CN109224758A - 可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备及方法 - Google Patents
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Abstract
可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备，包括原料气体进口接头、过滤吸附装置、压缩机、制冷机组、第一精馏塔、第二精馏塔、液压顶升装置、第一尾气处理器、第二尾气处理器和增压机。本发明还公开了可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备的方法；本发明实现了满足GB/T12022‑2014《工业六氟化硫》新气标准的SF6废气提纯再生技术，推进了SF6废气再生技术设备的发展，解决了SF6废气再生重复使用的难题，提高了SF6气体利用率，减少了SF6气体排放，为绿色电力的发展提供助力，具有极大的经济及社会效益。
Description
技术领域
本发明属于SF6气体净化再生技术领域，具体涉及一种可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备及方法。
背景技术
SF6气体因具有高介电强度特性和稳定的化学性质，使其成为高压开关设备主要的绝缘和灭弧介质，同时以SF6气体为绝缘介质的变压器、气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）、断路器、互感器等，因其绝缘性能好、占地面积少、运行安全可靠等优势而逐步替代传统绝缘介质的同类设备。
六氟化硫气体（SF6）是京都议定书禁止排放的六种温室气体之一，且其可能会分解产生部分有毒有害气体。随着六氟化硫气体在电网中的大量使用以及我国近年来对环境问题的关注日益增强，如何对SF6气体进行纯化，使其再利用已显得十分重要。
2014年7月8日中国国家标准化管理委员会发布了GB/T12022-2014《工业六氟化硫》标准：
目前，我国在高压开关SF6气体回收净化再生等领域研究不完善，在此背景下，该发明旨在解决针对六氟化硫气体各种应用情况的净化再生处理技术，主要技术难点包括：
（1）高压开关内SF6气体故障后成分复杂，包含有空气、水分、SF6分解产物、固体分解物等杂质，而将这些杂质净化，使得SF6气体品质符合新气标准，需要高效合理的处理工艺流程。
（2）GB/T12022标准在2014年进行了修订，对各个物质的组分比例有了新的规定，新增添了C2F6和C3F8两种物质的指标，而在标准修改之前，大量的SF6气体中均含有这两种物质，且超出标准规范要求，因此必须通过有效的分离方法将这种气体净化，达到新修订的《工业六氟化硫》标准要求。SF6气体中存在的C2F6、C3F8等气体杂质处理难度较大，C2F6气体特性与SF6气体相似，按照以往的方式难以除去。必须找到合适的方法去除SF6气体中均含有这两种物质。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种可将SF6废气中C2F6和C3F8两种杂质去除的可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备及方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备，包括原料气体进口接头、过滤吸附装置、压缩机、制冷机组、第一精馏塔、第二精馏塔、液压顶升装置、第一尾气处理器、第二尾气处理器和增压机；
原料气体进口接头通过第一混合气管与过滤吸附装置的进口连接，过滤吸附装置的出口通过第二混合气管与压缩机的进口连接，压缩机的出口通过第三混合气管与第一精馏塔的混合气进口连接；
第一精馏塔和第二精馏塔左右紧邻且并排设置，液压顶升装置设置在第一精馏塔和第二精馏塔之间，第一精馏塔和第二精馏塔均包括固定的塔体部和活动的伸缩部，伸缩部的下部伸入到塔体部内，伸缩部下部与塔体部滑动密封连接，第一精馏塔的伸缩部的上端与第二精馏塔的伸缩部的上端之间通过连接架连接，液压顶升装置的驱动端与连接架下部连接；
制冷机组通过第一制冷管道与第一精馏塔的伸缩部连接，制冷机组通过第二制冷管道与第二精馏塔的伸缩部连接；
第一尾气处理器设置在连接架上，第一精馏塔的伸缩部的顶部通过第一尾气排放管与第一尾气处理器的进口连接；
第二精馏塔的塔体部的底部通过第二尾气排放管与第二尾气处理器的进口连接；
第一精馏塔的塔体部的底部与第二精馏塔的塔体部的底部之间通过液体管道连接；
增压机的进气口分别通过第一净化气体管道和第二净化气体管道与第一精馏塔的塔体部和第二精馏塔的塔体部连接，增压机的出气口连接有六氟化硫气体充气管道。
第三混合气管上设置有第一电磁阀，第一净化气体管道上设置有第二电磁阀，液体管道上设置有第三电磁阀，第二尾气排放管上设置有第四电磁阀，第二净化气体管道上设置有第五电磁阀，六氟化硫气体充气管道上设置有第六电磁阀，第一尾气排放管上设置有第七电磁阀。
第一制冷管道上设置有第一制冷电磁阀，第二制冷管道上设置有第二制冷电磁阀。
可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备的回收净化方法，包括以下步骤；
（1）、首先启动液压顶升装置通过连接架驱动第一精馏塔的伸缩部和第二精馏塔的伸缩部向上升起，升起高度为1.5m，此时第一精馏塔和第二精馏塔的整体高度为3m，以便于特殊杂质C2F6和C3F8的去除；
（2）、开启第一电磁阀，SF6废气由原料气体进口接头进入，经第一混合气管进入到过滤吸附装置，将SF6废气中的SF6分解产物、金属絮状物、水分、粉尘吸附并过滤，然后经第二混合气管后通过压缩机的压缩驱动再经第三混合气管进入第一精馏塔内部；
（3）、SF6废气回收至第一精馏塔后，启动制冷机组，开启第一制冷电磁阀，对第一精馏塔内气体介质进行低温精馏处理，根据SF6气体与AIR、CF4、CO2、C2F6气体的沸点以及密度的区别，可将第一精馏塔内SF6废气中的AIR、CF4、CO2、C2F6气体分离排放，通过第七电磁阀将排放的废气通过第一尾气处理器处理后，无毒化排放，第一精馏塔低温精馏提纯结束，关闭制冷机组以及第一制冷电磁阀；
（4）、在第一精馏塔中将SF6废气精馏提纯后，开启第三电磁阀，将第一精馏塔的塔体底部的部分SF6液体输送至第二精馏塔中，然后启动制冷机组，开启第二制冷电磁阀，对第二精馏塔内的SF6气体提纯，根据SF6气体与C3F8气体的沸点以及密度的区分，将SF6气体与C3F8气体分离，并将C3F8气体通过第二精馏塔底部的第四电磁阀将排放的废气通过第二尾气处理器后，无毒化排放，第二精馏塔低温精馏提纯结束后，关闭制冷机组以及第二制冷电磁阀；
（5）、最后将六氟化硫气体充气管道连接压力容器，打开第二电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，开启增压机，通过第一精馏塔和第二精馏塔内的净化合格的SF6气体经过增压机的增压，通过六氟化硫气体充气管道储存至压力容器中。
采用上述技术方案，本发明在采用一体化双级精馏塔（第一精馏塔和第二精馏塔左右并排设置），第一精馏塔和第二精馏塔可针对SF6废气中的不同杂质进行分级处理，在新修订的GB/T12022-2014标准中规定的C2F6与C3F8气体杂质可通过第一级精馏塔提纯分离C2F6气体，然后通过二级精馏提纯分离C3F8气体。
本发明在第一精馏塔和第二精馏塔上安装液压顶升装置，由于C2F6气体与C3F8气体在气体性质中的相似性，尤其是沸点相差较小，因此常规的精馏塔高度不足以满足C2F6、C3F8气体杂质与SF6气体分离的条件，通过液压顶升装置可将第一精馏塔和第二精馏塔向上升高至3m处，不仅满足杂质气体分离条件，而且可升降式精馏塔的设计节约了空间，也便于设备运输至现场进行净化提纯工作。
综上所述，本发明实现了满足GB/T12022-2014《工业六氟化硫》新气标准的SF6废气提纯再生技术，推进了SF6废气再生技术设备的发展，解决了SF6废气再生重复使用的难题，提高了SF6气体利用率，减少了SF6气体排放，为绿色电力的发展提供助力，具有极大的经济及社会效益。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备，包括原料气体进口接头1、过滤吸附装置2、压缩机3、制冷机组4、第一精馏塔5、第二精馏塔6、液压顶升装置7、第一尾气处理器8、第二尾气处理器9和增压机10；
原料气体进口接头1通过第一混合气管11与过滤吸附装置2的进口连接，过滤吸附装置2的出口通过第二混合气管12与压缩机3的进口连接，压缩机3的出口通过第三混合气管13与第一精馏塔5的混合气进口连接；
第一精馏塔5和第二精馏塔6左右紧邻且并排设置，液压顶升装置7设置在第一精馏塔5和第二精馏塔6之间，第一精馏塔5和第二精馏塔6均包括固定的塔体部和活动的伸缩部，伸缩部的下部伸入到塔体部内，伸缩部下部与塔体部滑动密封连接，第一精馏塔5的伸缩部的上端与第二精馏塔6的伸缩部的上端之间通过连接架14连接，液压顶升装置7的驱动端与连接架14下部连接；
制冷机组4通过第一制冷管道15与第一精馏塔5的伸缩部连接，制冷机组4通过第二制冷管道16与第二精馏塔6的伸缩部连接；
第一尾气处理器8设置在连接架14上，第一精馏塔5的伸缩部的顶部通过第一尾气排放管31与第一尾气处理器8的进口连接；
第二精馏塔6的塔体部的底部通过第二尾气排放管17与第二尾气处理器9的进口连接；
第一精馏塔5的塔体部的底部与第二精馏塔6的塔体部的底部之间通过液体管道18连接；
增压机10的进气口分别通过第一净化气体管道19和第二净化气体管道20与第一精馏塔5的塔体部和第二精馏塔6的塔体部连接，增压机10的出气口连接有六氟化硫气体充气管道21。
第三混合气管13上设置有第一电磁阀22，第一净化气体管道19上设置有第二电磁阀23，液体管道18上设置有第三电磁阀24，第二尾气排放管17上设置有第四电磁阀25，第二净化气体管道20上设置有第五电磁阀26，六氟化硫气体充气管道21上设置有第六电磁阀27，第一尾气排放管31上设置有第七电磁阀28。
第一制冷管道15上设置有第一制冷电磁阀29，第二制冷管道16上设置有第二制冷电磁阀30。
可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备的回收净化方法，包括以下步骤；
（1）、首先启动液压顶升装置7通过连接架14驱动第一精馏塔5的伸缩部和第二精馏塔6的伸缩部向上升起，升起高度为1.5m，此时第一精馏塔5和第二精馏塔6的整体高度为3m，以便于特殊杂质C2F6和C3F8的去除；
（2）、开启第一电磁阀22，SF6废气由原料气体进口接头1进入，经第一混合气管11进入到过滤吸附装置2，将SF6废气中的SF6分解产物、金属絮状物、水分、粉尘吸附并过滤，然后经第二混合气管12后通过压缩机3的压缩驱动再经第三混合气管13进入第一精馏塔5内部；
（3）、SF6废气回收至第一精馏塔5后，启动制冷机组4，开启第一制冷电磁阀29，对第一精馏塔5内气体介质进行低温精馏处理，根据SF6气体与AIR、CF4、CO2、C2F6气体的沸点以及密度的区别，可将第一精馏塔5内SF6废气中的AIR、CF4、CO2、C2F6气体分离排放，通过第七电磁阀28将排放的废气通过第一尾气处理器8处理后，无毒化排放，第一精馏塔5低温精馏提纯结束，关闭制冷机组4以及第一制冷电磁阀29；
（4）、在第一精馏塔5中将SF6废气精馏提纯后，开启第三电磁阀24，将第一精馏塔5的塔体底部的部分SF6液体输送至第二精馏塔6中，然后启动制冷机组4，开启第二制冷电磁阀30，对第二精馏塔6内的SF6气体提纯，根据SF6气体与C3F8气体的沸点以及密度的区分，将SF6气体与C3F8气体分离，并将C3F8气体通过第二精馏塔6底部的第四电磁阀25将排放的废气通过第二尾气处理器9后，无毒化排放，第二精馏塔6低温精馏提纯结束后，关闭制冷机组4以及第二制冷电磁阀30；
（5）、最后将六氟化硫气体充气管道21连接压力容器，打开第二电磁阀23、第五电磁阀26和第六电磁阀27，开启增压机10，通过第一精馏塔5和第二精馏塔6内的净化合格的SF6气体经过增压机10的增压，通过六氟化硫气体充气管道21储存至压力容器中。
本发明在采用一体化双级精馏塔（第一精馏塔5和第二精馏塔6左右并排设置），第一精馏塔5和第二精馏塔6可针对SF6废气中的不同杂质进行分级处理，在新修订的GB/T12022-2014标准中规定的C2F6与C3F8气体杂质可通过第一级精馏塔提纯分离C2F6气体，然后通过二级精馏提纯分离C3F8气体。
本发明在第一精馏塔5和第二精馏塔6上安装液压顶升装置7，由于C2F6气体与C3F8气体在气体性质中的相似性，尤其是沸点相差较小，因此常规的精馏塔高度不足以满足C2F6、C3F8气体杂质与SF6气体分离的条件，通过液压顶升装置7可将第一精馏塔5和第二精馏塔6向上升高至3m处，不仅满足杂质气体分离条件，而且可升降式精馏塔的设计节约了空间，也便于设备运输至现场进行净化提纯工作。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (4)
1.可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备，其特征在于：包括原料气体进口接头、过滤吸附装置、压缩机、制冷机组、第一精馏塔、第二精馏塔、液压顶升装置、第一尾气处理器、第二尾气处理器和增压机；
原料气体进口接头通过第一混合气管与过滤吸附装置的进口连接，过滤吸附装置的出口通过第二混合气管与压缩机的进口连接，压缩机的出口通过第三混合气管与第一精馏塔的混合气进口连接；
第一精馏塔和第二精馏塔左右紧邻且并排设置，液压顶升装置设置在第一精馏塔和第二精馏塔之间，第一精馏塔和第二精馏塔均包括固定的塔体部和活动的伸缩部，伸缩部的下部伸入到塔体部内，伸缩部下部与塔体部滑动密封连接，第一精馏塔的伸缩部的上端与第二精馏塔的伸缩部的上端之间通过连接架连接，液压顶升装置的驱动端与连接架下部连接；
制冷机组通过第一制冷管道与第一精馏塔的伸缩部连接，制冷机组通过第二制冷管道与第二精馏塔的伸缩部连接；
第一尾气处理器设置在连接架上，第一精馏塔的伸缩部的顶部通过第一尾气排放管与第一尾气处理器的进口连接；
第二精馏塔的塔体部的底部通过第二尾气排放管与第二尾气处理器的进口连接；
第一精馏塔的塔体部的底部与第二精馏塔的塔体部的底部之间通过液体管道连接；
增压机的进气口分别通过第一净化气体管道和第二净化气体管道与第一精馏塔的塔体部和第二精馏塔的塔体部连接，增压机的出气口连接有六氟化硫气体充气管道。
2.根据权利要求1所述的可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备，其特征在于：第三混合气管上设置有第一电磁阀，第一净化气体管道上设置有第二电磁阀，液体管道上设置有第三电磁阀，第二尾气排放管上设置有第四电磁阀，第二净化气体管道上设置有第五电磁阀，六氟化硫气体充气管道上设置有第六电磁阀，第一尾气排放管上设置有第七电磁阀。
3.根据权利要求2所述的可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备，其特征在于：第一制冷管道上设置有第一制冷电磁阀，第二制冷管道上设置有第二制冷电磁阀。
4.采用权利要求3所述的可升降式精馏塔六氟化硫气体回收净化设备的回收净化方法，其特征在于：包括以下步骤；
（1）、首先启动液压顶升装置通过连接架驱动第一精馏塔的伸缩部和第二精馏塔的伸缩部向上升起，升起高度为1.5m，此时第一精馏塔和第二精馏塔的整体高度为3m，以便于特殊杂质C2F6和C3F8的去除；
（2）、开启第一电磁阀，SF6废气由原料气体进口接头进入，经第一混合气管进入到过滤吸附装置，将SF6废气中的SF6分解产物、金属絮状物、水分、粉尘吸附并过滤，然后经第二混合气管后通过压缩机的压缩驱动再经第三混合气管进入第一精馏塔内部；
（3）、SF6废气回收至第一精馏塔后，启动制冷机组，开启第一制冷电磁阀，对第一精馏塔内气体介质进行低温精馏处理，根据SF6气体与AIR、CF4、CO2、C2F6气体的沸点以及密度的区别，可将第一精馏塔内SF6废气中的AIR、CF4、CO2、C2F6气体分离排放，通过第七电磁阀将排放的废气通过第一尾气处理器处理后，无毒化排放，第一精馏塔低温精馏提纯结束，关闭制冷机组以及第一制冷电磁阀；
（4）、在第一精馏塔中将SF6废气精馏提纯后，开启第三电磁阀，将第一精馏塔的塔体底部的SF6液体输送至第二精馏塔中，然后启动制冷机组，开启第二制冷电磁阀，对第二精馏塔内的SF6气体提纯，根据SF6气体与C3F8气体的沸点以及密度的区分，将SF6气体与C3F8气体分离，并将C3F8气体通过第二精馏塔底部的第四电磁阀将排放的废气通过第二尾气处理器后，无毒化排放，第二精馏塔低温精馏提纯结束后，关闭制冷机组以及第二制冷电磁阀；
（5）、最后将六氟化硫气体充气管道连接压力容器，打开第二电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀，开启增压机，通过第一精馏塔和第二精馏塔内的净化合格的SF6气体经过增压机的增压，通过六氟化硫气体充气管道储存至压力容器中。
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