CN114111220A - 六氟化硫回收净化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及六氟化硫回收装置技术领域，是一种六氟化硫回收净化装置，其包括存储罐、至少一个精馏柱、至少一个制冷机组和至少两个分子筛塔，两个以上分子筛塔相互串联；沿气体流动方向，最左方的分子筛塔下部进气端连通有进气管，最右方的分子筛塔上部出气端与存储罐中部进气端通过脱水管连通。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过分子筛塔除去待净化气体中的水分等，精馏柱用于对待净化气体提纯净化处理，精馏得到的轻组分经出轻组分尾气管排出，其精馏得到的重组分六氟化硫气体遗留在存储罐中，制冷机组对精馏结束后气体进行冷凝处理，通过本装置回收的六氟化硫气体的浓度高。
Description
技术领域
本发明涉及六氟化硫回收装置技术领域，是一种六氟化硫回收净化装置。
背景技术
六氟化硫气体是一种化学性能十分稳定的气体，因其优良的绝缘性能和灭弧性能被广泛应用于高压电气设备中。随着电力系统设备的不断发展，六氟化硫逐渐代替绝缘油成为电力设备中的绝缘介质，六氟化硫电气设备的投入使用为设备小型化、供电可靠性提供了巨大作用。但随着六氟化硫设备的大量投入使用，其在电弧作用下分解产生有害的低氟化物、硫化物，如直接向大气排放，会污染环境、损害人体、腐蚀电气设备，如何处理六氟化硫气体也给相关检修部门带来了问题。
目前六氟化硫气体净化方法主要有液化法、固化法、变压吸附法和聚合物薄膜分离法。液化法适用于处理混合比较高的混合气体，在处理低混合比的混合气体时，由于所需压力过高，不宜直接使用；聚合物薄膜分离法可以获得含量相当高的六氟化硫气体，但是使用聚合物薄膜的成本较高；而固化法需要达到-100℃的温度的困难较大；此外，现有的真空冷冻技术，在抽真空的过程中，有一部分在六氟化硫饱和蒸汽压下的六氟化硫也被抽走，造成六氟化硫气体浪费，回收率降低；然而变压吸附法的设备比较大且操作难度高，导致回收得到的六氟化硫气体的浓度不高。
发明内容
本发明提供了一种六氟化硫回收净化装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效提高回收的六氟化硫气体浓度，也便于抽真空。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种六氟化硫回收净化装置，包括存储罐、至少一个精馏柱、至少一个制冷机组和至少两个分子筛塔，两个以上分子筛塔相互串联；沿气体流动方向，最左方的分子筛塔下部进气端连通有进气管，最右方的分子筛塔上部出气端与存储罐中部进气端通过脱水管连通，存储罐上部出气端连通有出六氟化硫气体管，每一个精馏柱的底部与存储罐顶部连通，制冷机组的冷却盘管固定在精馏柱上，精馏柱顶部连通有出轻组分尾气管，在进气管与脱水管之间连通有连接管，连接管右端左右两侧的脱水管上分别串接有阀门，在连接管上连通有抽真空管，在抽真空管与脱水管之间的连接管上设置有加热器，在抽真空管与加热器之间的连接管上连通有调压管，在进气管、脱水管、抽真空管、出六氟化硫气体管、调压管和出轻组分尾气管上分别串接有阀门。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：
上述还包括风冷器，风冷器包括风机、A风冷盘管和B风冷盘管，A风冷盘管和B风冷盘管首尾串接于分子筛塔与连接管之间的脱水管中，风机的出气端朝向A风冷盘管和B风冷盘管，A风冷盘管和B风冷盘管之间的连接处与进气管通过进气支管连通，在进气支管上串接有控制阀，在进气支管与B风冷盘管之间的连接处串接有风冷阀，在B风冷盘管出口端与连接管左侧阀门之间的脱水管上固定连通有增压机，增压机进气端的脱水管上串接有阀门。
上述脱水管与出六氟化硫气体管之间连通有脱水冷却支管，在脱水冷却支管设置有冷热交换器，冷热交换器的一次侧与脱水冷却支管连通，冷热交换器的二次侧与制冷机组的冷却盘管连通，冷热交换器的一次侧出口、二次侧进口分别串接有阀门。
上述靠近进气管进气端的进气管与进气支管和分子筛塔之间的进气管之间连通有稳压管，在稳压管上设置有稳压机，在稳压机两端的稳压管上串接有稳压阀。
上述出轻组分尾气管上设置有尾气处理器，在存储罐上设置有防护阀，在防护阀上设置有安全阀；在加热器右侧的连接管上依序串接有输入阀和电磁阀，在输入阀与电磁阀之间的连接管与出六氟化硫气体管之间连通有调整阀。
上述还包括电器控制装置，电器控制装置包括电器柜、触摸屏和仪表接口面板，电器柜中设置有控制器，所述开关阀均采用电磁阀，在抽真空管上固定安装有真空泵，控制器分别与触摸屏、仪表接口面板、制冷机组、风冷器、加热器、真空泵的控制端以及电磁阀、控制阀电连接。
上述还包括支撑架，所述存储罐、制冷机组、分子筛塔、增压机、稳压机、电器柜、触摸屏和仪表接口面板均固定在支撑架上。
本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过分子筛塔除去待净化气体中的水分等，精馏柱用于对待净化气体精馏提纯净化处理，精馏得到的轻组分经出轻组分尾气管排出，其精馏得到的重组分六氟化硫气体遗留在存储罐中，制冷机组对精馏结束后气体进行冷凝处理，进一步提高存储罐内气体的品质；通过本装置回收的六氟化硫气体的浓度高，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品，其具有广泛的市场前景。
附图说明
附图1为本发明最佳实施例的工艺图。
附图2为本发明最佳实施例的立体结构示意图之一。
附图3为本发明最佳实施例的立体结构示意图之二。
附图中的编码分别为：1为存储罐，2为支撑架，3为精馏柱，4为分子筛塔，5为真空泵，6为增压机，7为制冷机组，8为电器柜，9为触摸屏，10为仪表接口面板，11为电磁阀，12为冷热交换器，13为风机，14为控制阀，15为输入阀，16为调控阀，17为稳压机，18为稳压阀，19为进气管，20为调压管，21为出六氟化硫气体管，22为加热器，23为调整阀，24为尾气处理器，25为风冷阀，26为安全阀，27为防护阀，28为脱水管，29为冷却盘管，30为出轻组分尾气管，31为连接管，32为抽真空管，33为A风冷盘管，34为B风冷盘管，35为进气支管，36为脱水冷却支管，37为稳压管。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。
下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：
如附图1所示，该六氟化硫回收净化装置包括存储罐1、至少一个精馏柱3、至少一个制冷机组7和至少两个分子筛塔4，两个以上分子筛塔4相互串联；沿气体流动方向，最左方的分子筛塔4下部进气端连通有进气管19，最右方的分子筛塔4上部出气端与存储罐1中部进气端通过脱水管28连通，存储罐1上部出气端连通有出六氟化硫气体管21，每一个精馏柱3的底部与存储罐1顶部连通，制冷机组7的冷却盘管29固定在精馏柱3上，精馏柱3顶部连通有出轻组分尾气管30，在进气管19与脱水管28之间连通有连接管31，连接管31右端左右两侧的脱水管28上分别串接有阀门，在连接管31上连通有抽真空管32，在抽真空管32与脱水管28之间的连接管31上设置有加热器22，在抽真空管32与加热器22之间的连接管31上连通有调压管20，在进气管19、脱水管28、抽真空管32、出六氟化硫气体管21、调压管20和出轻组分尾气管30上分别串接有阀门。
分子筛塔4用于除去待净化气体中的水分和有害物质，精馏柱3用于对输入的待净化气体提纯净化处理，精馏得到的轻组分经出轻组分尾气管30排出，其精馏得到的重组分六氟化硫气体遗留在存储罐1中，由此提高六氟化硫气体品质；存储罐1用于对精馏柱3精馏得到的六氟化硫气体进行回收和存储；抽真空管32便于对本装置的各组件进行抽真空，通过制冷机组7对精馏结束后气体进行冷凝处理，进一步提高存储罐1内气体的品质。
进气管19可与电气设备气体输出口进行连接，从而便于接收电气设备排出的待净化处理气体（即待净化六氟化硫气体）。进气管19处的阀门可为调控阀16。
通过调压管20调节本装置的压力。通过出六氟化硫气体管21便于对净化后的气体进行输出。加热器22便于对分子筛塔4加热，除去分子筛塔分子筛4吸收的水分，可使分子筛塔4多次利用。
本装置可采用双塔精馏柱。
通过本装置回收的六氟化硫气体浓度高，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品，其具有广泛的市场前景。
可根据实际需要，对上述六氟化硫回收净化装置作进一步优化或/和改进：
如附图1、2所示，该六氟化硫回收净化装置还包括风冷器，风冷器包括风机13、A风冷盘管33和B风冷盘管34，A风冷盘管33和B风冷盘管34首尾串接于分子筛塔4与连接管31之间的脱水管28中，风机13的出气端朝向A风冷盘管33和B风冷盘管34，A风冷盘管33和B风冷盘管34之间的连接处与进气管19通过进气支管35连通，在进气支管35上串接有控制阀14，在进气支管35与B风冷盘管34之间的连接处串接有风冷阀25，在B风冷盘管34出口端与连接管31左侧阀门之间的脱水管28上固定连通有增压机6，增压机6进气端的脱水管28上串接有阀门。
风冷器可提高本装置冷却的效果，通过增压机6便于对本装置各组件进行增压处理，便于对输入气体进行回收和净化。
如附图1所示，在脱水管28与出六氟化硫气体管21之间连通有脱水冷却支管36，在脱水冷却支管36设置有冷热交换器12，冷热交换器12的一次侧与脱水冷却支管36连通，冷热交换器12的二次侧与制冷机组7的冷却盘管29连通，冷热交换器12的一次侧出口、二次侧进口分别串接有阀门。
如附图1所示，在靠近进气管19进气端的进气管19与进气支管35和分子筛塔4之间的进气管19之间连通有稳压管37，在稳压管37上设置有稳压机17，在稳压机17两端的稳压管37上串接有稳压阀18。
稳压机17的设置，便于输入气体以及辅助气体进行循环净化，提高净化的稳定性。
如附图1所示，出轻组分尾气管30上设置有尾气处理器24，在存储罐1上设置有防护阀27，在防护阀27上设置有安全阀26；在加热器22右侧的连接管31上依序串接有输入阀15和电磁阀11，在输入阀15与电磁阀11之间的连接管31与出六氟化硫气体管21之间连通有调整阀23。
调整阀23用于调整管线压力，控制输出压力。尾气处理器24而便于对精馏柱3排出的尾气（轻组分气体）进行处理。尾气处理器24采用现有公知公用处理硫化物等轻组分气体的尾气处理器24。
防护阀27、安全阀26用于防止存储罐1的压力过大、提高安全性。输入阀15、调整阀23可为电磁阀11。
如附图2、3所示，该六氟化硫回收净化装置还包括电器控制装置，电器控制装置包括电器柜8、触摸屏9和仪表接口面板10，电器柜8中设置有控制器，所述开关阀均采用电磁阀11，在抽真空管32上固定安装有真空泵5，控制器分别与触摸屏9、仪表接口面板10、制冷机组7、风冷器、加热器22、真空泵5的控制端以及电磁阀11、控制阀14电连接。
在分子筛塔4、存储罐1、进气管19、调压管20进口端、出六氟化硫气体管21上均设置有压力表的监测探头，压力表固定在仪表接口面板10上，压力表与控制器电连接。控制器还分别与稳压阀18、输入阀15、调控阀16、调整阀23、防护阀27各个阀门电连接。控制器采用常规控制器，可包括现有控制主板、控制芯片、控制开关、连接插头等元器件。
通过电器控制装置，可使各个组件联动控制，便于智能化控制。
如附图2、3所示，还包括支撑架2，所述存储罐1、制冷机组7、分子筛塔4、增压机6、稳压机17、电器柜8、触摸屏9和仪表接口面板10均固定在支撑架2上。
触摸屏9可铰接在电器柜8的顶部，通过观察触摸屏9便于观察各项参数，且可通过触摸屏9的屏幕操作。风冷器可通过螺钉固定在支撑架2上。
通过设有的支撑架2对各组件进行固定，使得本装置结构紧凑合理。
本装置根据实际需要，可在相应管路上设置所需阀门。
以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。
本发明最佳实施例的使用过程：
为了除去分子筛塔4中分子筛吸收的水分，启动增压机6、加热器22，通过增压机6将加热后空气经连接管31、进气管19、分子筛塔4、脱水管28、A风冷盘管33、B风冷盘管34、连接管31、加热器22往复循环，使分子筛中的水分蒸发，再通过抽真空方式，除去分子筛塔4中的水分；
抽真空：对存储罐1进行抽真空，启动真空泵5，存储罐1中空气经一部分依序经脱水管28、B风冷盘管34、A风冷盘管33、分子筛塔4、进气管19、连接管31、抽真空管32、真空泵5抽出，另一部分空气经脱水管28、B风冷盘管34、进气支管35、连接管31、抽真空管32、真空泵5抽出；通过此抽真空方式，可对存储罐1、分子筛塔4以及连接管31路进行抽真空；
回收净化：抽真空后，待净化含六氟化硫气体经进气管19进入分子筛塔4处理，该六氟化硫气体在进入进气管19后，通过稳压机17对进气管19进行稳压；经分子筛塔4处理后的所述气体一部分可经脱水管28、A风冷盘管33冷却、B风冷盘管34冷却、增压机6增压进入存储罐1，另一部分所述气体可经冷热交换器12冷却后，直接经存储罐1上部出六氟化硫气体管21进口端进入存储罐1，两种进气方式结合，进气速度更快，并对进入存储罐1中待净化含六氟化硫气体先冷却，可除去部分杂质，提高净化效率和品质，存储罐1中的待净化含六氟化硫气体中的轻组分气体（低氟化物、硫化物）与重组分（六氟化硫气体）在精馏柱3内精馏处理，使轻组分从精馏柱3顶部经出轻组分尾气管30逸出，并经尾气处理器24处理，重组分遗留在存储罐1中，精馏结束后，启动制冷机组7，对精馏柱进行冷却降温，进一步除去六氟化硫气体中的杂质，以此方式净化六氟化硫气体，净化后的六氟化硫气体纯度可达到99.99%，净化后的六氟化硫气体可经出六氟化硫气体管21排出。
Claims (10)
1.一种六氟化硫回收净化装置，其特征在于包括存储罐、至少一个精馏柱、至少一个制冷机组和至少两个分子筛塔，两个以上分子筛塔相互串联；沿气体流动方向，最左方的分子筛塔下部进气端连通有进气管，最右方的分子筛塔上部出气端与存储罐中部进气端通过脱水管连通，存储罐上部出气端连通有出六氟化硫气体管，每一个精馏柱的底部与存储罐顶部连通，制冷机组的冷却盘管固定在精馏柱上，精馏柱顶部连通有出轻组分尾气管，在进气管与脱水管之间连通有连接管，连接管右端左右两侧的脱水管上分别串接有阀门，在连接管上连通有抽真空管，在抽真空管与脱水管之间的连接管上设置有加热器，在抽真空管与加热器之间的连接管上连通有调压管，在进气管、脱水管、抽真空管、出六氟化硫气体管、调压管和出轻组分尾气管上分别串接有阀门。
2.根据权利要求1所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于还包括风冷器，风冷器包括风机、A风冷盘管和B风冷盘管，A风冷盘管和B风冷盘管首尾串接于分子筛塔与连接管之间的脱水管中，风机的出气端朝向A风冷盘管和B风冷盘管，A风冷盘管和B风冷盘管之间的连接处与进气管通过进气支管连通，在进气支管上串接有控制阀，在进气支管与B风冷盘管之间的连接处串接有风冷阀，在B风冷盘管出口端与连接管左侧阀门之间的脱水管上固定连通有增压机，增压机进气端的脱水管上串接有阀门。
3.根据权利要求2所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于靠近进气管进气端的进气管与进气支管和分子筛塔之间的进气管之间连通有稳压管，在稳压管上设置有稳压机，在稳压机两端的稳压管上串接有稳压阀。
4.根据权利要求2或3所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于脱水管与出六氟化硫气体管之间连通有脱水冷却支管，在脱水冷却支管设置有冷热交换器，冷热交换器的一次侧与脱水冷却支管连通，冷热交换器的二次侧与制冷机组的冷却盘管连通，冷热交换器的一次侧出口、二次侧进口分别串接有阀门。
5.根据权利要求2或3所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于出轻组分尾气管上设置有尾气处理器，在存储罐上设置有防护阀，在防护阀上设置有安全阀；在加热器右侧的连接管上依序串接有输入阀和电磁阀，在输入阀与电磁阀之间的连接管与出六氟化硫气体管之间连通有调整阀。
6.根据权利要求4所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于出轻组分尾气管上设置有尾气处理器，在存储罐上设置有防护阀，在防护阀上设置有安全阀；在加热器右侧的连接管上依序串接有输入阀和电磁阀，在输入阀与电磁阀之间的连接管与出六氟化硫气体管之间连通有调整阀。
7.根据权利要求2或3或6所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于还包括电器控制装置，电器控制装置包括电器柜、触摸屏和仪表接口面板，电器柜中设置有控制器，所述开关阀均采用电磁阀，在抽真空管上固定安装有真空泵，控制器分别与触摸屏、仪表接口面板、制冷机组、风冷器、加热器、真空泵的控制端以及电磁阀、控制阀电连接。
8.根据权利要求5所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于还包括电器控制装置，电器控制装置包括电器柜、触摸屏和仪表接口面板，电器柜中设置有控制器，所述开关阀均采用电磁阀，在抽真空管上固定安装有真空泵，控制器分别与触摸屏、仪表接口面板、制冷机组、风冷器、加热器、真空泵的控制端以及电磁阀、控制阀电连接。
9.根据权利要求3所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于还包括电器控制装置，电器控制装置包括电器柜、触摸屏和仪表接口面板，电器柜中设置有控制器，所述开关阀均采用电磁阀，在抽真空管上固定安装有真空泵，控制器分别与触摸屏、仪表接口面板、制冷机组、风冷器、加热器、真空泵的控制端以及电磁阀、控制阀电连接。
10.根据权利要求9所述的六氟化硫回收净化装置，其特征在于还包括支撑架，所述存储罐、制冷机组、分子筛塔、增压机、稳压机、电器柜、触摸屏和仪表接口面板均固定在支撑架上。
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