一种制造技术

本发明专利技术记载一种

【技术实现步骤摘要】
一种SF6/CF4混合气体快速分离回收装置及方法


[0001]本专利技术涉及气体分离
，具体来说是一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收装置及方法
。

技术介绍

[0002]随着“双碳”目标的提出，国家电网公司正努力推动混合气体来替代强温室气体六氟化硫
(SF6)
，以降低其使用量和排放量
。
四氟化碳
(CF4)
与
SF6之间具备良好的协同性能，相关研究表明围着在一定比例及压力下，绝缘和灭弧性能能够满足高压断路器需要；另外，
CF4液化温度极低，二者混合后相对于纯
SF6气体难以液化，因此被广泛应用于青海
、
内蒙古
、
东三省等地区
。
随着
SF6/CF4混合气体电气设备的大规模应用，其配套的运维检修技术和设备却十分缺乏，亟需完善
。
[0003]SF6/CF4混合气体电气设备在长期使用过程中可能会发生潜伏性故障，需要对其进行检修处理
。
检修过程的第一步就是将电气设备中的
SF6/CF4混合气体分离回收，而现有技术中针对
SF6中
CF4分离属于行业技术难题
。
现有的分离
SF6和
CF4主要采用深冷方法，利用
CF4难以液化的特点，将混合气体降温使
SF6液化，通过分离液相和气相来分别获取高纯
SF6和
CF4，但是该方法存在耗时长r/>、
能耗高的固有缺点
。
而
SF6提纯领域常用的吸附剂吸附手段则无法适用于
CF4分离，因为
CF4分子结构为正四面体，物化性质稳定，吸附剂吸附性能较差，仅能够对二者进行粗分离，分离后的气体中依然含有一定量的另一组分
。
[0004]因此，亟需寻求一种分离回收方法，实现
SF6和
CF4高效
、
快速分离回收
。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决
SF6和
CF4分离的成本和速度问题
。
[0006]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0007]一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收装置，包括依次串接的第一电磁阀
、
第一压缩机
、
碱液池
、
第一吸附柱
、
第二吸附柱
、
第二电磁阀
、
第三吸附柱；所述第三吸附柱的出口端并联设置常温气路和深冷气路；所述常温气路包括依次串接的第三压缩机
、
第七电磁阀；所述深冷气路包括第三电磁阀
、
深冷设备
、
第二压缩机
、
第五电磁阀；所述第七电磁阀
、
第五电磁阀合并至排口；
[0008]所述深冷设备的排液口串联有第四电磁阀
、
储液罐
、
液体泵
、
第六电磁阀；
[0009]所述第三吸附柱内设置有加热棒
。
[0010]进一步的，所述深冷设备包括深冷罐
、
制冷机组
、
制冷线圈
、
第二温度传感器
、
压力传感器；所述制冷线圈位于深冷罐内部，所述制冷机组向制冷线圈提供冷量；所述第二温度传感器和
、
压力传感器设置于深冷罐上，用于探测深冷罐的温度和压力
。
[0011]进一步的，所述第三吸附柱还设置有第一温度传感器
。
[0012]进一步的，所述第一吸附柱内装有干燥剂
。
[0013]进一步的，所述第二吸附柱内装有
kd03
型和
13X
分子筛
。
[0014]本专利技术还提供一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收方法，应用于上述装置，其特征在于包括以下步骤：
[0015](1)
打开第一电磁阀
、
第二电磁阀
、
第三电磁阀，待分离回收的
SF6/CF4混合气体被第一压缩机从进气口抽进装置，首先经过碱液池吸附混合气体中的微量酸性气体如
SO2、HF
等，之后经过装有干燥剂的第一吸附柱吸附水分；混合气体然后进入第二吸附柱中去除主要气体杂质如
CO、SO2F2，最后混合气体进入深冷罐中；
[0016](2)
制冷机组控制制冷线圈对深冷罐制冷，制冷温度设定为
‑
40℃
；第二温度传感器和压力传感器监测罐内温度
T
和压力
P
，若
T
＜
20℃
，
P
＜
3.0MPa
，混合气体持续进入深冷罐中；随着罐内温度逐渐下降以及压力逐渐上升，
SF6气体开始液化，当罐内液位计显示液位高于
h1时，打开第四电磁阀，
SF6液体在重力作用下，顺着管道进入储液罐中，当液位低于
h2时
(h1＞
h2)
，关闭第四电磁阀，直至再次高于
h1时打开；在第四电磁阀关闭期间，打开第六电磁阀，启动液体泵，将
SF6液体通过
SF6出口灌瓶；
[0017](3)
若
T
＜
20℃
，
P
＞
3.0MPa
时，关闭第一压缩机和第三电磁阀：若液位高于
h1时，打开第四电磁阀，待液位低于
h2时，关闭第四电磁阀；反之则无须动作；此时深冷罐内
SF6液体极少，罐内
CF4纯度极高；第五将电磁阀打开，启动第二压缩机，将高纯
CF4气体抽出，加压灌瓶，待深冷罐中压力
P
＜
0.1MPa
时停止，关闭第五电磁阀和第二压缩机；
[0018](4)
继续打开第一压缩机和第三电磁阀，重复步骤
(1)
～
(3)
，直至全部待回收混合气体处理完成；此时仅打开第五电磁阀和第六电磁阀，液体泵继续工作
10
分钟将储液罐中
SF6液体全部回收，第二压缩机将深冷罐中气体回收至
0.1MPa
；然后关闭所有电磁阀和压缩机
。
[0019](5)
回收结束后，将第三吸附柱中吸附的
CF4解吸，打开第七电磁阀，启动第三压缩机，启动加热棒将温度吸附剂升温至
150℃
，将
CF4气体全部解吸并由第三压缩机加压通过
CF4出口灌瓶，然后关闭所有电磁阀和压缩机，分离回收工作全部结束
。
[0020本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收装置，其特征在于，包括依次串接的第一电磁阀
(2)、
第一压缩机
(3)、
碱液池
(4)、
第一吸附柱
(5)、
第二吸附柱
(6)、
第二电磁阀
(7)、
第三吸附柱
(10)
；所述第三吸附柱
(10)
的出口端并联设置常温气路和深冷气路；所述常温气路包括依次串接的第三压缩机
(13)、
第七电磁阀
(15)
；所述深冷气路包括第三电磁阀
(14)、
深冷设备
、
第二压缩机
(21)、
第五电磁阀
(22)
；所述第七电磁阀
(15)、
第五电磁阀
(22)
合并至排口
(23)
；所述深冷设备的排液口串联有第四电磁阀
(20)、
储液罐
(24)、
液体泵
(25)、
第六电磁阀
(26)
；所述第三吸附柱
(10)
内设置有加热棒
(9)。2.
根据权利要求1所述的一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收装置，其特征在于，所述深冷设备包括深冷罐
(17)、
制冷机组
(16)、
制冷线圈
(18)、
第二温度传感器
(11)
和
、
压力传感器
(12)
；所述制冷线圈
(18)
位于深冷罐
(17)
内部，所述制冷机组
(16)
向制冷线圈
(18)
提供冷量；所述第二温度传感器
(11)
和
、
压力传感器
(12)
设置于深冷罐
(17)
上，用于探测深冷罐
(17)
的温度和压力
。3.
根据权利要求1或2所述的一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收装置，其特征在于，所述第三吸附柱
(10)
还设置有第一温度传感器如图
1。4.
根据权利要求1或2所述的一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收装置，其特征在于，所述第一吸附柱
(5)
内装有干燥剂
。5.
根据权利要求1或2所述的一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收装置，其特征在于，所述第二吸附柱
(6)
内装有
kd03
型和
13X
分子筛
。6.
一种
SF6/CF4混合气体快速分离回收方法，应用于权利要求1至3任一所述装置，其特征在于，包括以下步骤：
(1)
打开第一电磁阀
(2)、
第二电磁阀
(7)、
第三电磁阀
(14)
，待分离回收的
SF6/CF4混合气体被第一压缩机
(3)
从进气口1抽进装置，首先经过碱液池
(4)
吸附混合气体中的微量酸性气体如
SO2、HF
等，之后经过装有干燥剂的第一吸附柱
(5)
吸附水分；混合气体然后进入第二吸附柱
(6)
中去除主要气体杂质如
CO、SO2F2，最...

【专利技术属性】
技术研发人员：董杰，王雅湉，杨博，刘伟强，马蕾，马吉静，索思德，李贵玲，丁祥浩，何海川，马小林，卜宏涛，耿坤，张济麟，伊国鑫，马乐，王磊，常增文，罗舒婷，魏静，武丹，杨铁刚，王元友，王军军，刘生春，吴嘉楠，曾成，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：