ratkaisua olennaisesti PCB:tä sisältämättömän muuntajan aikaansaamiseksi siten, että askarel-seokset poistetaan, huuhdotaan ja eluoidaan näitä seoksia sisältävistä muuntajista tilapäisesti käytettävällä dielektrisellä nesteellä, tai vaiheita, joissa muuntajan säiliö täytetään muuntajan säiliön sisältämän PCB:n kanssa sekoittuvalla, tilapäisesti käytettävällä dielektrisellä jäähdytysnesteellä, joka kykenee tunkeutumaan mainittuun sähköiseen eristykseen ja joka voidaan erottaa PCB:stä, tai vaihetta, jossa muuntaja on sähköisessä toiminnassaan, sinä aikana kun PCB:tä eluoidaan tilapäisesti käytetyllä dielektrisellä nesteellä ja jossa annetaan tämän sähköisen toiminnan jatkua sellaisen ajanjakson, joka on pituudeltaan riittävä kiinteään eristeeseen kyllästyneen PCB: n eluoitumiseksi tähän tilapäiseen dielektriseen jäähdytysnesteeseen, ja joissa PCB:n sisältämä tilapäinen jäähdytysaine juoksutetaan ulos muuntajasta, täyttöjakso toistetaan puhtaalla tilapäise ti käytettävällä jäähdytysaineella, sähköinen toiminta ja ulosjuoksuttaminen toistetaan riittävän monta 10 7 8 3 6 7 kertaa, kunnes PCB;n eluutionopeus putoaa arvoon 50 ppm, perustuen pysyväisesti käytettävän jäähdytysaineen painoon, ja sähköisen toiminnan kestettyä 90 vuorokautta, jonka jälkeen jäähdytysaine juoksutetaan ulos muuntajasta ja se erotetaan sisältämästään PCB:stä, jolloin säiliö voidaan täyttää PCB:tä sisältämättömällä, pysyväisesti käytettävällä dielektrisellä jäähdytysnesteellä, joka pysyy olennaisesti PCB:tä sisältämättömänä tämän jälkeisen sähköisen toiminnan aikana.

Keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.

Tämä keksintö perustuu sopivan väliaikaisen tai tilapäisesti käytettävän jäähdytysnesteen käyttöön korvaamaan PCB:tä sisältävät jäähdytysaineet sähköisissä induktiolaitteissa, kuten muuntajissa, joissa oleva astia (kuten säiliö) sisältää jäähdytysaineen, sähköisen käämin sekä PCBihen upotetun ja sillä kyllästetyn huokoisen, kiinteän, selluloosaa olevan sähköisen eristyksen, jolloin annetaan tämän muuntajan toimia sähköisesti riittävän pituisen ajanjakson PCB:n eluoimiseksi muuntajan sisältämästä kiinteästä sähköisestä eristemateriaalista. Tämän tomintajakson aikana tilapäisesti käytettävä dielektrinen jäähdytysneste vaihdetaan eluutioprosessin nopeuttamiseksi, jolloin toivottavana tavoitteena on se, että uutettavasta PCB:stä saadaan eluoitua niin paljon, että muuntaja sen jälkeen voi olla toiminnassa 90 vuorokautta muuntajaan tarkoitetun pysyvän jäähdytysaineen PCB-pitoisuuden kuitenkaan ylittämättä arvoa 50 ppm. Sen jälkeen, kun muuntajassa olevan uut-toutuvan PCB:n määrä on saatu alennetuksi tälle toivotulle tasolle, tilapäinen dielektrinen jäähdytysneste poistetaan säiliöstä, jonka jälkeen tämä säiliö täytetään pysyvästi käytettävälle PCB:tä sisältämättömällä dielektrisellä jäähdytys-nesteellä, joka soveltuu käytettäväksi tässä muuntajassa.

Oheisten piirustusten kuvissa

Kuva 1 esittää vertailua kolmen muuntajan ensimmäisessä jaksossa saatujen PCB-analyysiarvojen välillä.

Kuva 2 esittää lämpötilan vaikutusta PCB-eluution nopeuteen. Kuvissa 3...5 esitetään muuntajassa käytetyn tilapäisen di- elektrisen nesteen sisältämä PCB-pitoisuus kuluneiden vuoro kausien funktiona.

11 7 8 3 6 7

Seuraavassa esitetään tämän keksinnön mukainen menetelmä, jolla muuntajassa oleva PCBstä sisältävä nestemäinen aine korvataan pysyvästi käytettävällä, PCB:tä sisältämättömällä jäähdytysnesteellä: (1) Muuntaja kytketään pois käytöstä (energiataso saatetaan nollaksi) ja PCB:tä sisältävä nestemäinen aine juoksutetaan siitä pois ja hävitetään ympäristösuojelullisesti hyväksyttävien toimenpiteiden mukaisesti. Muuntaja voidaan huuhtoa nestemäisellä huuhteluaineella, kuten triklooribentseenillä tai trikloorietyleenillä, joka voi olla kaasuna tai nesteenä, "vapaan" PCB-nesteen poistamiseksi.

(2) Muuntaja täytetään väliaikaisesti tai tilapäisesti käytettävällä jäähdytysnesteellä, kuten triklooribentseenillä, TCB, tai sen ja tetraklooribentseenin muodostamalla seoksella, joka sekoittuu tai liuottaa PCB:tä, ja joka kykenee tunkeutumaan sähköisen eristemateriaalin huokosiin, ja joka voidaan myös helposti erottaa PCBistä, ja tämän jälkeen muuntajan sähköinen toiminta palautetaan.

(3) Jäähdytysnesteen lämpötilaa tarkkaillaan, ja mikäli muuntajan sähkökuormitus ei saa aikaan jäähdytysnesteen riittävän korkeata lämpötilaa, joka saisi aikaan PCB:n eluoitumisen toivotun nopeuden, niin lämpöeristystä tai jopa ulkoista lämmitystä voidaan käyttää. Samoin voidaan myös soveltaa jäähdytysnesteen kierrättämistä ulkoisen silmukan ja pumpun läpi jäähdytysnesteen lämmittämiseksi tai sisäisen kierrätyksen parantamiseksi.

(4) PCBjn eluutionopeus tilapäiseen jäähdytysnesteeseen voidaan määrittää määräajoin otetuilla näytteillä ja niiden analyysillä. Keräytynyt PCB poistetaan tietyin aikavälein poistamalla PCB:n sisältämä tilapäinen jäähdytysneste ja tislaamalla tämä tilapäinen jäähdytysneste, kuten triklooribentseeni (TCB), PCBjstä. Tämä voidaan suorittaa siten, että muuntajan toiminta katkaistaan ja sen energiataso saatetaan nollaksi, I2 78367 käytetty jäähdytysneste juoksutetaan ulos muuntajasta tislausta varten ja se korvataan uudella tilapäisellä jäähdytysnesteellä, kuten TCBrllä. Vaihtoehtoisesti muuntajan voidaan antaa toimia uutta tilapäistä jäähdytysnestettä, kuten TCBstä, lisättäessä ja poistettaessa vanha TCB potkurivirtana tai kierrätyssilmukan kautta.

(5) PCB:llä kontaminoitunut TCB-neste tislataan, jolloin saadaan olennaisesti PCB:tä sisältämätöntä TCB-tislettä sekä pohjalta saatavana tuotteena TCB:llä kontaminoitunutta PCB:tä. PCB voidaan hävittää US-hallituksen hyväksymillä toimenpiteillä, kuten polttamalla.

(6) Kun PCB:n eluutionopeus saavuttaa toivotun tason, joka on mieluiten alle 50 ppm PCBjtä perustuen käytettäväksi aiotun pysyvän jäähdytysnesteen painoon 90 vuorokauden pituisen jakson aikana (toisin sanoen eluutionopeus on 5/9 ppm päivässä) , niin jälleentäyttö pysyvästi käytettävällä jäähdytysnesteellä voidaan suorittaa. Muuntajan toiminta lakkautetaan (energiataso saatetaan nollaksi), muuntaja valutetaan tyhjäksi ja täytetään silikoniöljyllä tai muulla tähän muuntajaan soveltuvalla pysyvästi käytettävällä jäähdytysnesteellä. Tämän jälkeen sen toiminta palautetaan.

(7) PCB:tä sisältämättömiä muuntajia koskevien US-määräysten täyttämiseksi PCB-analyysin tulisi 90 vuorokauden kuluttua osoittaa, että PCB-pitoisuus on alle 50 ppm PCBstä (perustuen pysyvästi käytettävän jäähdytysnesteen painoon), minkä jälkeen muuntaja luokitellaan uudestaan PCB-vapaaksi (toisin sanoen "PCB:tä sisältämättömäksi").

Vaikka tehokkaita tyhjennys- ja huuhtelutekniikoita tulisikin käyttää, niin kuitenkin huuhteluvaihetta tarkastellen nämä tekniikat eivät sinänsä muodosta tätä keksintöä, vaan ne ovat osa kaikista aikaisemmin tunnetuista uudelleentäyttömenetel-mistä. Ne ovat itse keksinnön kaikkein tehokkaimman suoritusmuodon edellytys, mutta niiden merkitystä on tähän saakka yliarvostettu, sillä hitaan uuttoutumisnopeuden, eikä huuhtelun tehokkuuden, on todettu rajoittavan PCB:n poistumisnopeut-ta. Huuhteluvaiheessa voidaan käyttää lukuisia erilaisia liu 13 78367 ottimia, joita ovat muun muassa hiilivedyt, kuten bensiini, paloöljy, mineraaliöljy tai lakkabensiinit, tolueeni, tärpätti tai ksyleeni, useat erilaiset klooratut alifaattiset tai aromaattiset hiilivedyt, alkoholit, esterit, ketonit ja niin edelleen. Kuitenkin materiaalien käsiteltävyyttä sekä PCB:n erottamista ajatellen on käytännöllistä välttää käyttämästä kaikkia muita kemikaalityyppejä, jotka eivät ole välttämättömiä, joten käytettäväksi aiotun tilapäisen uuttamisnesteen, eli TCB: n tai sen ja tetraklooribentseenin muodostamien seosten käyttö alkuperäisenä huuhtelevana aineena on kaikkein käytännöllisintä.

Muitakin nestemäisiä aineita, kuin tavallisesti käytettävää nestemäistä triklooribentseeniä, TCB, tai sen ja tetrakloori-bentseenin muodostamaa seosta voidaan käyttää. Suositeltavim-malla tilapäisellä jäähdytysnesteellä on seuraavat tunnusomaiset piirteet: (a) se soveltuu käytettäväksi yhdessä PCBsn kanssa (toisin sanoen on toivottavaa, että se liuottaa vähintään 50% painostaan PCB:tä, ja edullisemmin se liuottaa vähintään 90% painostaan PCB:tä ja kaikkein mieluiten se sekoittuu PCB:n kanssa kaikissa suhteissa}; (b) sen molekyylipaino on riittävän alhainen molekyylien hyvän liikkuvuuden takaamiseksi, jolloin se kykenee tunkeutumaan kiinteän eristysmateriaalin huokosiin ja välikköihin, ja se edistää molempien komponenttien nopeaa diffuusiota, jolloin toivotusti sen viskositeetti 25 °C:n lämpötilassa on 10 sent-tistokea tai vähemmän, ja mieluummin 3 senttistokea (mm^/s) tai vähemmän; (c) se voidaan erottaa helposti PCB:stä, esimerkiksi tislaamalla, jolloin toivotusti sen kiehumispiste on 275 °C tai vähemmän, ja mieluummin 260 °C tai vähemmän; (d) sitä pidetään tällä hetkellä ympäristölle vaarattomana aineena; ja (e) se soveltuu käytettäväksi tyypillisten muuntajien sisäosissa.

14 7836 7 , TCB:tä tai sen ja tetraklooribentseenin muodostamia seoksia käytetään edullisesti, mutta kuitenkin myös lukuisia vaihtoehtoja, kuten edellä on mainittu, voidaan käyttää. Näitä saattaisivat olla muunnetut ja synteettiset hiilivedyt sekä lukuisat erilaiset halogenoidut aromaattiset ja alifaattiset yhdisteet. Käytettävissä on myös lukuisia erilaisia nestemäisiä triklooribentseenin isomeereistä muodostuvia seoksia. Suositeltavin TCB-neste olisi näistä isomeereistä muodostuva seos, joka sisältää tetraklooribentseenin isomeerejä, tai josta nämä isomeerit puuttuvat. Etuna on tällöin se, että tällaisen seoksen jäätymispiste on alhaisempi kuin erillisillä isomeereillä, jolloin pienennetään sitä mahdollisuutta, että tämä seos jähmettyisi muuntajien sisällä erittäin kylmissä ilmastoissa käytettynä. Edelleen, tällaiset seokset ovat valmistusprosessin tavallisena tuloksena, joten ne saattavat maksaa vähemmän kuin toisistaan erotetut ja puhdistetut erilliset isomeerit.

Koska ohessa tavoitteena on mieluiten saada PCB uuttoutumaan muuntajasta ulos mahdollisimman suurella käytännössä saavutettavalla nopeudella, niin suositeltavimmassa suoritusmuodossa muuntajan annetaan toimia edellä olevassa vaiheessa (3) määriteltyjen, mahdollisimman suurten diffuusionopeuksien saavuttamiseksi. Kun muuntajaa käytetään täydellä nimelliskuormituk-sellaan, niin sen tulisi automaattisesti tuottaa riittävästi lämpöä tähän tarkoitukseen. Koska kuitenkin monet muuntajat toimivat nimelliskuormituksensa alapuolella sekä turvallisen nimellislämpötilansa alapuolella, niin riittävän suuria lämpötiloja (eli vähintään 50 °C) ei ehkä saavuteta ilman lämpö-eristämistä tai ulkoista lämmitystä. Vaikka tämä lämpösäätämi-nen onkin tämän keksinnön suositeltava suoritusmuoto, niin se on kuitenkin valinnainen eikä välttämätön vaatimus, koska on olemassa useita sellaisia muuntajia, joiden kohdalla tällainen eristäminen tai lämmittäminen on epäkäytännöllistä. Alhaisemmissa lämpötiloissa, jopa ympäristön lämpötilassa, tapahtuvaa uuttamista voidaan käyttää, mutta se vaatii enemmän aikaa.

is 78 36 7

Valheessa (3) esitetty nesteen kierrättäminen on valinnaista, mutta se on edullinen suoritusmuoto, sillä tällainen kierrättäminen estää diffuusiota mahdollisesti viivästyttävien pitoi-suusgradienttien muodostumisen. Koska eluoituminen on hidas prosessi, niin kierrätysnopeuden ei tarvitse olla hyvin suuri. Rajua kierrätystä tulee luonnollisestikin välttää, jotta muuntajan sisärakenteiden vaurioitumiselta vältytään. On todettu, että useita muuntajia ei rakenteensa tai sijaintinsa takia voida helposti muuntaa siten, että niissä voitaisiin käyttää kierrätyssilmukkaa, ja tällaista kierrätystä ei pidetä välttämättömänä, vaan se on ainoastaan tämän keksinnön eräs eluutio-nopeuksia suurentava suoritusmuoto. Useimmissa muuntajissa pelkät luonnollisesti muodostuvat lämpögradientit saavat aikaan riittävän kierrätyksen, erityisesti niissä tapauksissa, joissa käytetään viskositeetiltaan suhteellisen alhaista, liikkuvaa jäähdytysainetta, kuten TCB:tä.

Kun PCB-pitoisuus TCB:ssä tai muussa, muuntajassa käytetyssä tilapäisessä jäähdytysaineessa kasvaa, se saattaa mahdollisesti saavuttaa sellaisen pisteen, jolloin PCB:tä ei enää uuttou-du diffuusion avulla muuntajan säiliössä olevan eristysmateriaalin selluloosahuokosista tai väliköistä. Näytteen analyysillä määritetty eluutionopeuden aleneminen on osoitus siitä, että näin tapahtuu. Mikäli tämän pisteen saavuttaminen on osoitettu, niin vaiheessa (4) esitetysti saattaa olla välttämätöntä korvata tämä PCB:tä runsaasti sisältävä, tilapäisesti käytettävä dielektrinen jäähdytysneste uudella, PCBstä sisältämättömällä nestemäisellä aineella. Tämä suoritetaan helpoiten siten, että muuntajan toiminta katkaistaan, kontaminoitunut uuttoneste (tilapäinen dielektrinen jäähdytysaine) juoksutetaan ulos muuntajasta ja se korvataan uudella nesteellä. Käytännöllisesti ajatellen, sen sijaan, että eluutionope-utta seurattaisiin sen pisteen määrittämiseksi, jossa pisteessä PCB:tä ei enää uuttoudu tehokkaasti diffuusion avulla sähköisen eristysmateriaalin huokosista ja väliköistä, paljon käytännöllisempää on vaihtaa muuntajan jäähdytysaine säännöllisin väliajoin. Mikäli tavoitteena on PCBstä sisältämätön 16 78367 muuntaja, niin jäähdytysaineen vaihtamiset toteutetaan tietyn pituisten sähköisten toimintajaksojen jälkeen, kunnes jäähdy-tysaine ei enää kykene eluoimaan PCB:tä 50 ppm:ää 90 toiminta-vuorokauden aikana. Jäähdytysaineen vaihtojen välisten sähköisten toimintajaksojen pituus voidaan valita 20 vuorokaudesta yhteen vuoteen (tai pitemmäksi ajaksi, mikäli muuntajan omistaja voi keskeyttää muuntajan toiminnan ainoastaan tiettyinä harvoina hetkinä, kuten erityisten lomajaksojen aikana, jolloin seisokkien välinen aika saattaa olla yli yhden vuoden mittainen ja jolloin muuntajan toiminta voidaan mahdollisesti keskeyttää ainoastaan joka toinen vuosi), mieluummin 30...120 vuorokauteen ja kaikkein mieluiten 45...90 vuorokauteen.

Tämän jälkeen kontaminoitunut uuttoneste voidaan tislata ja tiivistää uudelleenkäyttöä varten, jolloin jäljelle jää PCB:n sisältävä, tislauslaitteen pohjalta saatava tuote, joka poltetaan tai hävitetään muulla tavalla US-määräyksiä noudattaen. Tilapäinen jäähdytysaine vaihdetaan mieluiten täydellisesti, mutta kuitenkin on mahdollista, että ylimääräisten seisokkien aiheuttamat hankaluudet edellyttävät toisenlaisen menettelyn soveltamista, toisin sanoen jolloin uutta puhdasta nestettä lisätään muuntajaan siitä samanaikaisesti poistaen vanhaa kontaminoitunutta nestettä, muuntajan ollessa koko ajan toiminnassa. Tämä menetelmä on tehottomampi, koska uusi neste sekoittuu vanhaan, muuntajassa olevaan nesteeseen, ja todellisuudessa poistetaan sellaista nestettä, jonka PCB-pitoisuus on alentunut. Täten kaiken PCBsn poistamiseksi muuntajasta on poistettava suositeltavaan menetelmään verrattuna enemmän uuttonestettä. Tätä haittaa voidaan pienentää, mikäli huolehditaan siitä, ettei kohtuutonta sekoittumista tapahdu. Esimerkiksi uutta jäähdytettyä TCB:tä tai muuta tilapäistä dielek-tristä jäähdytysnestettä voidaan syöttää muuntajan pohjalle, jolloin samanaikaisesti vanhaa, lämmintä, runsaasti PCB:tä sisältävää tilapäisesti käytettävää dielektristä jäähdytys-nestettä poistetaan muuntajan huipusta. Tiheyksien ero viivästyttää sekoittumista. Käytetystä menetelmästä riippumatta tässä prosessissa toistaminen on välttämätöntä niin kauan, 17 783 6 7 kunnes toivottu PCB-taso, eli alle 50 ppm, saadaan säilymään silikoniöljyä olevassa jäähdytysaineessa vähintään 90 vuorokauden ajan.

Vaikka tislaaminen onkin mieluiten käytetty menetelmä TCB:n tai muun tilapäisen dielektrisen jäähdytysaineen ja PCB:n erottamiseksi toisistaan, niin kuitenkin myös muut menetelmät voivat olla mahdollisia, erityisesti silloin, kun täksi väliaikaiseksi nesteeksi on valittu jokin muu neste kuin TCB.

Tiettyä huolestumista on herättänyt se, että itse TCB: täkin, tai muita kloorattuja tilapäisesti käytettäviä dielektrisiä jäähdytysaineita, kuten TTCBstä ja halogenoituja liuottimia, voidaan mahdollisesti joskus pitää terveydelle vaarallisina aineina, ja että muuntaja, vaikkakin PCB:tä sisältämätön, kontaminoituu TCB:llä tai muulla mahdollisesti kyseenalaisella tilapäisellä nesteellä. Edelleen tämän keksinnön mukaisen menetelmän etuna on se, että tällainen kontaminaatio saadaan tarvittaessa helposti poistetuksi, sillä tilapäinen TCB tai muu neste on haihtuvampaa kuin silikoniöljy tai raskaista hiilivedyistä koostuva neste, tai muu, muuntajassa pysyvästi käytettävä, viskositeetiltaan suhteellisen suuri jäähdytys-neste, ja se voidaan tislata tästä jäähdytysnesteestä. Näin ollen jäähdytysaineen kloorattu osa voidaan korvata puhtaalla jäähdytysaineella ja vanha erä voidaan lähettää tislaamoon vaivatonta puhdistamista varten. Kahdella tai kolmella tällaisella usean kuukauden aikana suoritetulla jäähdytysaineen vaihdolla päästään olennaisesti halogeeneja sisältämättömään järjestelmään, mikäli sellaista toivotaan.

Muita suositeltavia, luonteeltaan pysyviä jäähdytysaineita, joita voidaan käyttää lopulliseen täyttämiseen käytetyn silikoniöl jyn asemesta, ovat esimerkiksi dioktyyliftalaatti, muunnetut hiilivetyöljyt, kuten yhtiön RTE Corporation tuote RTEmp, polyalfaolefiinit, kuten yhtiön Uniroyal tuote PAO-13-C, synteettisistä estereistä muodostuvat nesteet, sekä muut vastaavat, pysyvään käyttöön soveltuvat nesteet. Samoin 18 7 8 3 6 7 suositeltavaa on se, että pysyvästi käytettävän dielektrisen nesteen tunnusomaisena piirteenä on korkea kiehumispiste mainittuun tilapäiseen dielektriseen liuottimeen verrattuna, jolloin tämä tilapäinen dielektrinen liuotin voidaan tarvittaessa erottaa pysyvästi käytetystä jäähdytysnesteestä, ja jolloin myös pysyvästi käytettävän nesteen haihtumalla tapahtuvilta päästöiltä vältytään siinä tapauksessa, että muuntajan säiliö vahingoittuu.

Vaikka seuraavia aineita onkin ehdotettu pysyvästi käytettäviksi dielektrisiksi nesteiksi, ja vaikka niitä joissakin tapauksissa on käytettykin, niin kuitenkaan ne eivät ole yhtä suositeltavia kuin ne pysyvästi käytettävät dielektriset nesteet, joiden viskositeetti on suuri ja joiden kiehumispiste on korkea:

Tetrakloori-diaryyli-metaani yhdessä tetraklooritolueenin isomeerien kanssa tai ilman niitä, freon, halogenoidut hiilivedyt, tetrakloorietyleeni, triklooribentseenin isomeerit ja tetraklooribentseenin isomeerit. Triklooribentseenin isomeerien, tetraklooribentseenin isomeerien sekä näiden seosten syt-tymispiste on korkea ja ne ovat muilta fysikaalisilta ominaisuuksiltaan askarel-seosten kaltaisia, joten niitä käytetään mieluiten näistä vähemmän suositeltavista, pysyvästi käyte±tä-vistä nesteistä.

Seuraavat esimerkit esitetään. Näissä esimerkeissä on käytetty seuraavia lyhenteitä: TCB triklooribentseeni TTCB tetraklooribentseeni TCB-mix 30...35 paino-% tetraklooribentseeniä (TTCB) triklooribentseenissä (TCB) (sisältäen tehokkaan määrän klooria poistavaa, epoksidipohjaista inhibiittoria) PCB polyklooratut bifenyylit 19 78 3 6 7 ppm miljoonasosa PCB:tä tai TCB-mixiä jääh- dytysaineessa, painoon perustuen Askarel-seos Askarel-tyyppi A, 60 paino-% Aroclor 1260:tä, 40 paino-% TCBrtä

Aroclor 1260 60 paino-% klooria sisältävä polykloo- rattu bifenyyli L-305 edellä olevan kaavan A mukainen siliko- niöljy, jonka viskositeetti 25 °C:n lämpötilassa on 50 senttistokea (mm2/s).

"Jaksolla" tarkoitetaan jäähdytysaineen vaihtojen välistä ajanjaksoa. Jakson "osalla" tarkoitetaan sellaista jakson osuutta, jossa uuttoutumisnopeus jäähdytysaineeseen on selvästi erilainen verrattuna jakson aikaisemmassa tai myöhemmässä osuudessa esiintyvään nopeuteen.

Esimerkit 1, 2, A, B ja C

Kustakin taulukossa I esitetyistä neljästä muuntajasta valutettiin nesteet pois* muuntajat huuhdeltiin ja täytettiin jäähdytysaineella, joka taulukon I kussakin tapauksessa jaksolle 1 on merkitty.

Kussakin esimerkkien A ja 1 tapauksessa muuntajassa ennen tyhjentämistä ja huuhtelua ollut jäähdytysaine oli mineraaliöljyä (yhtiön Exxon inhiboitu Univolt-öljy, muuntajaluokka) , joka sisälsi PCB:tä taulukossa I esitettynä alkupitoisuutena. Esimerkkien A ja 1 muuntajat 459 ja 461 olivat joskus olleet askarel-seoksella täytettyjä muuntajia, joissa oli myöhemmin alettu käyttää mineraaliöljyä, ja jotka vastaavasti sisälsivät 9150 ja 7800 ppm PCBjtä. Esimerkin A muuntaja 459 tyhjennettiin, sumutushuuhdottiin mineraaliöljyllä, jonka jälkeen se täytettiin puhtaalla mineraaliöljyllä. Esimerkin 1 muuntaja 461 tyhjennettiin, sumutushuuhdottiin TCB-mixillä, jonka jälkeen se täytettiin puhtaalla TCB-mixillä. Muuntajien annettiin toimia noin 80 °C:n lämpötilassa ja pituudeltaan taulukossa I esitettyjen ajanjaksojen ajan. Esimerkissä 1 muuntaja tyhjen- 20 783 6 7 nettiin TCB-mixistä ja täytettiin uudestaan TCB-mixillä vielä kahdesti kahden täydellisen jakson ja yhden etenevän jakson aikaansaamiseksi.

Esimerkeissä 2, B ja C kukin vastaava muuntaja oli jäsenenä kolme samanlaista Westinghouse-muuntajaa käsittävässä sarjassa, jossa kunkin nimelliskapasiteetti oli 333 KVA:ta. Kukin näistä muuntajista sisälsi noin 190 gallonaa (n. 719 1) askarel-tyyppiä A, joka on sellaista jäähdytysainetta, jossa Aroclor 1260:n (PCB) ja triklooribentseenin välinen painosuhde on 60/40. Nämä kolme muuntajaa oli kytketty samaan kolmivaiheiseen ohjaimeen ja ne kaikki toimivat samalla kapasiteetilla ja muutoin samanlaisissa olosuhteissa, jäljempänä esitettyjä poikkeuksia kuitenkaan lukuunottamatta. Esimerkkien 2, B ja C muuntajien kuormitus oli huomattavasti alle niiden nimellisarvon, ja niiden vuosittaiset keskimääräiset toimintalämpö-tilat olivat noin 40 °C, lukuunottamatta jäljempänä esitettyjä poikkeuksia. Muuntaja 669 (esimerkki 2) ja muuntaja 667 (esimerkki C) tyhjennettiin askarel-seoksesta, sumutushuuhdottiin kahdesti TCB-mixillä, jonka jälkeen se täytettiin uudestaan TCB-mixillä. Muuntaja 668 (esimerkki B) tyhjennettiin, sumutushuuhdottiin kahdesti silikoniöljyllä (L-305), jonka jälkeen se täytettiin uudestaan silikoniöljyllä L-305. Kaikkien muuntajien energiataso palautettiin ja nestemäisiä näytteitä otettiin säännöllisin väliajoin PCB-pitoisuuden tarkastamiseksi.

Kaikkien viiden muuntajan annettiin olla toiminnassa ja PCB-pitoisuudet määritettiin taulukossa I esitettyjen, vuorokausina mitattuina eri pituisten väliaikojen lopussa, päivittäinen ppm:inä määritetty PCB:n lisääntyminen jäähdytysaineessa laskettiin ja muunnettiin perustumaan silikoniöljyä olevaan jääh-dytysaineeseen (mikäli se ei jo perustunut silikoniÖljyyn), kuten taulukossa I esitetään.

Esimerkissä 2, muuntajan 669 annettiin toimia 96 vuorokautta, jonka jälkeen se tyhjennettiin, sumutushuuhdottiin TCB-mixillä ja täytettiin uudestaan TCB-mixillä ja sen toimintaa jatket- 2i 783 6 7 ti in jaksossa 2 ja samat toimenpiteet toistettiin muuntajalle jaksoissa 3 ja 4. Esimerkissä 2 muuntajan 669 tapauksessa tämä muuntaja tyhjennettiin jakson 4 päätyttyä ja se sumutushuuh-dottiin TCB-mixillä, jonka jälkeen se täytettiin TCB-mixillä ja sen sähköisen toiminnan annettiin jatkua. Taulukossa I esitetään kussakin jaksossa käytetyt, päivinä mitatut väli-ajat, PCB-pitoisuudet näiden väliaikojen lopussa sekä eluution kokonaisnopeus ja yksiköksi ppm/vrk muunnetut eluutionopeudet.

Esimerkissä B muuntaja 668 tyhjennettiin ensin askarel-seok-sesta, sumutushuuhdottiin kahdesti L-305:llä ja täytettiin puhtaalla L-305:llä. 390 vuorokauden kuluttua muuntaja tyhjennettiin uudestaan, sumutushuuhdottiin L-305:llä ja tämän jälkeen se täytettiin puhtaalla L-305:llä ja sen toimintaa jatkettiin jaksossa 2. Taulukossa I on vastaavasti lueteltu vuorokausina mitatut väliajat, PCB-pitoisuudet väliaikojen päättyessä sekä eluution kokonaisnopeudet yksikkönä ppm/vrk.

Muuntaja 667 (esimerkki C) tyhjennettiin ensin askarel-seok-sesta, sumutushuuhdottiin kahdesti TCB-mixillä ja täytettiin TCB-mixillä. 96 vuorokauden päätyttyä se tyhjennettiin, sumutushuuhdottiin ja täytettiin puhtaalla TCB-mixillä. Seuraavat jaksot ovat taulukon I mukaiset.

22 78367

W

Ö| ^ Q c — h o\ ^ o n m co CN vo ro vo c li c m o es vo m o ·τ ov vo •r coroto (0 1) φ (Q ^ ^ * k ^ ^ v v ^ k, ^ «v •H ·· 3 Ji VO VO O (N m ro ro O c

§m .u ρ (N (N ro H H

O 0) > «N

on 3\ I Ui g se&s P (0 H 0) di tn o o o o o o o o o o o in ro I 3<l in (N rj< oo o o oo ro σν o vchS.

m d E vo oo H ro o vo oo ro uo rr *r c □ O B. d ro

ft H fl H H

S δ •hq, in oo »t ro o vo H m v co tn ro o tn O rt vo vo h in ov vo n ov ro h h m

4J 3H H N H (Ί (N f i—t (N <N

(0 (0 •ro flj O •h p 3 h o oi o m oo m o o vo h n vf o tn ro o ;fl 5 h cn vo vo m uv vo n σν hh n

> > frf iH i—I (N (N ι-l (V| N

ä Π) :¾ -h in in in m o o o m in in m in in in m iJ-p oo oo oo oo rr (N m oo oo coooooooco >0 >1 >i >1 >o •ro ·η·η·η·η -—' rH r—l r—t r—t f—t Φ -Ό :0 :θ :0 :0 C »H ·Η «H Ή

>1 *»H rH rH rH rH rH

J-> C <0 <3 X X X X »H X X X X X X ro <g (d <Q

«P -H · <0 ·Η ·Η ·Η ·Η <D ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η ·Η <0 <0 <0 <0 1| o o ρ E E E Ε ρ E E E E E Ε ρ ρ ρ ρ m 4J Ο :Π3 Ο Τ L Τ I ill Τ I Τ Τ I φ φ m φο ,^ι3 :{β Cgggg “ΡΡΡΡΡΡ C | C C Γ0 % tn 3 3 • wo o o d ·η o o in

3 10. O O H

±£ m 4J E p- o σν H ö -h B o < & d d vo to to to to to to to w w w w www 0 0 O O 0 0 0 i—l (Ti (Tl VO · * (D · · lO · · · *3* rH (N kO rH <N rH (N ro (0 rd ^ 3 lO ^ * 3 (0 »i ^ « 3 3 ·ΠΗ rH CN CO 3 ·πΗ h n ro ^ id α -ΠΗ H H N 3 > 5 Q Q Q oi J3qOQQOQ4J S O O O O 2 5 c w w w w m cwwwwwwtt) c w w w tn m M U3 3 Ji .*.*.* -ro 3.*.*.*.*.*.*-ro 3 JC J* .* .* ·(-< 3 <d id ro id 3 fO ro <0 ro <0 ro 3 id id <0 id O 2 *3 »3 Ό »3 2 *3 *3 >3 *3 >3 >3 2 *3 *3 >3 »3 s .S .

S ω 8 H CM < 23 7 8 3 6 7 I c ^ o c ψ c go oo go vo co ** m go m

η Φ ΦΑΙ OS m r-i *00 in 1^ Π IN

ή ** 3 JA « « « h « « ^ ^ «I

SID-UU GO GO *3* ^liUOOIVflH

OW> Ο <H NΙΛ H

on 3\ GO

JA I U E

se&B

• *

4J (0 •H oS

Qt W _ ooo ooooooo 13¾. mom oooocooovo

ffl ag ID ID OlOMICmH

S31 »a aaH

S3 •hq co cm oo oisrimieooo no cm O' co m o' m cm go O' go D drl GO ^1· r—( CM GO GO 'S*

Co (0 •ΓΟ -X

(0 O •H l-i 3 rH O -X OOOCN oovo—imvoo :<0 3 <H CM O' m O' Ό CM GO O'

> > (0 GO rH CM GO GO

m y L co σ

Oi CO · » O

Eh y o h m oommmom n* :¾ -h o ** (0 oo «f ti· m oo oo ^j· oo · M 4-* > .

t

O

CM

^8 3 I

>1 ·Η ψ r-» ·· H c m γη ι-ιχκχχκ δ :<o m

4J ·Η » α) OI 'H ·Η -H ·Η ·Η 5 H O

V 4J £ m m m m ygEgEE-mm ΉΗ co OM <0000 3 1 1 I I TOO co:cd i

>i 3 :<o .x co eo co jc α ο ώ n m n n ι ;ΐο J

Sat: S Λ Ai 8BSBBSAA St s •ή jc a 4J g * E* 4-1 (0 :SJ M n 3 H H 3 3 rH u • n o o co oi ra

Oi -H O O 3 > O,

3 10 0 O HH

·* P) -K E o o <y cq co HUH H o o H4J n < ft a a m m js en •M * Qi 53 5

rH 4J

n m co n ;co ·ή 8 ra ra m oj ra > O O o m .* n 3 S · · m · · h δΓ i3

Ji VO rH CM VO r—I CM rH

a :0 <0 3

CO « CO** 3 CO»·». 3 C H 4J

Ή 3 ·ΠΗ iH CM 3 TlH rH CM GO TG m VO 3 CC 4-1 3 w <0 cq .x en .x :<S -d Φ 3

>4JQQQ4J4JQQQOQQQ4J :cg g C 4J

3 e ra ra ra co cmrarararararaco ra -h e 4-> m UJ 34C4C^-n :(0 Q 3 3 _ 5(0(0(0 3(0(0(0(0(3(0(0 a-ö 5 3 o sr>t-)(-3 2(313(313(3(3(3 ra ^ E &

^ Il II II

2 -S · h co (0 m o «o S.

E-· cqcffl O > coti 24 78367

Esimerkissä A muuntajan 459 kohdalla uuttoutumisnopeus oli ensimmäisen jakson toisen osan aikana alentunut keskimääräisenä PCB:n uuttoutumisnopeutena ilmoitettuna arvoon 0,36 ppm/vrk. Tämä on alle 0,55 ppm/vrk eli alle 50 ppm 90 vuorokaudessa, johon arvoon on päästävä muuntajan luokittelemiseksi uudestaan PCB:tä sisältämättömäksi. Näin ollen 220. päivänä mineraaliöljy valutettiin ulos muuntajasta ja se korvattiin pysyvästi käytettävällä, L-305-silikoniöljyä olevalla jäähdytysaineella. Kuten taulukosta I voidaan nähdä, jakson I aikana poistetun PCB:n kokonaismäärä vastasi 475 miljoonasosaa tämän muuntajan sisältämän jäähdytysaineen tilavuudesta. Tämä on vähemmän kuin ne 1220 ppm:ää, jotka samassa ajassa poistettiin TCB-mixillä saman kokoisesta sekä saman tyyppisestä muuntajasta 461, mikä osoittaa, ettei mineraaliöljy ollut yhtä tehokas uuttamisaine kuin TCB-mix.

Vertailuna, muuntaja 461 uutettiin TCB-mixillä. 68. päivänä muuntaja tyhjennettiin TCB-liuottimesta, joka syötettiin takaisin tähän samaan muuntajaan. 165. päivänä TCB-mix valutettiin ulos muuntajasta ja korvattiin puhtaalla TCB-mixillä. Jakson 3 kokonaisnopeudeksi saatiin 1,64 ppm vuorokautta kohden, mutta tämä nopeus väheni kuitenkin jakson aikana ja 245 vuorokauden uluttua PCB:n eluoitumisnopeus oli alentunut arvoon 0,05 ppm/vrk, joka on huomattavasti tavoitteena olevan arvon 0,55 ppm/vrk alapuolella. Näin ollen jäähdytysneste voidaan nyt korvata pysyvästi käytettävällä, silikoniöljyä olevalla jäähdytysaineella.

Muuntaja 669 (esimerkki 2) oli alun perin täytetty askarel-seoksella. Näin ollen se sisälsi paljon enemmän uutettavaa PCB:tä eristysmateriaalissaan kuin muuntaja 461 (esimerkki 1). Tämän seurauksena hyväksyttävälle tasolle uuttoutuminen vaati huomattavasti useampia jaksoja ja merkittävästi pitemmän ajan. Kun huuttoutumisnopeus putoaa alle tavoiteltavan nopeuden 50 ppm 90 vuorokaudessa, niin TCB-mix voidaan korvata silikonil-la. Taulukon I viimeisessä sarakkeessa esitetyissä nopeuden arvoissa nähdään jatkuvaa pienentymistä ajan mukana, ja tavoi 25 783 6 7 teltava nopeus tulisi saavuttaa suurin piirtein 600 vuorokauden kuluttua. Huomautettakoon, että muuntajien 667, 668 ja 669 oletettiin olevan kaikkein vaikeimmin uutettavia. Ne ovat spiraalikäämitettyjä muuntajia, joissa paperieristyksen paksuus ja näin ollen diffuusioreitin pituus saattaa olla useita tuumia. Vastakohtana monet muuntajat ovat rakenteeltaan "pan-nukakku"-tyyppiä, joissa diffuusioreitin pituus on vähemmän kun tuuma.

Esimerkkien B ja C muuntajat 668 ja 667 ovat toisiinsa verrattavia esimerkkejä, koska esimerkissä B jäähdytysaineena käytettiin alunperin silikoniöljyä ja esimerkissä C siirtyminen silikoniöljyyn tapahtui ennen eluutionopeuden alenemista arvoon 0,55 ppm PCB:tä vuorokaudessa.

Muuntajat 667 ja 669 oli alun perin täytetty askarel-seoksel-la, joka korvattiin TCB-mixillä, kun taas muuntaja 668 oli alun perin täytetty askarel-seoksella, joka korvattiin L-305-silikoniöljyllä. Kuvassa 1 verrataan näiden kolmen muuntajan ensimmäisessä jaksossa saatuja PCB-analyysin arvoja. Nämä tulokset on muunnettu vastaamaan poistetun PCB:n todellista kokonaismäärää grammoina. Noin 60 000...70 000 grammaa PCB:tä saatiin nopeasti poistettua (ensimmäisten 28 vuorokauden aika na) , mutta PCB:n poistaminen tämän jälkeen oli huomattavasti hitaampaa ja nämä nopeudet esitetään kuvassa 1 mittapisteiden kautta kulkevilla suorilla viivoilla. Oletetaan, että suurin osa suhteellisen irtonaisen eristemateriaalin pidättämästä PCB:stä saadaan uutettua helposti liuottimesta riippumatta, mutta samoin oletetaan, että prosessin nopeutta rajoittavana tekijänä on tiukasti kääritystä paperista sekä puristepahvista muodostuvan eristysmateriaalin pidättämä PCB, ja tässä tapauksessa eluoivien aineiden tehokkuudet vaihtelevat. Tämä ero esitetään kuvassa 1. Vaikka mittapisteet ovatkin jonkin verran hajallaan täsmälliseen PCB-analyysiin liittyvistä vaikeuksista johtuen, niin kuitenkin on ilmeistä, että sen PCB-määrän joka TCB-mixillä voidaan poistaa 60 vuorokaudessa, poistaminen silikonilla vaatii 400 vuorokautta. Kuvan 1 suorien kulmaker- 2« 78367 toimia vertaamalla nähdään, että TCB-mix on noin 8,5...9,0 kertaa tehokkaampi uuttoaine kuin L-305-silikoniöljy. Tämän keksinnön avainkohtana on se, että tämä tehokkuuksien suhde on niin korkea. Näin ollen prosessi, joka pelkällä silikonilla suoritettuna saattaisi viedä 5...10 vuotta, voidaan suorittaa paljon lyhyemmässä ajassa käyttäen tilapäisenä jäähdytysainee-na esimerkiksi TCB-mixiä.

Kuva 2 esittää muuntajan lämpötilan vaikutusta PCB-eluution nopeuteen. Sekä muuntajan 667 että muuntajan 669 lämpötila oli noin 40 °C ensimmäisen jakson aikana. Niihin vaihdettiin puhdasta TCB-mixiä 96 vuorokauden kuluttua. Koska talvi lähestyi ja muuntajia ei käytetty sillä kapasiteetilla, joka tarvittiin niiden lämpötilan pitämiseen korkeana, niin oletettiin, että matalat lämpötilat häiritsisivät PCB:n uuttoutumista. Tämän johdosta muuntajaa 667 lämmitettiin keinotekoisesti johtamalla lämpöä jäähdytysripoihin. Vertailun vuoksi muuntajaa 669 ei lämmitetty. Muuntajan 667 lämpötila oli keskimäärin noin 55 °C, ja muuntajan 669 keskimäärin noin 23 °C. Mittapisteiden hajonta on jälleen melko suurta, mutta selvää on kuitenkin, etä PCB: tä eluoitui lämpimästä muuntajasta 1,6 kertaa nopeammin kuin kylmästä muuntajasta. Tämä 1,6-kertäinen nopeus ei ehkä ole lineaarinen, ja näin ollen nopeuden lisääntyminen ei ehkä ole yhtä huomattavaa korkeammissa lämpötiloissa. Tämän jälkeinen uuttaminen suoritettiin 85 °C:n lämpötilassa, mikäli mahdollista, ja täten suurin osa taulukossa I esitetystä uuttamisesta tapahtui tässä korkeammassa lämpötilassa.

Muina esimerkkeinä esitetään esimerkkien 3...5 seuraavat havainnollistavat tapaukset. Vaikka niissä ei esitetäkään todellisista muuntajista saatuja tuloksia, niin ne perustuvat kuitenkin tämän keksinnön mukaisesta prosessista odotettavaan suoritukseen jäljempänä kullekin esimerkille esitetyissä olosuhteissa, sovellettuna sellaisiin muuntajiin, joista PCB:n eluoiminen tämän keksinnön mukaisella menetelmällä on suhteellisesti helpompaa kuin esimerkeissä 1, 2, A, B ja C käytetyistä muuntajista.

Il 2? 7 8 3 6 7

Kussakin esimerkissä 3...5 käytetään muuntajaa, jonka kapasiteetti nestetilavuuden suhteen on 200 gallonaa (n. 757 1) , jonka sisällä oleva selluloosamateriaali, eli käämejä eristävä paperi, pidättää jopa 6 gallonaa (n. 22,7 1) nestettä, ja joka sisältää 200 gallonaa (n. 757 1), enemmän tai vähemmän, PCB-pitoisuudeltaan 50 %:sta (500 000 ppm) askarel-seosta, lukuunottamatta esimerkkiä 4, jossa muuntaja sisältää noin 200 gallonaa (n. 757 1) mineraaliöljyä, jonka PCB-pitoisuus on 10 000 ppm.

Kuvissa 3...5 esitetään muuntajassa käytetyn tilapäisen di-elektrisen nesteen (TCB) sisältämän PCB:n pitoisuus yksikössä ppm, piirrettynä pystysuorassa logaritmiselle asteikolle kuluneiden vuorokausien (uutosajan) funktiona, ja näissä kuvissa esitetään graafisesti odotettavissa olevat, tämän keksinnön avulla tavoiteltavat tulokset.

Esimerkki 3

Esimerkissä 3 muuntajan energiataso saatetaan ensin nollaksi. Tämän jälkeen se tyhjennetään askarel-seoksestaan, joka lopulta hävitetään hyväksytyllä tavalla. Muuntaja huuhdotaan pienellä määrällä (esim. 25 gallonalla, n. 94,6 1) triklooribent-seeniä, jotta jäljellä oleva askarel-määrä vapaassa nestejär-jestelmässä saataisiin alennettua 0,5 prosenttiin alkuperäisestä arvostaan. Tämän jälkeen järjestelmä tarkastetaan loogisesti vuotavien läpivientiholkkien tai muiden fysikaalisten ongelmien toteamiseksi,> jotka saattavat nyt vaatia korjaamista.

Tämän jälkeen muuntaja täytetään 200 gallonalla (n. 757 1) triklooribentseeniä (TCB) (tai vaihtoehtoisesti triklooribent-seenistä ja tetraklooribentseenistä muodostuvaa seosta), se suljetaan tiiviisti ja sen energiataso palautetaan asianmukaisen tarkastuksen jälkeen. Koska huuhtelu ei ole täydellistä, niin muuntajan uudessa nesteessä olevan PCB:n lähtötason oletetaan olevan 2500 ppm, eli 0,5 % alkuperäisistä PCB-tasoista. Oletetaan, että selluloosamateriaalien pidättämää PCB:tä uut- 28 7 8 3 6 7 toutuu vuorokautta kohden nopeudella, joka vaihtelee alueella 0,001...0,01 %. Vaikka nämä arvot saattavat tuntuakin mielivaltaisilta, niin ne voidaan kuitenkin mahdollisesti saavuttaa helposti uuttoutuvissa muuntajisssa, ja suuremmat tai pienemmät nopeudet vaikuttavat ainoastaan koko uuttamisen suorittamiseen tarvittavan ajan pituuteen, eikä itse perusmenetelmään. Kuvan 3 esityksessä ylimmäksi piirretystä käyrästä nähdään se PCB-pitoisuus (logaritmiasteikolla), joka muuntajan nesteestä voidaan odottaa löydettävän ajan funktiona. Tämän menetelmän todellisissa kaupallisissa sovellutuksissa kaikkien näiden pitoisuuksien määrittäminen ei olisi välttämätöntä. Korvattava vanha neste halutaan kuitenkin mahdollisesti ottaa talteen ja sen PCB-pitoisuus määrittää. Kuvassa 3 tämä esitetään avoimilla ympyröillä. Vaikka uuttojaksojen täsmällinen pituus onkin mielivaltainen, niin kuitenkin tietyn tyyppisellä muuntajalla saatu kokemus osoittaa näiden jaksojen käytännöllisimmät pituudet prosessin kokonaisajan sekä nesteen vaihtokertojen kokonaislukumäärän suhteen. Tässä esimerkissä käytetään 60 vuorokauden pituisia uuttojaksoja.

60 vuorokauden kuluttua muuntajan energiataso saatetaan vielä kerran nollaksi, neste juoksutetaan ulos muuntajasta ja nesteestä otetaan näyte analyysiä varten. Järjestelmä voidaan huuhdella uudestaan noin 25 gallonalla (n. 94,6 1) TCB:tä, ja huuhteluneste sekä muu käytetty neste viedään sellaiseen laitokseen, jossa TCB voidaan ottaa tislaamalla talteen (ja jään-nös-PCB hävitetään asianmukaisesti hyväksytyillä EPA-menetel-millä) .

Muuntaja täytetään uudestaan TCB:llä, ja tällä kertaa PCB:n odotettu alkupitoisuus on noin 83 ppm (jäännösnesteestä johtuen) . Odotettu PCB-pitoisuus noudattaa jälleen kuvan 3 ylintä käyrää seuraavien 60 (...120) vuorokauden ajan, jonka jälkeen muuntajassa oleva TCB vaihdetaan kuten aikaisemminkin, yhtä poikkeusta lukuunottamatta. Koska ulosjuoksutetun TCB-nesteen PCB-pitoisuus on vähemmän kuin ensimmäisessä täytössä todettu alkuperäinen arvo, niin ulosotettua nestettä ei tarvitse lähettää tislaamoon erottamista varten, vaan se voidaan tämän 29 7 8 3 67 asemesta käyttää ensimmäisenä täyttonesteenä toisessa PCB-muuntajassa, joka on tarkoitus muuntaa PCB:tä sisältämättömään tilaan. Tämä säästää arvokasta tislausaikaa- ja energiaa, sekä kuljetus- tai käsittelykustannuksia.

Tämä uudelleentäyttöprosessi toistetaan vielä yhden kerran. Taulukossa II esitetään luettelona ne oletettavat analyysi-tulokset, jotka kuvan kolme graafisessa esityksessä on piirretty ympyröinä. Taulukon II ja kuvan 3 perusteella on selvää, ettei PCB-pitoisuus neljännessä täyttökerrassa nouse arvon 50 ppm yläpuolelle, joka arvo on raja-arvona US-hallituksen määräysten mukaislle, PCB:tä sisältämättömille muuntajille. Näin ollen 180 vuorokauden kuluttua muuntaja täytetään siinä pysyvästi käytettävällä nesteellä, joka on silikoniöljyä, esimerkiksi L-305:ttä. Se PCB-arvo, joka odotettiin saavutettavan seuraavien 60 vuorokauden (240 vrk) jälkeen, on ainoastaan 16 ppm, ja tämän pitoisuuden odotetaan olevan edelleen ainoastaan 18 ppm US- määräyksissä edellytetyn 90 vuorokauden (yhteensä 270 vuorokauden) pituisen ajan jälkeen. Näin ollen tämä muuntaja voidaan luokitella PCB:tä sisältämättömäksi muuntajaksi.

Taulukko II

Kuluneet vuorokaudet PCB-pitoisuus, ppm_

Tyhjennetyssä Alkuperäinen nesteessä pitoisuus uu delleen täytettäessä 0 500000 2500 60 16600 83 120 896 4 180 Uudelleentäyttö 101 silikonilla <1 240 (16) ei tyhjennetty 270 (18) ei tyhjennetty » 30 7836 7

Esimerkki 4

Esimerkissä 4 käytetään 60 vuorokauden pituisia uuttojaksoja, mutta jäännösnesteen huuhtelu ulos muuntajasta jätettiin pois. Oletetaan, että 98% nesteestä saadaan sopivasti valutettua ulos muuntajasta, johon jää 2% nestettä. Tässä tapauksessa alkuperäisinä pitoisuuksina on 2% näitä juuri ulosvalutettuja nesteitä esimerkissä 3 esiintyneen 0,5 asemesta. Esimerkin 3 mukaiset toimenpiteet toistetaan tässä esimerkissä.

Esimerkissä 4 odotettavat tulokset on esitetty taulukossa III, sekä kuvan 4 graafisessa esityksessä. Huomattakoon, että tavoitteeseen yhä päästään, ja että järjestelmä voidaan täyttää uudestaan silikonilla tai muulla pysyvästi käytettävällä öljyllä 180. päivänä. Jäännösnesteen erittäin tehokkaan ulos-huuhtelun puuttumisen odotetaan johtavan hieman kohonneeseen PCB-pitoisuuteen lopullisessa nesteessä, mutta tämä seikka ei muuta olennaisesti sitä tosiasiaa, että tavoitteena olleeseen PCB:tä sisältämättömään muuntajaan on päästy.

Taulukko III

Kuluneet vuorokaudet PCB-pitoisuus, ppm_ tyhjennetyssä Alkuperäinen nesteessä pitoisuus uu delleen täytettäessä 0 500000 10000 60 23900 480 120 1440 30 180 Uudelleentäyttö 145 silikonilla 3 240 (21) ei tyhjennetty 270 (21) ei tyhjennetty

II

3i 78 3 67

Esimerkki 5

Kuvissa 3 ja 4 esitettyjen pitoisuuskäyrien muodon perusteella voitaisiin ehkä olettaa, että nesteen vaihtaminen tulisi suorittaa useammin, esimerkiksi joka 30, vuorokausi, 60 vuorokauden pituisten jaksojen sijaan. Esimerkki 5 on identtinen esimerkin 4 kanssa, paitsi että käytetyt uuttojaksot ovat 30 vuorokauden pituisia. Odotetut analyysitulokset on esitetty taulukossa IV ja vastaavat käyrät on esitetty kuvassa 5. Suuntaus on ilmeinen kuvan 5 graafisten esitysten perusteella, ensimmäisellä jälleentäytöllä saavutetaan lähes yhtä hyvä pitoisuuden aleneminen kuin esimerkissä 4, mutta tämän jälkeen nämä alenemiset alkavat tasoittua. Kuudes uudelleentäyttö voidaan suorittaa pysyvästi käytettävällä nesteellä, ja aikaa on täten saatu hieman säästettyä kahden ylimääräisen TCB:llä suoritetun täyttökerran kustannuksella. Tässä esimerkissä havainnollistetaan tarvittavan ajan ja täyttökertojen lukumäärän välistä suhdetta, ja valinta jomman kumman tekijän eduksi riippuu siitä, kumpi näistä tekijöistä katsotaan arvokkaammaksi kussakin käsiteltävässä tapauksessa.

Taulukko IV

Kuluneet vuorokaudet PCB-pitoisuus, ppm_ tyhjennetyssä Alkuperäinen nesteessä pitoisuus uu delleen täytettäessä 0 500000 10 000 30 15800 316 60 1260 25 90 310 6 120 120 3 150 Uudelleentäyttö 50 silikonilla 1 180 (21) ei tyhjennetty 240 (32) ei tyhjennetty 32 783 6 7 Tämän keksinnön käyttö ei rajoitu muuntajiin, vaan sitä voidaan käyttä missä tahansa dielektristä jäähdytysnestettä käyttävässä sähköisessä induktiolaitteessa, kuten sähkömagneeteissa, nestejäähdytteisissä sähkömoottoreissa ja kondensaattoreissa, esimerkiksi fluoresoivissa valoissa käytetyissä ta-sauslaitteissa.

Claims (19)

33 7 8 3 6 7

1. Menetelmä sähköisessä induktiolaitteessa käytetyn, PCB:tä sisältävän jäähdytysaineen korvaamiseksi, näissä induktiolait-teissa olevan säiliön sisältäessä jäähdytysaineen ja niiden käsittäessä sähkökäämin sekä PCB-pitoiseen jäähdytysaineeseen upotetun huokoisen, kiinteän, selluloosaa olevan sähköeristyk-sen, olennaisesti PCB:tä sisältämättömällä, kiehumispisteeltään korkealla, dielektrisellä, pysyvästi käytettävällä jääh-dytysaineella sähkölaitteen muuttamiseksi sellaiseksi laitteeksi, jossa PCB:n eluutionopeus jäähdytysaineeseen on pienempi kuin se suurin mahdollinen eluutionopeus jäähdytysaineeseen, joka PCB:tä sisältämättömäksi luokitelluissa sähkölaitteissa hyväksytään, tämän huokoisen ja kiinteän sähköeristyk-sen ollessa kyllästynyt mainitulla PCB-pitoisella jäähdytys-aineella tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: (a) säiliö tyhjennetään tästä PCB-pitoisesta jäähdy-tysaineesta, jotta suurin osa sen sisältämästä PCB-pitoisesta jäähdytysaineesta saadaan poistettua; (b) säiliö täytetään tilapäisesti käytettävällä, dielektrisellä jäähdytysnesteellä, joka sekoittuu PCBjhen, ja jonka viskositeetti on riittävän alhainen, jotta jäähdytys-neste kiertäisi säiliön sisällä ja jotta se tunkeutuisi huokoisessa, kiinteässä sähköeristyksessä oleviin välikköihin, sekä joka on helposti erotettavissa PCB:stä; (c) sähköisen induktiolaitteen annetaan toimia sähköisesti, ja sähköistä toimintaa jatketaan sellaisen ajanjakson ajan, joka pituudeltaan on riittävä eluoimaan huokoisen, kiinteän eristyksen kyllästävän, PCB-pitoisen jäähdytysaineen sisältämää PCB:tä eristyksestä tilapäiseen, dielektriseen jäähdytysnesteeseen; (d) tämän jälkeen säiliö tyhjennetään tästä tilapäisestä dielektrisestä jäähdytysnesteestä, joka sisältää eluoi-tuneen PCB:n; (e) vaiheista (b), (c) ja (d) muodostuva jakso toiste- 34 7 8 3 6 7 taan, mikäli PCB:n eluutionopeus tilapäiseen dielektriseen jäähdytysnesteeseen ylittää arvon 0,55 ppm PCB:tä vuorokaudessa, perustuen pysyvästi käytettävän dielektrisen jäähdytysai-neen painoon; ja (f) säiliö täytetään PCB:tä olennaisesti sisältämättömällä, pysyvästi käytettävällä jäähdytysaineella, joka valitaan sellaisesta ryhmästä, joka käsittää kiehumispisteeltään ja viskositeetiltaan korkeat silikoniÖljyt, nestemäiset synteettiset esterit, polyalfaolefiiniöljyt ja hiilivetyöljyt, jolloin sähkölaite saadaan luokiteltua uudestaan PCB:tä sisältämättömäksi laitteeksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tilapäinen dielektrinen jäähdytysneste on tri-klooribentseeniä, tetraklooribentseeniä tai näiden seoksia, ja että pysyvästi käytettävä jäähdytysaine on dielektristä sili-koniöljyä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kutakin vaiheista (c) jatketaan 20 vuorokaudesta yhteen vuoteen.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kutakin vaiheista (c) jatketaan 30...120 vuorokautta.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kutakin vaihteista (c) jatketaan 45...90 vuorokautta.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että edellisen jakson vaihetta (d) ja seuraavan jakson vaihetta (b) suoritettaessa tilapäistä jäähdytysnestettä poistetaan säiliön huipusta, kun taas puhdasta, jäähdytettyä, tilapäistä dielektristä jäähdytysnestettä syötetään säiliön pohjalle, laitteen sähköisen toiminnan jatkuessa. Il 35 7 8 3 6 7

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheet (d) ja (f) toteutetaan siten, että PCBstä sisältämätöntä, pysyvästi käytettävää jäähdytysainetta syötetään säiliön pohjalle, samalla kun tilapäistä dielektristä jäähdytysnestettä poistetaan säiliöstä sen huipusta käsin, laitteen sähköisen toiminnan jatkuessa.

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säiliöön asetetaan lämpöeristys, jotta kussakin vaiheista (c) säiliön sisältämän tilapäisen dielektrisen jäähdytysnesteen lämpötilaa voidaan nostaa, sähköisen induk-tiolaitteen toimiessa sähköisesti.

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säiliössä olevaa tilapäistä dielektristä jäähdytysnestettä kuumennetaan vaiheen (c) aikana sähköisen induktiolaitteen toimiessa sähköisesti.

10. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vaiheen (c) aikana tilapäistä dielektristä jäähdytysnestettä poistetaan säiliöstä, lämmitetään ja palautetaan tähän säiliöön, jolloin säiliössä kuitenkin pidetään riittävästi tätä tilapäistä dielektristä nestettä ja sähköisen induktiolaitteen annetaan toimia sähköisesti.

11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tilapäinen dielektrinen jäähdytysneste on haihtuvampaa kuin PGB, ja että se erotetaan sisältämästään PCBjstä tislaamalla tilapäinen dielektrinen jäähdytysneste PCBjstä erilleen.

12. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kiinteästä eristyksestä eluoitua PCB:tä sisältävää tilapäistä dielektristä jäähdytysnestettä valutetaan säiliöstä ulos potkurivirtana sähköisen induktiolaitteen toimiessa sähköisesti samalla puhdasta tilapäistä dielektristä jäähdytysnestettä lisäten määränä, joka on olennaisesti yhtä 36 7 8 3 6 7 suuri kuin potkurivirtana poistetun, PCBjtä sisältävän, tilapäisen dielektrisen nesteen määrä.

13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että säiliö huuhdellaan PCB:tä liuottavalla aineella vaiheen (a) jälkeen ja ennen vaihetta (b).

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että huuhteluun käytetty liuottava aine on sitä samaa nestettä, jota vaiheessa (b) käytetään tilapäisenä di-elektrisenä jäähdytysnesteenä.

15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että huuhteluun käytetty liuottava aine ja tilapäinen dielektrinen jäähdytysneste ovat triklooribentseeniä.

16. Patenttivaatimusten 1-14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että tilapäinen dielektrinen jäähdytysneste on triklooribentseenistä ja tetraklooribentseenistä muodostuvaa seosta.

17. Patenttivaatimusten 1-14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että tilapäinen dielektrinen jäähdytysneste on 1,2,4-triklooribentseeniä.

18. Patenttivaatimusten 1-14 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että säiliön täyttämiseen käytetty pysyvä jäähdytysaine on silikoniöljyä.

19. Patenttivaatimusten 1-14 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että vaiheessa (f) käytetty pysyvä jäähdytysaine on silikoniöljyä, jolla on seuraava kaava: (CH3)3SiO((CH3)2SiO)nSi(CH3) 3 missä luvulla n on sellainen arvo, että viskositeetiksi 25 °C:n lämpötilassa saadaan noin 50 senttistokea (mm2/s). 37 7 8 3 6 7