用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法，用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，Ar作为载气输入热等离子体发生器中，环形电极电连接直流电源以在Ar载气下生成电弧等离子体区域；待反应的预定比例的SF6与H2输入所述电弧等离子体区域中产生氢自由基与氟自由基并互相结合生成HF以抑制SF6的自恢复反应，最终产物为HF与S单质。最终产物为HF与S单质。最终产物为HF与S单质。

【技术实现步骤摘要】
用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法


[0001]本专利技术属于气体降解
，特别是一种用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法。

技术介绍

[0002]SF6是一种在电力系统中被广泛应用的绝缘与灭弧气体，但它的温室效应潜在值达到了CO2的23500倍，目前在许多行业中已经被限制使用。因此，在全球大力推进减少碳排放的背景下，亟需寻找一种能够高效降解SF6的方法。
[0003]然而，SF6具有很强的自恢复特性，即使在电弧条件下被电离，也能迅速复合成为SF6分子，只产生很少量的杂质气体。这让它快速地恢复介电能力，具有良好的灭弧能力，从而被广泛应用于电力系统。但是在另一方面，这个特性也导致了退役的SF6气体极难被降解。
[0004]现有的高温热解法效果并不令人满意，一方面加热过程消耗大量的能源，另一方面降解率也比较低，不能达到无害化降解SF6的目标。
[0005]为了提高降解SF6的能量效率与降解率，近年来，等离子体废气处理技术受到了广泛的研究。常见的方法有射频等离子体法、微波等离子体法以及介质阻挡放电等离子体法等。但都属于冷等离子体法，反应温度和放电功率都不够高，一方面不能将SF6彻底降解为原子，另一方面也只能降解低浓度、低流量的SF6，不利于工业应用，本专利技术旨在解决以上问题。
[0006]在
技术介绍
部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提出一种用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法，通过使用热等离子体发生器来提高降解率与处理能力，并利用含氢反应气体抑制SF6自恢复，使其彻底降解为硫单质，提高了SF6处理能力与降解率，将SF6分子彻底分解。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现，一种用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法包括：
[0009]Ar作为载气输入热等离子体发生器中的反应腔，所述反应腔通过旋流器接收载气Ar，环形电极电连接直流电源以在Ar载气下生成电弧等离子体区域；
[0010]待反应的预定比例的SF6与反应气输入所述电弧等离子体区域中产生氢/氧自由基与氟自由基并互相结合生成最终产物，其中，最终产物主要为酸性气体，可以被碱液吸收并无害化处理。
[0011]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，硫粉滤除装置连通所述电弧等离子体区域以滤除电弧等离子体区域反应后混合气体中的硫粉，碱液喷淋塔连通所述硫粉滤除装置并以碱液喷淋来自硫粉滤除装置的酸性尾气。
[0012]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，所述H2与SF6的预定比例为下限比例3∶1至上限比例，其中，上限比例受有害副产物H2S限制。
[0013]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，Ar∶H2∶SF6的预定比例为30∶40∶10L/min。
[0014]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，Ar、H2、SF6分别经由旋流器导入热等离子体发生器中。其中，三个旋流器均使用聚四氟乙烯材料，并分别与三个环状电极紧贴，能够耐HF腐蚀，同时在电极之间起到绝缘和支撑作用。
[0015]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，热等离子体发生器包括可循环的水冷夹层，其连通水冷系统以驱动水冷夹层中的循环水源，使冷却水与电极充分接触并快速带走电极上的热负荷。
[0016]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，所述热等离子体发生器包括三个环状电极，其分别为阴极、引弧阳极和燃弧阳极，放电时先在阴极与引弧阳极之间施加高压交流电压来引弧，燃弧成功后再在阴极与燃弧阳极之间施加稳定的直流电流来维持热等离子体发生器放电。
[0017]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，直流电源的负极连接阴极，所述直流电源的正极连接引弧阳极与燃弧阳极，所述直流电源产生过电压用于引弧，燃弧后再提供恒定电流，直流电源输出功率可调。
[0018]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，直流电源的工作电压为150V，工作电流为100A。
[0019]所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法中，所述碱液喷淋塔使用5％的Ca(OH)2碱液。
[0020]和现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术反应温度较高，热等离子体温度超过SF6彻底降解的反应温度，反应速率极高，SF6降解率超过99％；复合反应较弱；由于F自由基都被H自由基捕获，基本不发生复合反应，降解产物主要为HF，能够被碱液吸收，方便处理；气流混合均匀；旋流器作用下进气混合十分均匀，能够提高降解效果，同时节约H2的用量。
附图说明
[0021]通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本专利技术各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
[0022]在附图中：
[0023]图1是根据本专利技术一个实施例的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法的基于热等离子体的六氟化硫降解装置的系统示意图；
[0024]图2是根据本专利技术一个实施例的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法的降解装置的结构示意图；
[0025]图3是根据本专利技术一个实施例的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法的旋流
器的正视示意图；
[0026]图4是根据本专利技术一个实施例的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法的旋流器的俯视示意图；
[0027]图5是根据本专利技术一个实施例的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法的水冷夹层的截面示意图；
[0028]图6是根据本专利技术一个实施例的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法的反应原理示意图。
[0029]以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步的解释。
具体实施方式
[0030]下面将参照附图1至图6更详细地描述本专利技术的具体实施例。虽然附图中显示了本专利技术的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0031]需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本专利技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本专利技术的范围。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法，其特征在于，其包括以下步骤，Ar作为载气输入热等离子体发生器中的反应腔，所述反应腔通过旋流器接收载气Ar，环形电极电连接直流电源以在Ar载气下生成电弧等离子体区域；待反应的预定比例的SF6与反应气输入所述电弧等离子体区域中产生氢/氧自由基与氟自由基并互相结合生成最终产物，其中，最终产物主要为酸性气体，可以被碱液吸收并无害化处理。2.根据权利要求1所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法，其中，优选的，硫粉滤除装置连通所述电弧等离子体区域以滤除电弧等离子体区域反应后混合气体中的硫粉，碱液喷淋塔连通所述硫粉滤除装置并以碱液喷淋来自硫粉滤除装置的酸性尾气。3.根据权利要求1所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法，其中，所述H2与SF6的预定比例为下限比例3∶1至上限比例，其中，上限比例受有害副产物H2S限制。4.根据权利要求1所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处理方法，其中，Ar∶H2∶SF6的预定比例为30∶40∶10L/min。5.根据权利要求1所述的用于六氟化硫降解的热等离子体处...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙昊，荣命哲，唐猷成，印天鹏，吴翊，郭运顺，龙虎，
申请(专利权)人：四川义结科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：