CN112107959A - 一种电气设备泄漏气体应急回收装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电气设备泄漏气体应急回收装置和方法，装置依次连接的感应装置、分离装置、抽气装置和液化回收装置；感应装置和分离装置置于电气设备旁边，且与分离装置连接，用于当感应到的泄漏气体的浓度大于预设的浓度阈值时触发分离装置动作；分离装置用于基于泄漏气体的分子体积和环境气体的分子体积的不同将泄漏气体从环境气体中分离；抽气装置用于抽取电气设备周围的环境空气，液化回收装置用于对抽气装置输送的气体进行液化并存储，泄漏气体的分子体积大于环境气体的分子体积，实现电气设备泄漏气体的应急回收，提高了泄漏气体的浓度，提高了分离效率和回收效率，通过本发明回收的泄漏气体能够再利用，不仅节省了资源，且实现了环保。
Description
技术领域
本发明涉及气体回收技术领域，具体涉及一种电气设备泄漏气体应急回收装置和方法。
背景技术
目前，六氟化硫(SF6)和全氟异丁腈(C4F7N)电力系统中研究较多的绝缘气体。其中，SF6具有优良的绝缘灭弧性能，成为电气设备中应用最为广泛的绝缘气体，大量应用于输变电系统和城市供电。全世界每年SF6气体年产量约1000吨，其中80％用于电力系统。但是，SF6气体的温室效应是CO2的23900多倍，排放到大气中可能造成严重的环境问题。C4F7N是综合考虑气体毒性、温室效应和绝缘性能等因素的绝缘气体；C4F7N具有低毒性，一旦发生大量泄漏，可能对现场工作人员和环境造成较大危害；所以需要对SF6和C4F7N进回收。
现有的回收装置一般是利用压缩机将电力设备内的气体液化后灌装，但是只能用于回收诸如SF6等液化温度较高的单一气体，C4F7N通常与CO2混合使用，所以现有的回收装置也不能用于回收包含C4F7N的混合气体，适用性差。
发明内容
为了克服上述现有技术中适用性差的不足，本发明提供一种电气设备泄漏气体应急回收装置，依次连接的感应装置(5)、分离装置(1)、抽气装置(2)和液化回收装置(3)；
所述感应装置(5)和分离装置(1)置于电气设备旁边，且与分离装置(1)连接，用于感应电气设备泄漏的气体，还用于当感应到的泄漏气体的浓度大于预设的浓度阈值时触发分离装置(1)动作；
所述分离装置(1)用于基于泄漏气体的分子体积和环境气体的分子体积的不同将泄漏气体从环境气体中分离；
所述抽气装置(2)用于抽取电气设备周围的环境空气，并将抽取的环境气体依次通过分离装置(1)、抽气装置(2)送入液化回收装置(3)；
所述液化回收装置(3)用于对抽气装置(2)输送的气体进行液化并存储；
所述泄漏气体的分子体积大于环境气体的分子体积。
所述抽气装置(1)采用离心风机；
分离装置(1)包括分离器；分离器设有有机膜。
泄漏气体包括：SF6和/或C4F7N。
当所述装置用于回收SF6时，所述有机膜采用纳米中空纤维膜，所述有机膜的孔径不大于0.45nm；
当所述装置用于回收C4F7N时，所述有机膜采用三维超支化有机膜，所述有机膜的孔径不大于0.49nm。
所述液化装置(3)包括压缩机、制冷机和储液装置；
所述压缩机对来自于抽气装置(2)的气体进行加压；
所述制冷机用于对加压后的气体进行液化；
所述储液装置用于对液化后的气体进行存储。
还包括吸附装置(6)，所述吸附装置(6)设于感应装置(5)和分离装置(1)之间；
所述吸附装置(6)填充有复合材料，通过所述复合材料对环境气体中的杂质进行吸附。
所述复合材料采用分子筛、硅胶和氧化铝中的至少两种；
所述杂质包括水分、矿物油、有毒分解产物和固体粉尘颗粒。
所述分离装置(1)还包括温度传感器、压力传感器和控制器；
所述温度传感器设于分离器入口处且与控制器连接，用于测量分离器入口处气体温度；
所述压力传感器设于分离器入口处且与控制器连接，用于测量分离器入口处气体压力；
所述控制器用于将测量的分离器入口处气体温度和压力分别与预设的温度阈值和压力阈值进行对比，在分离器入口处气体温度低于预设的温度阈值时对分离器入口处气体温度进行加热，并在分离器入口处气体压力低于预设的压力阈值时对分离器入口处气体温度进行加压。
另一方面，本发明还提供一种电气设备泄漏气体应急回收装方法，包括：
当设置于电气设备旁边的感应装置(5)感应到的泄漏气体的浓度大于预设的浓度阈值时，所述感应装置(5)触发分离装置(1)动作；
利用所述分离装置(1)过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体，并利用抽气装置(2)将含有所述泄漏气体的气体抽取到液化回收装置(3)中进行液化并存储；
其中，所述泄漏气体的分子体积大于环境气体的分子体积。
所述分离装置(1)过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体包括：
通过分离装置(1)中设有有机膜的分离器过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体。
本发明提供的技术方案具有以下有益效果：
本发明提供的电气设备泄漏气体应急回收装置包括依次连接的感应装置(5)、分离装置(1)、抽气装置(2)和液化回收装置(3)；感应装置(5)和分离装置(1)置于电气设备旁边，且与分离装置(1)连接，用于感应电气设备泄漏的气体，还用于当感应到的泄漏气体的浓度大于预设的浓度阈值时触发分离装置(1)动作；分离装置(1)用于基于泄漏气体的分子体积和环境气体的分子体积的不同将泄漏气体从环境气体中分离；抽气装置(2)用于抽取电气设备周围的环境空气，并将抽取的环境气体依次通过分离装置(1)和抽气装置(2)送入液化回收装置(3)；液化回收装置(3)用于对抽气装置(2)输送的气体进行液化并存储；泄漏气体的分子体积大于环境气体的分子体积，通过感应装置实现电气设备泄漏气体的及时检测，并通过分离装置和液化回收装置能够实现比环境气体的分子体积大的泄漏气体的应急回收，适用性广；
本发明中分离器设有有机膜，通过有机膜将混合气体中的N2、O2、CO2等直线型小分子气体与混合气体中的SF6/C4F7N大分子气体进行分离，通过分离，提高了进入液化装置(3)中的SF6/C4F7N的浓度，进而提高了回收效率；
本发明中吸附装置(6)设有吸附材料，通过吸附装置(6)中的吸附材料实现对抽气装置(2)输送的混合气体中的SF6/C4F7N的吸附，吸附效率高；
本发明中的感应装置(5)能够对电气设备环境气体中的SF6/C4F7N浓度进行感应，当感应的SF6/C4F7N浓度超过预设的浓度阈值时，感应装置(5)发送启动命令给分离装置(1)，使分离装置(1)启动，实现对电气设备泄漏SF6/C4F7N情况进行及时感应，提高了安全性；
本发明中的分离装置(1)设有温度传感器、压力传感器和控制器，通过温度传感器和压力传感器分别对分离器入口处气体温度和压力进行测量，在分离器入口处气体温度低于预设的温度阈值时通过控制器能够对分离器入口处气体温度进行加热，并在分离器入口处气体压力低于预设的压力阈值时通过控制器能够对分离器入口处气体温度进行加压，即通过控制器能够保证分离器入口处气体温度和压力恒定，提高了分离装置(1)的分离效率。
本发明提供的电气设备泄漏气体应急回收装置能够对电气设备泄漏的F6/C4F7N进行比较彻底的回收，回收的SF6/C4F7N能够再利用，不仅节省了资源，且实现了环保。
附图说明
图1是本发明实施例中电气设备泄漏气体应急回收装置框图；
图2是本发明实施例中电气设备泄漏气体应急回收装置结构图；
图3是本发明实施例中电气设备泄漏气体应急回收方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明实施例1提供了一种电气设备泄漏气体应急回收装置，如图1所示，依次连接的感应装置5、分离装置1、抽气装置2和液化回收装置3；
感应装置5和分离装置1置于电气设备旁边，且与分离装置1连接，用于感应电气设备泄漏的气体，还用于当感应到的泄漏气体的浓度大于预设的浓度阈值时触发分离装置1动作；本发明实施例1中分离装置1动作后，抽气装置2和液化装置3同时动作，开始对来自于分离装置1气体中高浓度的SF6/C4F7N进行回收；
分离装置1用于基于泄漏气体的分子体积和环境气体的分子体积的不同将泄漏气体从环境气体中分离；
抽气装置2用于抽取电气设备周围的环境空气，并将抽取的环境气体依次通过分离装置1和抽气装置2送入液化回收装置3；
液化回收装置3用于对抽气装置2输送的气体进行液化并存储；
泄漏气体的分子体积大于环境气体的分子体积。
抽气装置1采用离心风机；
分离装置1包括分离器；分离器设有有机膜。
泄漏气体包括：SF6和/或C4F7N。
当气体应急回收装置用于回收SF6时，有机膜采用纳米中空纤维膜，有机膜的孔径不大于0.45nm；
当气体应急回收装置用于回收C4F7N时，有机膜采用三维超支化有机膜，有机膜的孔径不大于0.49nm。
液化装置3包括压缩机、制冷机和储液装置；
压缩机对来自于抽气装置2的气体进行加压；
制冷机用于对加压后的气体进行液化；
储液装置用于对液化后的气体进行存储。
如图2所示，本发明实施例1提供的电气设备泄漏气体应急回收装置还包括吸附装置6，吸附装置6设于感应装置5和分离装置1之间；
吸附装置6填充有复合材料，通过复合材料对环境气体中的杂质进行吸附，其中复合材料采用分子筛、硅胶和氧化铝中的至少两种；其中杂质包括水分、矿物油、有毒分解产物和固体粉尘颗粒。
分离装置1还包括温度传感器、压力传感器和控制器；
温度传感器设于分离器入口处且与控制器连接，用于测量分离器入口处气体温度；
压力传感器设于分离器入口处且与控制器连接，用于测量分离器入口处气体压力；
控制器用于将测量的分离器入口处气体温度和压力分别与预设的温度阈值和压力阈值进行对比，在分离器入口处气体温度低于预设的温度阈值时对分离器入口处气体温度进行加热，并在分离器入口处气体压力低于预设的压力阈值时对分离器入口处气体温度进行加压，即本发明实施例1提供的控制器既可以对分离器入口处气体温度进行加热，也可以实现对分离器入口处气体温度进行加压，以进一步提高分离装置1的分离效率。
本发明实施例1提供的电气设备泄漏气体应急回收装置既可以用于室内变电站，也可以用于户外变电站，当变电站面积较大时，为了实现变电站中电气设备泄漏的SF6/C4F7N的尽可能彻底性回收，可以在不同位置设置多个感应装置5、多个吸附装置6、多个分离装置1和多个抽气装置2。
实施例2
本发明实施例2提供一种电气设备泄漏气体应急回收装方法，如图3所示，包括：
S101：当设置于电气设备旁边的感应装置5感应到的泄漏气体的浓度大于预设的浓度阈值时，感应装置5触发分离装置1动作；
S102：利用分离装置1过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体，并利用抽气装置2将含有泄漏气体的气体抽取到液化回收装置3中进行液化并存储；
分离装置1过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体包括：
通过分离装置1中设有有机膜的分离器过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电气设备泄漏气体应急回收装置，其特征在于，包括：依次连接的感应装置(5)、分离装置(1)、抽气装置(2)和液化回收装置(3)；
所述感应装置(5)和分离装置(1)置于电气设备旁边，且与分离装置(1)连接，用于感应电气设备泄漏的气体，还用于当感应到的泄漏气体的浓度大于预设的浓度阈值时触发分离装置(1)动作；
所述分离装置(1)用于基于泄漏气体的分子体积和环境气体的分子体积的不同将泄漏气体从环境气体中分离；
所述抽气装置(2)用于抽取电气设备周围的环境空气，并将抽取的环境气体依次通过分离装置(1)和抽气装置(2)送入液化回收装置(3)；
所述液化回收装置(3)用于对抽气装置(2)输送的气体进行液化并存储；
所述泄漏气体的分子体积大于环境气体的分子体积。
2.根据权利要求1所述的电气设备泄漏气体应急回收装置，其特征在于，所述抽气装置(2)采用离心风机；
所述分离装置(1)包括分离器，所述分离器设有有机膜。
3.根据权利要求2所述的电气设备泄漏气体应急回收装置，其特征在于，所述泄漏气体包括：SF6和/或C4F7N。
4.根据权利要求3所述的电气设备泄漏气体应急回收装置，其特征在于，当所述装置用于回收SF6时，所述有机膜采用纳米中空纤维膜，所述有机膜的孔径不大于0.45nm；
当所述装置用于回收C4F7N时，所述有机膜采用三维超支化有机膜，所述有机膜的孔径不大于0.49nm。
5.根据权利要求1所述的电气设备泄漏气体应急回收装置，其特征在于，所述液化回收装置(3)包括依次连接的压缩机、制冷机和储液装置；
所述压缩机对来自于抽气装置(2)的气体进行加压；
所述制冷机用于对加压后的气体进行液化；
所述储液装置用于对液化后的气体进行存储。
6.根据权利要求1所述的电气设备泄漏气体应急回收装置，其特征在于，还包括吸附装置(6)，所述吸附装置(6)设于感应装置(5)和分离装置(1)之间；
所述吸附装置(6)填充有复合材料，通过所述复合材料对环境气体中的杂质进行吸附。
7.根据权利要求6所述的电气设备泄漏气体应急回收装置，其特征在于，所述复合材料采用分子筛、硅胶和氧化铝中的至少两种；
所述杂质包括水分、矿物油、有毒分解产物和固体粉尘颗粒。
8.根据权利要求2所述的电气设备泄漏气体应急回收装置，其特征在于，所述分离装置(1)还包括温度传感器、压力传感器和控制器；
所述温度传感器设于分离器入口处且与控制器连接，用于测量分离器入口处气体温度；
所述压力传感器设于分离器入口处且与控制器连接，用于测量分离器入口处气体压力；
所述控制器用于将测量的分离器入口处气体温度和压力分别与预设的温度阈值和压力阈值进行对比，在分离器入口处气体温度低于预设的温度阈值时对分离器入口处气体温度进行加热，并在分离器入口处气体压力低于预设的压力阈值时对分离器入口处气体温度进行加压。
9.一种电气设备泄漏气体应急回收装方法，其特征在于，包括：
当设置于电气设备旁边的感应装置(5)感应到的泄漏气体的浓度大于预设的浓度阈值时，所述感应装置(5)触发分离装置(1)动作；
利用所述分离装置(1)过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体，并利用抽气装置(2)将含有所述泄漏气体的气体抽取到液化回收装置(3)中进行液化并存储；
其中，所述泄漏气体的分子体积大于环境气体的分子体积。
10.根据权利要求2所述的电气设备泄漏气体应急回收方法，其特征在于，所述分离装置(1)过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体包括：
通过分离装置(1)中设有有机膜的分离器过滤掉分子体积小于泄漏气体分子体积的环境气体。
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2020
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