CN111547685A - 封闭空间内低浓度sf6气体回收处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法，属于SF₆气体回收处理技术领域，封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置包括干燥过滤部、气体选向冷凝分离部、气体循环膜分离部、尾气处理部、气体回收部、气体检测部，气体选向冷凝分离部设有相连的选向单元和冷凝分离单元，选向单元与干燥过滤部相连；气体循环膜分离部与选向单元及冷凝分离单元相连；尾气处理部与气体循环膜分离部相连；气体回收部与冷凝分离单元、选向单元及气体循环膜分离部相连；气体检测部与干燥过滤部、气体循环膜分离部、尾气处理部相连。本发明提供的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法提高了SF₆气体回收效率。

Description

封闭空间内低浓度SF6气体回收处理装置和方法

技术领域

本发明属于SF₆气体回收处理技术领域，更具体地说，是涉及一种封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法。

背景技术

SF₆(六氟化硫)气体因其优异的绝缘特性和灭弧能力，被广泛应用于电力工业。随着电力工业中大量的六氟化硫断路器、全封闭组合电器、SF6气体充气柜等设备不断地投入建设和运行，SF₆用量越来越大。目前，大部分全封闭组合电器和几乎全部的SF₆气体充气柜都布置在配电室、简易房内等相对封闭空间，通过长时间渗漏积聚，这些封闭空间内存在较低浓度的SF₆气体。进入这些封闭空间对人员构成一定的危险，现行做法和标准要求是人员进入前进行较长时间的通风，直接将封闭空间低浓度SF₆气体排放到大气中，然后检测封闭空间内部SF₆气体体积浓度，一直通风到SF₆气体体积浓度小于1000μL/L后人员尚可进入，影响维修、检修效率。同时，排放在大气中的SF₆气体难以降解，存在时间长，对全球变暖具有累积效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法，旨在解决目前电力工业作业过程中，封闭空间中的低浓度SF₆气体采用直接排放入大气的方式降低浓度，耗时较长，影响工作效率且污染环境的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，包括干燥过滤部、气体选向冷凝分离部、气体循环膜分离部、尾气处理部、气体回收部、气体检测部，干燥过滤部用于对含有SF₆的气体进行干燥、过滤处理；气体选向冷凝分离部设有相连接的选向单元和冷凝分离单元，选向单元与干燥过滤部相连，选向单元用于选择干燥、过滤后气体的流向；气体循环膜分离部与选向单元及冷凝分离单元相连；尾气处理部与气体循环膜分离部相连，用于对分离出的尾气处理排放；气体回收部与冷凝分离单元、选向单元及气体循环膜分离部相连，用于对SF₆进行液化、回收；气体检测部用于检测SF₆的浓度，气体检测部与干燥过滤部、气体循环膜分离部、尾气处理部相连。

作为本申请另一实施例，选向单元设有不少于四个端口，选向单元的第一端口与干燥过滤部相连，选向单元的第二端口与冷凝分离单元相连；选向单元的第三端口与气体循环膜分离部想连，选向单元的第四端口与气体回收部相连。

作为本申请另一实施例，干燥过滤部包括干燥罐、过滤罐、第一缓冲罐，干燥罐用于对含有SF₆的气体进行干燥；过滤罐与干燥罐相连，用于对干燥后的含有SF₆的气体进行过滤；第一缓冲罐与过滤罐相连，第一缓冲罐设有第一出气口和第二出气口，第一出气口与选向单元的第一端口相连，第二出气口与气体检测部相连。

作为本申请另一实施例，选向单元设置四个端口，选向单元包括第一三通接头、第二三通接头、电磁阀，第一三通接头的其中一个接口即为第一端口，另一个接口与第一单向阀的进口相连，第一单向阀的出口即为第三端口；第二三通接头的其中一个接口即为第二端口，另一个接口与第二单向阀出口相连，第二单向阀的入口即为第四端口；第一三通接头空余的接口及第二三通接头空余的接口通过电磁阀相连。

作为本申请另一实施例，冷凝分离单元包括第一分离罐、第二分离罐、第一制冷机，第一分离罐与选向单元的第二端口相连，第一分离罐内设有第一热力交换器及第一加热棒，第一分离罐上设有第一连接口及第二连接口；第二分离罐与选向单元的第二端口相连，第二分离罐内设有第二热力交换器及第二加热棒，第二分离罐上设有第三连接口及第四连接口，第一连接口及第三连接口均与气体循环膜分离部相连，第四连接口与第二连接口均与气体回收部相连；第一制冷机与第一热力交换器及第二热力交换器相连。

作为本申请另一实施例，气体循环膜分离部包括第二缓冲罐、第一膜分离罐、第三缓冲罐、第二膜分离罐，第二缓冲罐的进气口与第一连接口、第三连接口及选向单元的第三端口相连，第二缓冲罐与所述气体回收部相连；第一膜分离罐与第二缓冲罐相连；第三缓冲罐与第一膜分离罐及气体检测部相连，第三缓冲罐及第二缓冲罐间通过气体回流管路相连；第二膜分离罐的入口与第三缓冲罐相连，第二膜分离罐的出口与尾气处理部相连。

作为本申请另一实施例，气体回收部包括回收罐、第二制冷机、SF₆存储瓶，回收罐与第四连接口、第二连接口、选向单元的第四端口及第二缓冲罐相连，回收罐内设有第三热力交换器；第二制冷机与第三热力交换器相连，用于对回收罐内的气体进行液化；SF₆存储瓶与回收罐相连，用于对SF₆回收、存储。

作为本申请另一实施例，尾气处理部设有尾气罐，尾气罐内设有氢氧化钾溶液。

提供一种封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法，包括以下步骤：

S01，定期对封闭空间内空气中SF₆气体浓度进行若干次检测，每相隔T_N(h)时间进行一次检测；

S02，计算回收处理值f：

式中，N≥1、且为整数，C_N为第N次进行SF₆气体浓度检测的检测结果,T_N为每次测量的时间间隔；

S03，判断是否需要进行SF₆气体回收处理：

f≤1时，不进行SF₆气体回收处理，从S01开始重新执行；

f﹥1时，进行SF₆气体回收处理，启动如权利要求1-7任意一项所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置；

S04，通过所述干燥过滤部对气体进行干燥过滤处理，通过所述气体检测部检测干燥净化后气体中的SF₆气体浓度：

若SF₆气体浓度小于等于200μL/L，封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置关闭，对封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置内残留气体进行膜分离-液化回收处理，气体中尾气通过尾气处理部处理排出；

若SF₆气体浓度大于200μL/L，小于等于20mL/L，进行冷凝-膜分离-液化回收处理，气体中尾气通过尾气处理部处理排出；

若SF₆气体浓度大于20mL/L，进行液化-冷凝-膜分离回收处理，气体中尾气通过尾气处理部处理排出。

作为本申请另一实施例，膜分离-液化回收处理包括以下步骤：

(a)通过选向单元选向，气体流向气体循环膜分离部；

(b)通过气体循环膜分离部对气体进行膜分离处理，分离出的尾气通过尾气处理部处理后排出，分离出的SF₆含量较高的气体通过气体回收部进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

作为本申请另一实施例，冷凝-膜分离-液化回收处理包括以下步骤：

(1)通过选向单元选向，气体流向冷凝分离单元；

(2)通过冷凝分离单元对气体进行冷凝分离，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部；

(3)冷凝分离后得到的含有较低浓度SF₆的气体流入气体循环膜分离部进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体进入气体回收部，分离出的尾气通过尾气处理部处理后排出；

(4)气体回收部对其内的气体进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

作为本申请另一实施例，液化-冷凝-膜分离回收处理包括以下步骤：

1)、通过选向单元选向，气体流向气体回收部；

2)、气体回收部进行液化分离回收，分离出的SF₆液体进行回收，剩余气体送回至选向单元，经选向单元选向，流动至冷凝分离单元；

3)、冷凝分离单元对剩余气体进行冷凝分离，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部；

4)、冷凝分离后得到的含有较低浓度SF₆的气体通过气体循环膜分离部进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体进入气体回收部，分离出的尾气通过尾气处理部处理后排出；

5)、气体回收部对其内的气体进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

本发明提供的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置设置干燥过滤部、气体选向冷凝分离部、气体循环膜分离部、尾气处理部、气体回收部、气体检测部，其中气体选向冷凝分离部包括选向单元和冷凝分离单元。根据气体检测部对气体中SF₆的浓度，通过选向单元控制气体的不同流向，从而实现对气体的不同的处理方式，保证了气体的快速处理，设置尾气处理部降低了尾气中SF₆的含量，保护了环境。本发明封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法，先通过定期对封闭空间内空气中SF₆气体浓度进行检测，判断是否需要启动封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，启动封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置后，通过气体检测部对经过干燥过滤部干燥过滤处理的气体中的SF₆气体浓度进行检测，根据不同的浓度选择对气体进行膜分离-液化回收处理、冷凝-膜分离-液化回收处理还是液化-冷凝-膜分离回收处理，并将处理后分离得到的尾气通过尾气处理部处理后排出。本发明封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法根据待处理气体的情况采用不同的方式进行回收处理，处理更加迅速，降低了尾气中SF₆含量，保护了环境。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。

图1为本发明实施例提供的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置的示意图；

图2为本发明实施例所采用的干燥过滤部的示意图；

图3为本发明实施例所采用的气体选向冷凝分离部的示意图；

图4为本发明实施例所采用的选向单元的示意图；

图5为本发明实施例所采用的气体循环膜分离部的示意图；

图6为本发明实施例所采用的气体回收部的示意图；

图7为本发明实施例所采用的尾气处理部的示意图；

图8为本发明实施例所采用的气体检测部的示意图。

图中：2、干燥过滤部；3、气体选向冷凝分离部；4、气体循环膜分离部；5、尾气处理部；6、气体回收部；7、气体检测部；202、第一压缩机；204、干燥罐；205、过滤罐；206、第一缓冲罐；207、第一控制阀；210、第二控制阀；302、选向单元；303、第二压缩机；307、第一分离罐；308、第三控制阀；310、第三端口；311、第一端口；312、第四端口；313、第二端口；315、第二分离罐；316、第四控制阀；319、第五控制阀；320、第六控制阀；321、第一制冷机；322、第一热力交换器；323、第二热力交换器；332、第一加热棒；333、第二加热棒；402、第八控制阀；403、第二缓冲罐；404、第一膜分离罐；405、第九控制阀；406、第三缓冲罐；407、第二膜分离罐；409、第十控制阀；415、第七控制阀；503、尾气罐；603、回收罐；608、SF₆存储瓶；609、液体灌装机；611、第二制冷机；612、第三热力交换器；702、吸气泵；705、气体组分检测仪；801、第一三通接头；802、电磁阀；803、第二三通接头；804、第一单向阀；805、第二单向阀。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法进行说明。所述封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法，包括干燥过滤部2、气体选向冷凝分离部3、气体循环膜分离部4、尾气处理部5、气体回收部6、气体检测部7，干燥过滤部2用于对含有SF₆的气体进行干燥、过滤处理；气体选向冷凝分离部3设有相连接的选向单元302和冷凝分离单元，选向单元302与干燥过滤部2相连，选向单元302用于选择干燥、过滤后气体的流向；气体循环膜分离部4与选向单元302及冷凝分离单元相连；尾气处理部5与气体循环膜分离部4相连，用于对分离出的尾气处理排放；气体回收部6与冷凝分离单元、选向单元302及气体循环膜分离部4相连，用于对SF₆进行液化、回收；气体检测部7用于检测SF₆的浓度，气体检测部7与干燥过滤部2、气体循环膜分离部4、尾气处理部5相连。

本发明提供的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法，与现有技术相比，设置干燥过滤部2、气体选向冷凝分离部3、气体循环膜分离部4、尾气处理部5、气体回收部6、气体检测部7，其中气体选向冷凝分离部3包括选向单元302和冷凝分离单元。根据气体检测部7对气体中SF₆的浓度，通过选向单元302控制气体的不同流向，从而实现对气体的不同的处理方式，保证了气体的快速处理，设置尾气处理部5降低了尾气中SF₆的含量，保护了环境。

作为本发明提供的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法的一种具体实施方式，请参阅图及图2，选向单元302设有不少于四个端口，选向单元302的第一端口311与干燥过滤部相连，选向单元302的第二端口313与冷凝分离部相连；选向单元302的第三端口310与气体循环膜分离部4相连，选向单元302的第四端口312与气体回收部6相连。

本实施例中，气体检测部7与干燥过滤部2相连，待处理的气体经过干燥过滤部2进行干燥过滤后，检测部对干燥过滤后的气体进行取样检测，检测出气体中SF₆的浓度，根据SF₆浓度不同具有不同性质，利用SF₆浓度低时易膜分离，浓度较低时易冷凝固化，高浓度时易液化的特点，进行不同处理，提高处理效率。

若检测的浓度低，则暂时不需要对封闭空间中的空气进行处理，对封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置内残存的气体，第一端口311与第三端口310接通，通过气体循环膜分离部4处理后在通过气体回收部6进行液化回收。

若检测的浓度较低，则第一端口311与第二端口313连通，气体先进入冷凝分离单元进行冷凝分离，然后进入气体循环膜分离部4，最后在进入气体回收部6进行液化回收，通过气体循环膜分离部4、冷凝分离单元分离出的SF₆含量较少或者不含SF₆的尾气通过尾气处理部5处理后排放。

若检测的浓度高，第一端口311与第三端口310，第四端口312与第二端口313相连通，气体先路过气体循环膜分离部4进入气体回收部6进行液化分离回收,，再依次进入冷凝分离单元、气体循环膜分离部4进行处理，通过气体循环膜分离部4、冷凝分离单元分离出的SF₆含量较少或者不含SF₆的尾气通过尾气处理部5处理后排放。

本实施例中，气体检测部7设有气体检测仪及吸气泵702，通过吸气泵702将气体吸入气体组分检测仪705中进行检测。

作为本发明提供的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置和方法的一种具体实施方式，请参阅图1及图2，干燥过滤部2包括干燥罐204、过滤罐205、第一缓冲罐206，干燥罐204用于对含有SF₆的气体进行干燥；过滤罐205与干燥罐204相连，用于对干燥后的含有SF₆的气体进行过滤；第一缓冲罐206与过滤罐205相连，第一缓冲罐206设有第一出气口和第二出气口，第一出气口与选向单元302的第一端口311相连，第二出气口与气体检测部7相连。

本实施例中，干燥过滤部2还包括第一压缩机202，第一压缩机202与干燥罐204相连，通过第一压缩机202将封闭空间内的空气吸入干燥罐204，第一缓冲罐206设有第一出气口和第二出气口，第一出气孔通过第一控制阀207与第一端口311相连，第二出气孔通过第二控制阀210与气体检测部7相连，第一控制阀207、第二控制阀210可为电动阀等常规阀体。干燥罐204内设有分子筛，过滤罐205设有过滤网芯，第一缓冲罐206上设有压力传感器。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图3至图4，选向单元302设置四个端口，选向单元302包括第一三通接头801、第二三通接头803、电磁阀802，第一三通接头801的其中一个接口即为第一端口311，另一个接口与第一单向阀804的进口相连，第一单向阀804的出口即为第三端口310；第二三通接头803的其中一个接口即为第二端口313，另一个接口与第二单向阀805出口相连，第二单向阀805的入口即为第四端口312；第一三通接头801空余的接口及第二三通接头803空余的接口通过电磁阀802相连。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图4，冷凝分离单元包括第一分离罐307、第二分离罐315、第一制冷机321，第一分离罐307与选向单元302的第二端口313相连，第一分离罐307内设有第一热力交换器322及第一加热棒332，第一分离罐307上设有第一连接口及第二连接口；第二分离罐315与选向单元302的第二端口313相连，第二分离罐315内设有第二热力交换器323及第二加热棒333，第二分离罐315上设有第三连接口及第四连接口，第一连接口及第三连接口均与气体循环膜分离部4相连，第四连接口与第二连接口均与气体回收部6相连；第一制冷机321与第一热力交换器322及第二热力交换器323相连。

本实施例中，冷凝分离单元设有第二压缩机303，第一分离罐307及第二分离罐315均通过第二压缩机303与选向单元302的第二端口313相连。第一连接口通过第三控制阀308，第三连接口通过第五控制阀319与气体循环膜分离部4相连，第二连接口通过第六控制阀320，第四连接口通过第四控制阀316与气体回收部6相连。因第一分离罐307与第二分离罐315原理相同，以第一分离罐307作用为例，气体进入第一分离罐307后第一制冷机321通过第一热力交换器322动作，对气体进行冷凝，气体中的SF₆冷凝下沉从第二连接口流出，从而实现部分SF₆的分离。

本实施例中，第一分离罐307及第二分离罐315分别设有第一加热棒332和第二加热棒333，通过对第一分离罐307及第二分离罐315中的液体进行加热实现液态汽化。第一分离罐307、第二分离罐315上均设置有温度传感器及压力传感器，温度传感器分别对对应的第一分离罐307及第二分离罐315温度进行监测，保证温度的稳定。第一分离罐307、第二分离罐315下均设有称重器。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图5，气体循环膜分离部4包括第二缓冲罐403、第一膜分离罐404、第三缓冲罐406、第二膜分离罐407，第二缓冲罐403的进气口与第一连接口、第三连接口及选向单元302的第三端口310相连，第二缓冲罐403与所述气体回收部6相连；第一膜分离罐404与第二缓冲罐403相连；第三缓冲罐406与第一膜分离罐404及气体检测部7相连，第三缓冲罐406及第二缓冲罐403间通过气体回流管路相连，第二膜分离罐407的入口与第三缓冲罐406相连，第二膜分离罐407的出口与尾气处理部5相连。

本实施例中，第一连接口、第三连接口及选向单元302的第三端口310经过通过四通接头连接后，再经过第八控制阀402与第二缓冲罐403相连。第二缓冲罐403通过第五单向阀与气体回收部6相连。第一膜分离罐404与第三缓冲罐406通过第九控制阀405相连，第三缓冲罐406与第二缓冲罐403间的气体回流管路上设有第十控制阀409，第三缓冲罐406通过第七控制阀415与气体检测部7相连。第二缓冲罐403及第三缓冲罐406上设有压力传感器。第一膜分离罐404设有中空纤维气体分离膜；第二膜分离罐407内设有高分子气体分离膜。

本实施例中，气体循环膜分离部4在使用时，先打开第八控制阀402、第九控制阀405、关闭第十控制阀409、第七控制阀415，气体从第二缓冲罐403依次经过第一膜分离罐404、第三缓冲罐406、第二膜分离罐407，分离出的含有少量或不含有SF₆的尾气由第二膜分离罐407传送到尾气处理部5进行处理。而分离出的SF₆回流入第三缓冲罐406中。一段时间后，打开第七控制阀415，启动气体检测部7，检测第三缓冲罐406内SF6气体浓度超过1000μL/L时，关闭第九控制阀405、打开第十控制阀409，让第三缓冲罐406内的气体通过气体回流管路回流进入第二缓冲罐403内，重新进行膜分离，在重新进行膜分离时，打开第八控制阀402，外部气体继续进入气体循环膜分离部4，打开第九控制阀405、关闭第十控制阀409、关闭第七控制阀415，反复上述过程，因SF₆气体在第三缓冲罐406内积累，被持续送回第二缓冲罐403，待第二缓冲罐403上的压力传感器测得的压强大于一定数值，第二缓冲罐403内的SF₆气体通过第五单向阀送至气体回收部6。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图6，气体回收部6包括回收罐603、第二制冷机611、SF₆存储瓶608，回收罐603与第四连接口、第二连接口、选向单元302的第四端口312及第二缓冲罐403相连，回收罐603内设有第三热力交换器612；第二制冷机611与第三热力交换器612相连，用于对回收罐603内的气体进行液化分离；SF₆存储瓶608与回收罐603相连，用于对SF₆回收、存储。

本实施例中，气体进入回收罐603的内借助于第二制冷机611及第三热交换器进行液化分离。回收罐603及SF₆存储瓶608间设有液体灌装机609，通过液体灌装机609将SF₆液体封装进SF₆存储瓶608，分离出的SF₆含量较低的气体可由第四端口312重新送回选向单元302。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图7，尾气处理部5设有尾气罐503，尾气罐503内设有氢氧化钾溶液。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请参阅图1及图8，气体检测部7的入口通过多通接头与干燥过滤部2、气体循环膜分离部4、尾气处理部5相连，用于检测相连各部内气体中SF₆的浓度，气体检测部7的出口与尾气处理部5相连。

本实施例中，气体检测部7还可与需要检测的封闭空间相连，封闭空间内的气体可通过吸气泵702吸入气体检测部7。干燥过滤部2、气体循环膜分离部4送入气体检测部7的气体检测完毕后送入尾气处理部5进行处理。凡是尾气处理部5进行处理的气体，不仅限于从气体检测部7运送的处理完毕后，再送入气体检测部7进行检测，直到符合排放标准后，从尾气处理部5排放。气体检测部7设有气体组份检测仪705。

本发明还提供一种封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法，包括以下步骤：

S01，定期对封闭空间内空气中SF₆气体浓度进行若干次检测，每相隔T_N(h)时间进行一次检测；

S02，计算回收处理值f：

式中，N≥1、且为整数，C_N为第N次进行SF₆气体浓度检测的检测结果,T_N为每次测量的时间间隔；

S03，判断是否需要进行SF₆气体回收处理：

f≤1时，不进行SF₆气体回收处理，从S01开始重新执行；

f﹥1时，进行SF₆气体回收处理，启动封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置；

S04，通过所述干燥过滤部2对气体进行干燥过滤处理，通过所述气体检测部7检测干燥净化后气体中的SF₆气体浓度：

若SF₆气体浓度小于等于200μL/L，封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置关闭，对封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置内残留气体进行膜分离-液化回收处理，气体中通过尾气处理部5处理排出；

若SF₆气体浓度大于200μL/L，小于等于20mL/L，进行冷凝-膜分离-液化回收处理，气体中尾气通过尾气处理部5处理排出；

若SF₆气体浓度大于20mL/L，进行液化-冷凝-膜分离回收处理，气体中尾气通过尾气处理部5处理排出。

本发明封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法，与现有技术相比，先通过定期对封闭空间内空气中SF₆气体浓度进行检测，判断是否需要启动封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，启动封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置后，通过气体检测部7对经过干燥过滤部2干燥过滤处理的气体中的SF₆气体浓度进行检测，根据不同的浓度选择对气体进行膜分离-液化回收处理、冷凝-膜分离-液化回收处理还是液化-冷凝-膜分离回收处理，并将处理后分离得到的尾气通过尾气处理部5处理后排出。本发明封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法根据待处理气体的情况采用不同的方式进行回收处理，处理更加迅速，降低了尾气中SF₆含量，保护了环境。

本实施例中，气体检测部7还可与需要检测的封闭空间相连，封闭空间内的气体可通过吸气泵702吸入气体检测部7。当检测到封闭空间内空气需要处理时，在全面启动封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置。因为干燥过滤部2的第一缓冲罐206上设有压力传感器，对第一缓冲罐206内的压力进行监测，当第一缓冲罐206内压力过大关闭第一压缩机202，对第一缓冲罐206内的气体先进行干燥过滤处理，当压力恢复正常继续打开第一压缩机202。

作为本发明实施例的一种具体实施方式膜分离-液化回收处理包括以下步骤：

(a)通过选向单元302选向，气体流向气体循环膜分离部4；

(b)通过气体循环膜分离部4对气体进行膜分离处理，分离出的尾气通过尾气处理部5处理后排出，分离出的SF₆含量较高的气体通过气体回收部6进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

本实施例中，分离-液化回收处理包括以下步骤：

(a)第一端口311与所述第三端口310相连通；

(b)通过气体循环膜分离部4对气体进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体通过述气体回收部6进行液化回收分离回收，分离出的尾气通过尾气处理部5处理后排出。

本实施例中，第一端口311与第三端口310相连通，先打开第八控制阀402、第九控制阀405、关闭第十控制阀409、第七控制阀415，气体从第二缓冲罐403依次经过第一膜分离罐404、第三缓冲罐406、第二膜分离罐407，分离出的含有少量或不含有SF₆的尾气由第二膜分离罐407传送到尾气处理部5进行处理。而SF₆含量较高的气体回流入第三缓冲罐406中。一段时间后，打开第七控制阀415，启动气体检测部7，检测第三缓冲罐406内SF₆气体浓度超过1000μL/L时，关闭第九控制阀405、打开第十控制阀409，让第三缓冲罐406内的气体通过气体回流管路回流进入第二缓冲罐403内，重新进行膜分离，在重新进行膜分离时，打开第八控制阀402，外部气体继续进入气体循环膜分离部4，打开第九控制阀405、关闭第十控制阀409、关闭第七控制阀415，反复上述过程，因SF₆气体在第三缓冲罐406内积累，被持续送回第二缓冲罐403，待第二缓冲罐403上的压力传感器测得的压强大于一定数值，第二缓冲罐403内的SF₆气体通过第五单向阀送至气体回收部6。

分离出SF₆含量较高的气体，进入回收罐603，通过第二制冷机611进行液化处理，分离出液态的SF₆，液态的SF₆通过液体灌装机609装入SF₆存储瓶608中。

凡是尾气处理部5进行处理的气体，经过处理后，送入气体检测部7进行检测，直到符合排放标准后，从尾气处理部5排放。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，冷凝-膜分离-液化回收处理包括以下步骤：

(1)通过选向单元302选向，气体流向冷凝分离单元；

(2)通过冷凝分离单元对气体进行冷凝分离，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部6；

(3)冷凝分离后的含有较低浓度SF₆的气体流入气体循环膜分离部4进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体进入气体回收部6，分离出的尾气通过尾气处理部5处理后排出；

(4)气体回收部6对其内的气体进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

本实施例中，冷凝-膜分离-液化回收处理包括以下步骤：

(1)第一端口311与所述第二端口313相连通；

(2)通过冷凝分离单元对气体进行冷凝，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部6；

(3)冷凝分离后的含有较低浓度SF₆的气体通过气体循环膜分离部4进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体进入气体回收部6，分离出的尾气通过尾气处理部5处理后排出；

(4)气体回收部6对其内的气体进行液化分离回收，分离出的液态SF₆通过液体灌装机609装入SF₆存储瓶608，分离出的气体通过第四端口312送回至选向单元302，重新进行步骤(1)循环上述过程，直到第二压缩机303入口进气压力不大于0.2MPa，则停止循环。

本实施例中，第一端口311与第二端口313相连，气体进入冷凝分离单元，气动第一制冷机321，气体经过第一分离罐307、第二分离罐315冷凝分离，分离出的含有较低浓度SF₆的气体通过第一连接口及第三连接口进入气体循环膜分离部4继续进行处理，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部6进行液化回收。进入气体循环膜分离部4的气体经过处理分离出的SF₆含量较高的气体进入气体回收部6进行液化分离回收，尾气进入尾气处理部5处理后排放。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，液化-冷凝-膜分离回收处理包括以下步骤：

1)、通过选向单元302选向，气体流向气体回收部6；

2)、气体回收部6进行液化分离回收，分离出的SF₆液体进行回收，剩余气体送回至选向单元302，经选向单元302选向，流动至冷凝分离单元；

3)、冷凝分离单元对剩余气体进行冷凝分离，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部6；

4)、冷凝分离后的含有较低浓度SF₆的气体通过气体循环膜分离部4进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体进入气体回收部6，分离出的尾气通过尾气处理部5处理后排出；

5)、气体回收部6对其内的气体进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

本实施例中，液化-冷凝-膜分离回收处理包括以下步骤：

1)、第一端口311与第三端口310，第四端口312与第二端口313相连通，密封空间内的空气借助于第一端口311、第三端口310路过气体循环膜分离部4进入气体回收部6

2)、气体回收部6进行液化分离回收，分离出的SF₆液体进行回收，剩余气体通过第四端口312送回至选向单元302，并通过第二端口313送至冷凝分离单元；

3)、气凝分离单元对剩余气体进行冷凝分离，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部6；

4)、冷凝分离后的含有较低浓度SF₆的气体通过气体循环膜分离部4进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体进入回收部6，分离出的尾气通过尾气处理部5处理后排出；

5)、气体回收部对其内的气体进行液化分离回收，分离出的液态SF₆通过液体灌装机609装入SF₆存储瓶608，分离出的气体通过第四端口312送回至选向单元302，重新进行步骤1)循环上述过程，直到第二压缩机303入口进气压力不大于0.2MPa，则停止循环。

本实施例中，电磁阀802关闭，第一单向阀804打开，第二单向阀805打开，气体通过第一端、第三端口310进入气体循环膜分离部4的第二缓冲罐403，气体直接从第二缓冲罐403进入气体回收部6的回收罐603不经过膜分离处理。回收罐603被液化的SF₆直接进行收集，而分离出的气体通过第四端口312及第二端口313进入冷凝分离单元，关闭第一分离罐307与第二分离罐315间的管路，气体先进入第一分离罐307进行冷凝分离，待第一分离罐307的气压达到一定数值，打开第一分离罐307与第二分离罐315间的通路，第一分离罐307中分离的气体送入第二分离罐315进行分离，分离完毕，分离出的气体送入气体循环膜分离部4。关闭冷凝分离单元与气体循环膜分离部4的连接管路，打开冷凝分离单元与气体回收部6的连接，打开第一加热棒332及第二加热棒333，液体SF₆变成气体SF₆，进入气体回收部6进行液化回收。进入气体循环膜分离部4的气体经过处理分离出的SF₆含量较高的气体进入气体回收部6进行液化分离回收，尾气进入尾气处理部5处理后排放。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，其特征在于，包括：

干燥过滤部，用于对含有SF₆的气体进行干燥、过滤处理；

气体选向冷凝分离部，设有相连接的选向单元和冷凝分离单元，所述选向单元与干燥过滤部相连，所述选向单元用于选择干燥、过滤后气体的流向；

气体循环膜分离部，与所述选向单元及冷凝分离单元相连；

尾气处理部，与气体循环膜分离部相连，用于对分离出的尾气处理排放；

气体回收部，与所述冷凝分离单元、选向单元及气体循环膜分离部相连，用于对SF₆进行液化、回收；以及

气体检测部，用于检测SF₆的浓度，与干燥过滤部、气体循环膜分离部、尾气处理部相连。

2.如权利要求1所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，其特征在于，所述选向单元设有不少于四个端口，所述选向单元的第一端口与所述干燥过滤部相连，所述选向单元的第二端口与所述冷凝分离单元相连；所述选向单元的第三端口与气体循环膜分离部相连，所述选向单元的第四端口与所述气体回收部相连。

3.如权利要求2所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，其特征在于，所述干燥过滤部包括：

干燥罐，用于对含有SF₆的气体进行干燥；

过滤罐，与所述干燥罐相连，用于对干燥后的含有SF₆的气体进行过滤；以及

第一缓冲罐，与所述过滤罐相连，所述第一缓冲罐设有第一出气口和第二出气口，所述第一出气口与所述选向单元的第一端口相连，所述第二出气口与气体检测部相连。

4.如权利要求2所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，其特征在于，所述选向单元设置四个端口，所述选向单元包括：

第一三通接头,第一三通接头的其中一个接口即为第一端口，另一个接口与第一单向阀的进口相连，所述第一单向阀的出口即为第三端口；

第二三通接头，第二三通接头的其中一个接口即为第二端口，另一个接口与第二单向阀出口相连，所述第二单向阀的入口即为第四端口；

电磁阀，所述第一三通接头空余的接口及第二三通接头空余的接口通过电磁阀相连。

5.如权利要求2所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，其特征在于，所述冷凝分离单元包括：

第一分离罐，与所述选向单元的第二端口相连，所述第一分离罐内设有第一热力交换器及第一加热棒，所述第一分离罐上设有第一连接口及第二连接口；

第二分离罐，与所述选向单元的第二端口相连，所述第二分离罐内设有第二热力交换器及第二加热棒，所述第二分离罐上设有第三连接口及第四连接口，所述第一连接口及第三连接口均与气体循环膜分离部相连，所述第四连接口与第二连接口均与气体回收部相连；以及

第一制冷机，与所述第一热力交换器及第二热力交换器相连。

6.如权利要求5所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，其特征在于，所述气体循环膜分离部包括：

第二缓冲罐，所述第二缓冲罐的进气口与所述第一连接口、第三连接口及所述选向单元的第三端口相连，所述第二缓冲罐与所述气体回收部相连；

第一膜分离罐，与所述第二缓冲罐相连；

第三缓冲罐，与所述第一膜分离罐及气体检测部相连，所述第三缓冲罐及所述第二缓冲罐间通过气体回流管路相连；

第二膜分离罐，所述第二膜分离罐的入口与所述第三缓冲罐相连，所述第二膜分离罐的出口与所述尾气处理部相连。

7.如权利要求6所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，其特征在于，所述气体回收部包括：

回收罐，所述回收罐与所述第四连接口、第二连接口、选向单元的第四端口及第二缓冲罐相连，所述回收罐内设有第三热力交换器；

第二制冷机，与所述第三热力交换器相连，用于对所述回收罐内的气体进行液化；以及

SF₆存储瓶，与所述回收罐相连，用于对SF₆回收、存储。

8.如权利要求2所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置，其特征在于，所述尾气处理部设有尾气罐，所述尾气罐内设有氢氧化钾溶液。

9.封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01，定期对封闭空间内空气中SF₆气体浓度进行若干次检测，每相隔T_N(h)时间进行一次检测；

S02，计算回收处理值f：

式中，N≥1、且为整数，C_N为第N次进行SF₆气体浓度检测的检测结果,T_N为每次测量的时间间隔；

S03，判断是否需要进行SF₆气体回收处理：

f≤1时，不进行SF₆气体回收处理，从S01开始重新执行；

f﹥1时，进行SF₆气体回收处理，启动如权利要求1-8任意一项所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置；

S04，通过所述干燥过滤部对气体进行干燥过滤处理，通过所述气体检测部检测干燥净化后气体中的SF₆气体浓度：

若SF₆气体浓度小于等于200μL/L，封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置关闭，对封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理装置内残留气体进行膜分离-液化回收处理，气体中尾气通过所述尾气处理部处理排出；

若SF₆气体浓度大于200μL/L，小于等于20mL/L，进行冷凝-膜分离-液化回收处理，气体中尾气通过所述尾气处理部处理排出；

若SF₆气体浓度大于20mL/L，进行液化-冷凝-膜分离回收处理，气体中尾气通过所述尾气处理部处理排出。

10.如权利要求9所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法，其特征在于，所述膜分离-液化回收处理包括以下步骤：

(a)过所述选向单元选向，气体流向所述气体循环膜分离部；

(b)通过气体循环膜分离部对气体进行膜分离处理，分离出的尾气通过尾气处理部处理后排出，分离出的SF₆含量较高的气体通过所述气体回收部进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

11.如权利要求9所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法，其特征在于，所述冷凝-膜分离-液化回收处理包括以下步骤：

(1)通过所述选向单元选向，气体流向所述冷凝分离单元；

(2)通过所述冷凝分离单元对气体进行冷凝分离，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部；

(3)冷凝分离后得到的含有较低浓度SF₆的气体流入所述气体循环膜分离部进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体进入所述气体回收部，分离出的尾气通过尾气处理部处理后排出；

(4)气体回收部对其内的气体进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

12.如权利要求9所述的封闭空间内低浓度SF₆气体回收处理方法，其特征在于，所述液化-冷凝-膜分离回收处理包括以下步骤：

1)、通过所述选向单元选向，气体流向所述气体回收部；

2)、气体回收部进行液化分离回收，分离出的SF₆液体进行回收，剩余气体送回至所述选向单元，经所述选向单元选向，流动至冷凝分离单元；

3)、所述冷凝分离单元对剩余气体进行冷凝分离，分离出的含有较高浓度SF₆的气体进入气体回收部；

4)、冷凝分离后得到的含有较低浓度SF₆的气体通过气体循环膜分离部进行膜分离处理，分离出的SF₆含量较高的气体进入气体回收部，分离出的尾气通过尾气处理部处理后排出；

5)、气体回收部对其内的气体进行液化分离回收，得到液态的SF₆。

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