六氟化硫气体回收及提纯的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种六氟化硫气体回收及提纯方法，它包括：对粗六氟化硫尾气进行初步净化，得到第一中间产物；对第一中间产物中的六氟化硫进行冷凝、液化，液气分离，分别得到第二中间产物和第一次高浓度废气；对第二中间产物中的六氟化硫精馏纯化，分别得到高纯度的六氟化硫液体和第二次高浓度废气；将第一次高浓度废气以及第二次高浓度废气合流，利用液氮对合流后的高浓度废气中的六氟化硫进行固化，得到高纯度的固态的六氟化硫，再将残余的气体污染物作为第三中间产物回流。本发明专利技术还公开了一种六氟化硫气体回收及提纯系统。本发明专利技术的一种六氟化硫气体回收及提纯方法，回收纯度高，能够减少液氮的消耗。减少液氮的消耗。减少液氮的消耗。

【技术实现步骤摘要】
六氟化硫气体回收及提纯的方法及系统


[0001]本专利技术属于气体回收提纯
，更具体地说，涉及一种六氟化硫气体回收及提纯的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着我国在高压、超高压电
的发展，SF6(六氟化硫)气体已经被广泛用作相关高压、超高压电气设备的绝缘介质。采用SF6气体作为绝缘的全封闭式开关设备，相较于常规的敞开式高压配电装置，具有以下优点：(1)占地面积小；(2)运行不受外界气象和环境条件的影响。但是六氟化硫气体同时也具有极强的温室气体效应，其在大气中的寿命长达3200年。随着六氟化硫在超高压甚至特高压电力系统中的应用越来越广泛，从废旧系统中回收六氟化硫，并在纯化后二次使用，既有经济效益，同时也有环保效益。
[0003]现有技术中对SF6(六氟化硫)气体的回收提纯一般有以下两种方法：
[0004]A、增压冷却液化分离法：将粗六氟化硫气体增压，利用六氟化硫沸点较高的原理，利用制冷机组使六氟化硫气体液化后,与杂质分离；如中国专利申请号为201210283810.3，申请日为2012年08月10日，该专利公开了一种六氟化硫气体净化提纯组罐及其净化提纯方法，其中所述方法包括以下步骤：步骤1：将六氟化硫气体经吸附剂吸附后，得到待处理六氟化硫气体；步骤2、将待处理六氟化硫气体由进气口引入第一液化罐，向第一液化罐内的第一制冷盘管通入制冷剂降低罐内温度至六氟化硫气体液化，液态六氟化硫经过第三阀门进入设置第一液化罐下部的第二液化罐，向第二液化罐内的第二制冷盘管通入制冷剂降温，第二液化罐内的气体经过第四阀门进入第一液化罐内；步骤3、第二液化罐已经充满液态六氟化硫后，关闭第三阀门和第四阀门，打开第五阀门将液态六氟化硫由第一出液口回收；步骤4、打开第二阀门，关闭第一阀门，使待处理六氟化硫气体在第一液化罐内液化；步骤5、回收第一液化罐内的液态六氟化硫；
[0005]B、高压液氮冷冻分离法：利用液氮先将六氟化硫固化，再利用真空泵抽走杂质，然后将六氟化硫复温液化后使用。如中国专利申请号为201810339359.X，申请日为2018年04月16日，该专利公开了六氟化硫和氮气混合气体净化分离提纯装置及其回收净化提纯六氟化硫方法，其中所述方法包括以下步骤：步骤1：回收混合气体：利用设置在固化罐及液化罐内的冷却介质通道，使液氮依次通过固化罐及液化罐；将六氟化硫和氮气的混合气体依次经压缩、预冷后通入液化罐进行冷却，将液化罐内经冷却的六氟化硫通入固化罐进行冷却，使六氟化硫固化；步骤2、当固化罐内固化的六氟化硫的数量达到给定限值，或者，所述混合气体已经回收完毕，则混合气体停止通入液化罐，并在冷却介质通道中继续通入液氮，待六氟化硫充分固化后停止通入液氮；步骤3、经过步骤后，调节液化罐和固化罐的排气压力后分别对液化罐和固化罐进行排气，将排出液化罐和固化罐的气体经无害化处理后排放至大气，或者，将排出液化罐和固化罐的气体经过变压吸附装置进行除氮气处理后输入循环净化储气罐内进行贮存；步骤4、对液化罐和固化罐分别进行抽真空，直至达到一定的真空度，其中，自液化罐和固化罐抽出的气体输入循环净化储气罐内进行贮存；步骤5、对固化罐内
固化的六氟化硫进行加热，然后将六氟化硫自固化罐内注入到外部回收容器中，贮存在循环净化储气罐中的气体在下一次回收混合气体过程中经压缩、预冷后通入液化罐。
[0006]上述两种处理方式均存在以下缺点：
[0007]1、无论是液化分离还是冷冻分离，都只能分离掉比六氟化硫沸点低的杂质，比如空气中的氧气，氮气组分；但是空气中的低沸点组分，如水分，或者是与六氟化硫的沸点相接近的杂质就难以去除干净；
[0008]2、同一装置对粗六氟化硫的杂质含量有一定的范围要求，原因六氟化硫含量的高低决定了其在特定压力下的沸点。一瓶六氟化硫含量90％的回收气，与六氟化硫含量30％的回收气，其回收液化或固化温区可以相差30度以上。这种差别会导致装置的回收率，回收纯度，大幅下降，以及液氮消耗大幅上升。

技术实现思路

[0009]1、要解决的问题
[0010]针对上述现有技术中存在的回收率和回收纯度低、液氮消耗大的问题，本专利技术提供一种六氟化硫气体回收及提纯的方法及系统，针对六氟化硫气体的回收纯度高，并且能够在原料粗六氟化硫含量的大幅度波动情况下，保持连续生产，减少液氮的消耗。
[0011]2、技术方案
[0012]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。
[0013]作为本申请的其中一个方面，提供一种六氟化硫气体回收及提纯方法，包括以下步骤：
[0014](1)第一工段：对粗六氟化硫尾气进行初步净化，去除粗六氟化硫尾气中的固体杂质和/或水分和/或部分气体污染物，得到第一中间产物；
[0015](2)第二工段：对第一中间产物中的六氟化硫进行冷凝、液化，并使得第一中间产物中与六氟化硫共沸或沸点相接近的污染物保持在气体阶段，液气分离，分别得到第二中间产物和第一次高浓度废气；
[0016](3)第三工段：对第二中间产物精馏纯化，得到高纯度的六氟化硫液体，同时使得第二中间产物中残留的杂质相变为气态，作为第二次高浓度废气排出；
[0017](4)第四工段：将第二工段中的第一次高浓度废气以及第三工段中的第二次高浓度废气合流，利用液氮对合流后的高浓度废气中的六氟化硫进行固化，得到高纯度的固态的六氟化硫，再将残余的气体污染物作为第三中间产物回流至第一工段。
[0018]其优选的技术方案为：
[0019]如上所述的一种六氟化硫气体回收及提纯方法，所述的第一工段的具体步骤为：
[0020](11)利用过滤器去除粗六氟化硫尾气中的固体颗粒；
[0021](12)对过滤后的粗六氟化硫尾气压缩、冷却，保证压缩后粗六氟化硫尾气的压力不低于其液化的临界压力，冷却后粗六氟化硫尾气温度不低于六氟化硫液化的临界温度；
[0022](13)将粗六氟化硫尾气送入分子筛中，利用分子筛去除粗六氟化硫尾气中的水分以及二氧化碳气体，得到第一中间产物。
[0023]如上所述的一种六氟化硫气体回收及提纯方法所述的第二工段的具体步骤为：
[0024](21)利用冷却器对第一中间产物进行冷却降温，将尾气降温到约18～20℃；
[0025](22)利用液化分离器对降温后的第一中间产物进行冷凝、液化，同时保持第一中间产物中的氮气和氧气处于气态，液气分离，分别得到第二中间产物和第一次高浓度废气。
[0026]如上所述的一种六氟化硫气体回收及提纯方法，所述的第四工段的具体步骤为：
[0027](41)将第二工段中的第一次高浓度废气以及第三工段中的第二次高浓度废气合流，将合流后的高浓度废气送入冷量回收器的冷凝盘管，冷量回收器壳层设有气态制冷剂，冷凝盘管内的高浓度废气与冷量回收器壳层内的气态制冷剂进行热交换；
[0028](42)将热交换后的合流高浓度废气送入固化罐中，采用液氮将合流高浓度废气中的六氟化硫冷却至
‑
70～...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六氟化硫气体回收及提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)第一工段：对粗六氟化硫尾气进行初步净化，去除粗六氟化硫尾气中的固体杂质和/或水分和/或部分气体污染物，得到第一中间产物；(2)第二工段：对第一中间产物中的六氟化硫进行冷凝、液化，并使得第一中间产物中与六氟化硫共沸或沸点相接近的污染物保持在气体阶段，液气分离，分别得到第二中间产物和第一次高浓度废气；(3)第三工段：对第二中间产物精馏纯化，得到高纯度的六氟化硫液体，同时使得第二中间产物中残留的杂质相变为气态，作为第二次高浓度废气排出；(4)第四工段：将第二工段中的第一次高浓度废气以及第三工段中的第二次高浓度废气合流，利用液氮对合流后的高浓度废气中的六氟化硫进行固化，得到高纯度的固态的六氟化硫，再将残余的气体污染物作为第三中间产物回流至第一工段。2.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体回收及提纯方法，其特征在于：所述的第一工段的具体步骤为：(11)利用过滤器去除粗六氟化硫尾气中的固体颗粒；(12)对过滤后的粗六氟化硫尾气压缩、冷却，保证压缩后粗六氟化硫尾气的压力不低于其液化的临界压力，冷却后粗六氟化硫尾气温度不低于六氟化硫液化的临界温度；(13)将粗六氟化硫尾气送入分子筛中，利用分子筛去除粗六氟化硫尾气中的水分以及二氧化碳气体，得到第一中间产物。3.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体回收及提纯方法，其特征在于：所述的第二工段的具体步骤为：(21)利用冷却器对第一中间产物进行冷却降温，将尾气降温到约18～20℃；(22)利用液化分离器对降温后的第一中间产物进行冷凝、液化，同时保持第一中间产物中的氮气和氧气处于气态，液气分离，分别得到第二中间产物和第一次高浓度废气。4.根据权利要求1所述的一种六氟化硫气体回收及提纯方法，其特征在于：所述的第四工段的具体步骤为：(41)将第二工段中的第一次高浓度废气以及第三工段中的第二次高浓度废气合流，合流后的高浓度废气送入冷量回收器的冷凝盘管，冷量回收器壳层设有气态制冷剂，冷凝盘管内的高浓度废气与冷量回收器壳层内的气态制冷剂进行热交换；(42)将热交换后的合流高浓度废气送入固化罐中，采用液氮将合流高浓度废气中的六氟化硫冷却至
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70～
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165℃，得到高纯度的固态的六氟化硫，液气分离，将残留的沸点与六氟化硫的相接近的气体污染物作为第三中间产物回流至第一工段；同时将每次液氮固化时气化后的废气送入冷量回收器的壳层作为制冷剂进行冷量回收。5.一种六氟化硫气体回收及提纯系统，其特征在于，包括：净化处理设备，用于去除粗六氟化硫尾气中固体和/或水分和/或部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀亮，徐银龙，
申请(专利权)人：上海都茂爱净化气有限公司，
类型：发明
国别省市：