CN116899360A - 一种混合气体多级回收处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混合气体多级回收处理装置，涉及混合气体处理技术领域，包括回收机构，回收机构的外壁一侧固定连通有净化机构，回收机构包括一级回收箱和二级回收箱，一级回收箱的内壁底部固定安装有第一压缩机，第一压缩机的输出端固定连通有第一冷凝器，第一冷凝器的输出端固定连通有第一毛细管，第一毛细管的输出端固定连通有第一蒸发器且第一蒸发器位于一级回收箱的冷藏室，且与第一压缩机的输入端固定连通，一级回收箱冷藏室的底部固定连通有导管，导管的底部固定连通有水箱。通过一级回收箱、二级回收箱和净化箱实现三级处理效果，把混合气体中的C4F7N和CO2和水汽进行分离，在提高混合气体回收效率的同时还可以使回收的C4F7N溶液纯度较高。
Description
技术领域
本发明涉及混合气体处理技术领域，具体为一种混合气体多级回收处理装置。
背景技术
混合气体，指含有两种或两种以上有效组份，或虽属非有效组份但其含量超过规定限量的气体，全氟异丁腈(分子式C4F7N)是一种新型绝缘气体，常用于电器设备，绝缘性能优于六氟化硫(SF6)气体，在相同气压下，C4F7N绝缘强度为SF6的近2倍，且C4F7N的温室效应比SF6气体小很多，自然状态下比SF6气体容易分解，但是C4F7N液化温度高，常压下的液化温度为-4.7℃，不能单独使用，需要和稀释气体(如CO2、N2或空气)混合使用。通过查询相关文献，电力行业用作混合绝缘气体一般采用C4F7N与CO2混合使用，混合气体中C4F7N浓度一般在10％左右，由于C4F7N成本比较高，所以电气设备型式试验及检修中需要把混合气体进行回收，回收后的混合气体通过净化设备净化后可以反复循环利用，净化设备需要净化混合气体中的微水、固体颗粒及放电产生的分解产物，所以就需要一种混合气体回收处理装置。
现有技术中，如中国专利申请为：CN112516746 A的一种“C4F7N/CO2混合气体回收净化装置，包括回收净化气路和罐充气路；回收净化气路的进气端设有进气接口，出气端连接罐充气路的进气端，从进气端到出气端还依次设有第一压力传感器、第一电磁阀、吸附模块；罐充气路的出气端设有出气接口，罐充气路上从进气端到出气端依次设有第一减压稳压阀、压缩机、单向阀和第二压力传感器，单向阀的出气口连接出气接口。还包括尾气回收支路、在线取样支路、混气浓度修正气路，尾气回收支路把连接管路里面留存的高压气体释放到内置的存储罐中，在线取样支路和混气浓度修正气路配合，修正混合气体浓度，使之能循环利用。
上述专利中，虽然该装置可实现C4F7N/CO2混气的回收净化，但是该装置只能进行一次回收利用，无法清除混合气体中的水汽，就使得在对C4F7N气体液化回收的过程中，会把水汽与C4F7N气体进行混合，就使得回收的C4F7N气体纯度较低，所以就需要一种新的混合气体回收处理装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种混合气体多级回收处理装置，以解决上述背景技术提出装置只能进行一次回收利用，无法清除混合气体中的水汽，就使得回收的C4F7N气体纯度较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种混合气体多级回收处理装置，包括回收机构，所述回收机构的外壁一侧固定连通有净化机构；
所述回收机构包括一级回收箱和二级回收箱，所述一级回收箱的内壁底部固定安装有第一压缩机，所述第一压缩机的输出端固定连通有第一冷凝器，所述第一冷凝器的输出端固定连通有第一毛细管，所述第一毛细管的输出端固定连通有第一蒸发器且第一蒸发器位于一级回收箱的冷藏室，且与第一压缩机的输入端固定连通，所述一级回收箱冷藏室的底部固定连通有导管，所述导管的底部固定连通有水箱，所述水箱的顶部固定连通有第一气泵，所述二级回收箱的内壁底部固定安装有第二压缩机，且第二压缩机的输入端与第一气泵的输出端固定连通，所述第二压缩机的输出端固定连通有第二冷凝器，所述第二冷凝器的输出端固定连通有第二毛细管，所述第二毛细管的输出端固定连通有第二蒸发器，且第二蒸发器位于二级回收箱的冷藏室内，所述第二蒸发器的输出端固定连通有储液罐，所述储液罐的输出端设置有第二气泵，且第二气泵与净化机构相连通。
优选的，所述储液罐与第一蒸发器之间设置有第一电磁阀，所述储液罐与第二气泵之间设置有第二电磁阀，所述第一压缩机和第二压缩机均电性连接有温度控制器。
优选的，所述第一冷凝器和第二冷凝器的外壁一侧均设置有风机，所述一级回收箱和二级回收箱的外壁一侧均设置有格栅。
优选的，所述净化机构包括净化箱，所述净化箱的外壁一侧开设有输气端，所述净化箱的内表壁设置有两个防护框，两个所述防护框的内表壁分别设置有分子筛和活性炭，两个所述防护框的外壁一侧均固定安装有加强板，两个所述加强板的外壁一侧均固定安装有拉环，所述净化箱的外壁一侧设置有排气端。
优选的，所述一级回收箱的外壁一侧固定安装有加热器，所述加热器的输出端电性连接有导热管，且导热管位于一级回收箱的冷藏室内，所述导热管的外表壁固定套设有一组导热板，一组所述导热板的外壁一侧设置有风扇。
优选的，所述一级回收箱和二级回收箱的顶部均设置有温度传感器，所述一级回收箱和二级回收箱的外壁一侧均设置有显示屏，且两个显示屏分别与两个温度传感器电性连接。
优选的，所述一级回收箱和二级回收箱的底部均通过铰链固定安装有两个门板。
优选的，所述水箱和储液罐的底部均设置有排水管，且两个排水管分别贯穿一级回收箱和二级回收箱的底部，两个所述排水管的输出端均设置有阀门。
优选的，所述一级回收箱、二级回收箱和净化箱的底部固定安装有底框，所述底框的底部固定安装有支腿。
优选的，所述第二气泵的输出端贯穿二级回收箱的外壁一侧，并与输气端固定连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过设置回收机构和净化机构，可以把C4F7N和CO2进行分离处理，当C4F7N和CO2进入到一级回收箱时，由于一级回收箱内的温度控制在0度，所以混合气体中的水汽会在一级回收箱内进行冷凝，从而把水汽从混合气体中分离出来，分离出来的混合气体再输送至二级回收箱内，由于二级回收箱内的温度控制在-5度左右，这样混合气体中的C4F7N气体就会液化，进而储存在储液罐中，而-5度远达不到CO2的液化温度，所以CO2还是以气体的形态存在，从而和C4F7N气体分离，分离的CO2气体最终会被输送至净化机构中进行过滤处理，本发明通过三级处理，把混合气体中的C4F7N和CO2和水汽进行分离，使得回收的C4F7N溶液纯度较高。
2、本发明中，通过设置分子筛可以吸附尾气中的微水、固体颗粒、放电产生的分解产物以及CO2气体，再通过活性炭进行二次过滤，以此达到净化尾气的效果，使得排放到大气中的气体达到一个安全洁净的标准，同时通过拉环可以把两个防护框从净化箱中拉出，方便对分子筛和活性炭进行更换，增加了本装置的便携性。
3、本发明中，通过设置加热器，可以对导热管进行加热，这时启动风扇，可以把导热管所散发出的热量向下吹动，吹动的热风可以把第一蒸发器和一级回收箱内残留的水分进行烘干处理，防止水分在一级回收箱内和第一蒸发器的外表壁聚集并造成腐蚀现象，这样就能增加整个装置的使用寿命。
附图说明
图1为本发明一种混合气体多级回收处理装置中主视的结构示意图；
图2为本发明一种混合气体多级回收处理装置中侧视的结构示意图；
图3为本发明一种混合气体多级回收处理装置中回收机构主视的结构示意图；
图4为本发明一种混合气体多级回收处理装置中回收机构内部的结构示意图；
图5为本发明一种混合气体多级回收处理装置中回收机构侧视的结构示意图；
图6为本发明一种混合气体多级回收处理装置中回收机构背面的结构示意图；
图7为本发明一种混合气体多级回收处理装置中净化机构主视的结构示意图；
图8为本发明一种混合气体多级回收处理装置中净化机构内部的结构示意图。
图中：1、回收机构；101、一级回收箱；102、二级回收箱；103、第一压缩机；104、第一冷凝器；105、第一毛细管；106、第一蒸发器；107、导管；108、水箱；109、第一气泵；110、第二压缩机；111、第二冷凝器；112、第二毛细管；113、第二蒸发器；114、第一电磁阀；115、储液罐；116、第二电磁阀；117、第二气泵；118、温度控制器；119、风机；120、格栅；121、加热器；122、导热管；123、导热板；124、风扇；125、温度传感器；126、显示屏；127、门板；128、排水管；129、阀门；2、净化机构；201、净化箱；202、输气端；203、防护框；204、分子筛；205、活性炭；206、排气端；207、加强板；208、拉环；3、底框；4、支腿。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
参照图1-图8所示：一种混合气体多级回收处理装置，包括回收机构1，回收机构1的外壁一侧固定连通有净化机构2；
回收机构1包括一级回收箱101和二级回收箱102，一级回收箱101的内壁底部固定安装有第一压缩机103，第一压缩机103的输出端固定连通有第一冷凝器104，第一冷凝器104的输出端固定连通有第一毛细管105，第一毛细管105的输出端固定连通有第一蒸发器106且第一蒸发器106位于一级回收箱101的冷藏室，且与第一压缩机103的输入端固定连通，一级回收箱101冷藏室的底部固定连通有导管107，导管107的底部固定连通有水箱108，水箱108的顶部固定连通有第一气泵109，二级回收箱102的内壁底部固定安装有第二压缩机110，且第二压缩机110的输入端与第一气泵109的输出端固定连通，第二压缩机110的输出端固定连通有第二冷凝器111，第二冷凝器111的输出端固定连通有第二毛细管112，第二毛细管112的输出端固定连通有第二蒸发器113，且第二蒸发器113位于二级回收箱102的冷藏室内，第二蒸发器113的输出端固定连通有储液罐115，储液罐115的输出端设置有第二气泵117，且第二气泵117与净化机构2相连通，首先把一级回收箱101与电气设备进行连通，这时电气设备中的混合气体就会被输送至一级回收箱101中，这时第一压缩机103将低温低压气态冷凝剂吸入，在第一压缩机103的作用下，形成高温高压的气体，高温高压的气进入到第一冷凝器104中进行冷却散热，而进入到第一冷凝器104中的部分气体在经过冷凝后会变成中温的液体，这时中温的液体会进入到第一毛细管105中，由于第一毛细管105突然变窄，所以当液体经过第一毛细管105时，由于压力突然降低，这部分液体会突然蒸发和冷却，冷却的液体再经过第一蒸发器106中进行蒸发汽化，冷却后的冷凝剂会不断地带走装置的热量并蒸发，从而形成制冷的效果，最后低温低压的气体再流入第一压缩机103中，以此形成一个循环此时第一蒸发器106的温度被控制在零度，所以混合气体中的水汽会在蒸发器的表面进行冷凝，从而可以把混合气体中的水汽给分离出来，这时启动第一气泵109，可以把分离后的混合气体输送至第二压缩机110中，通过上述方法，把第二蒸发器113的温度控制在-5度以下，这样混合气体中的C4F7N气体就会液化，进而储存在储液罐中，而-5度远达不到CO2的液化温度，所以CO2还是以气体的形态存在，从而和C4F7N气体分离，分离的CO2气体最终会被输送至净化机构中进行过滤处理。
根据图4和图5所示，储液罐115与第一蒸发器106之间设置有第一电磁阀114，储液罐115与第二气泵117之间设置有第二电磁阀116，第一压缩机103和第二压缩机110均电性连接有温度控制器118，第一电磁阀114和第二电磁阀116可以把液化的C4F7N隔离在储液罐115中，温度控制器118可以控制第一蒸发器106和第二蒸发器113的温度。
根据图6所示，第一冷凝器104和第二冷凝器111的外壁一侧均设置有风机119，一级回收箱101和二级回收箱102的外壁一侧均设置有格栅120，启动风机119，可以加快第一冷凝器104和第二冷凝器111的冷凝速率，格栅120，可以对第一冷凝器104和第二冷凝器111进行防护。
根据图1、图2和图7、图8所示，净化机构2包括净化箱201，净化箱201的外壁一侧开设有输气端202，净化箱201的内表壁设置有两个防护框203，两个防护框203的内表壁分别设置有分子筛204和活性炭205，两个防护框203的外壁一侧均固定安装有加强板207，两个加强板207的外壁一侧均固定安装有拉环208，净化箱201的外壁一侧设置有排气端206，净化完成的尾气会进入到净化箱201中，分子筛204可以吸附尾气中的微水、固体颗粒、放电产生的分解产物以及CO2气体，再通过活性炭205进行二次过滤，以此达到净化尾气的效果，使得排放到大气中的气体达到一个安全洁净的标准，同时通过拉环208可以把两个防护框203从净化箱201中拉出，方便对分子筛204和活性炭205进行更换，增加了本装置的便携性。
根据图2和图6所示，一级回收箱101的外壁一侧固定安装有加热器121，加热器121的输出端电性连接有导热管122，且导热管122位于一级回收箱101的冷藏室内，导热管122的外表壁固定套设有一组导热板123，一组导热板123的外壁一侧设置有风扇124，启动加热器121，可以对导热管122进行加热，这时启动风扇124，可以把导热管122所散发出的热量向下吹动，吹动的热风可以把第一蒸发器106和一级回收箱101内残留的水分进行烘干处理，防止水分在一级回收箱101内和第一蒸发器106的外表壁聚集并造成腐蚀现象，这样就能增加整个装置的使用寿命。
根据图1-图6所示，一级回收箱101和二级回收箱102的顶部均设置有温度传感器125，一级回收箱101和二级回收箱102的外壁一侧均设置有显示屏126，且两个显示屏126分别与两个温度传感器125电性连接，温度传感器125可以对一级回收箱101和二级回收箱102内的温度进行检测，再通过显示屏126显示出来，方便人们对一级回收箱101和二级回收箱102内的温度进行调节。
根据图1-图3所示，一级回收箱101和二级回收箱102的底部均通过铰链固定安装有两个门板127，通过两个门板127，可以方便对设备进行检修。
根据图4和图5所示，水箱108和储液罐115的底部均设置有排水管128，且两个排水管128分别贯穿一级回收箱101和二级回收箱102的底部，两个排水管128的输出端均设置有阀门129，打开阀门129，可以把水箱108内的废水和储液罐115中的C4F7N液体排出。
根据图1和图2所示，一级回收箱101、二级回收箱102和净化箱201的底部固定安装有底框3，底框3的底部固定安装有支腿4，通过支腿4，可以对本装置进行支撑。
根据图1和图2所示，第二气泵117的输出端贯穿二级回收箱102的外壁一侧，并与输气端202固定连通。
本装置的使用方法及工作原理：首先把一级回收箱101与电气设备进行连通，这时电气设备中的混合气体就会被输送至一级回收箱101中，这时第一压缩机103将低温低压气态冷凝剂吸入，在第一压缩机103的作用下，形成高温高压的气体，高温高压的气进入到第一冷凝器104中进行冷却散热，而进入到第一冷凝器104中的部分气体在经过冷凝后会变成中温的液体，这时中温的液体会进入到第一毛细管105中，由于第一毛细管105突然变窄，所以当液体经过第一毛细管105时，由于压力突然降低，这部分液体会突然蒸发和冷却，冷却的液体再经过第一蒸发器106中进行蒸发汽化，冷却后的冷凝剂会不断地带走装置的热量并蒸发，从而形成制冷的效果，最后低温低压的气体再流入第一压缩机103中，以此形成一个循环，此时通过温度控制器118(K61型号)，把第一蒸发器106的温度控制在零度，所以混合气体中的水汽会在蒸发器的表面进行冷凝，从而可以把混合气体中的水汽给分离出来，而-5度远达不到CO2的液化温度，所以CO2还是以气体的形态存在，从而和C4F7N气体分离，分离的CO2气体最终会被输送至净化机构中进行过滤处理，此时冷凝的水汽在重力的作用下，会通过导管107流入水箱108中，这时启动第一气泵109，可以把分离后的混合气体输送至第二压缩机110中，将低温低压气态混合气体吸入，在第二压缩机110的作用下，形成高温高压的气体，高温高压的气体进入到第二冷凝器111中进行冷却散热，再启动风扇124可以加快第二冷凝器111的散热效率，同时格栅120可以对风扇124等内部元件进行防护，而进入到第二冷凝器111中的气体在经过冷凝后会变成中温的液体，这时中温的液体会进入到第二毛细管112中，由于第二毛细管112突然变窄，所以当液体经过第二毛细管112时，由于压力突然降低，这部分液体会突然蒸发和冷却，冷却的液体再经过第二蒸发器113中进行蒸发汽化，把第二蒸发器113的温度控制在-5度以下，这样混合气体中的C4F7N气体就会液化，这时打开第一电磁阀114，这时液化C4F7N就会被输送至储液罐115中，此时气体状态的CO2就会聚集在储液罐115的顶部，然后打开第二电磁阀116，此时启动第二气泵117，就能把储液罐115顶部的CO2混合气体输送至净化箱201中，此时分子筛204可以吸附尾气中的微水、固体颗粒、放电产生的分解产物以及CO2气体，再通过活性炭205进行二次过滤，以此达到净化尾气的效果，使得排放到大气中的气体达到一个安全洁净的标准，同时通过拉环208可以把两个防护框203从净化箱201中拉出，方便对分子筛204和活性炭205进行更换，增加了本装置的便携性，分离完成之后关闭第一电磁阀114和第二电磁阀116，就可以把C4F7N液体封存在储液罐115中，此时温度传感器125可以监测一级回收箱101和二级回收箱102中的温度，再通过显示屏126显示出来，当人们观察到一级回收箱101内的温度提升至常温状态时，启动加热器121，此时就可以对导热管122进行加热，这时启动风扇124，可以把导热管122所散发出的热量向下吹动，吹动的热风可以把第一蒸发器106和一级回收箱101内残留的水分进行烘干处理，防止水分在一级回收箱101内和第一蒸发器106的外表壁聚集并造成腐蚀现象，这样就能增加整个装置的使用寿命，然后打开阀门129，可以把水箱108内的废水通过排水管128排出，同时还可以通过排水管128把储液罐115中的C4F7N液体排出进行回收利用，通过两个门板127，可以方便对设备进行检修，本发明通过一级回收箱101、二级回收箱102和净化箱201实现三级处理效果，把混合气体中的C4F7N和CO2和水汽进行分离，在提高混合气体回收效率的同时还可以使得回收的C4F7N溶液纯度较高，综上就解决了上述背景中所提出的问题。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，多余本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：包括回收机构(1)，所述回收机构(1)的外壁一侧固定连通有净化机构(2)；
所述回收机构(1)包括一级回收箱(101)和二级回收箱(102)，所述一级回收箱(101)的内壁底部固定安装有第一压缩机(103)，所述第一压缩机(103)的输出端固定连通有第一冷凝器(104)，所述第一冷凝器(104)的输出端固定连通有第一毛细管(105)，所述第一毛细管(105)的输出端固定连通有第一蒸发器(106)且第一蒸发器(106)位于一级回收箱(101)的冷藏室，且与第一压缩机(103)的输入端固定连通，所述一级回收箱(101)冷藏室的底部固定连通有导管(107)，所述导管(107)的底部固定连通有水箱(108)，所述水箱(108)的顶部固定连通有第一气泵(109)，所述二级回收箱(102)的内壁底部固定安装有第二压缩机(110)，且第二压缩机(110)的输入端与第一气泵(109)的输出端固定连通，所述第二压缩机(110)的输出端固定连通有第二冷凝器(111)，所述第二冷凝器(111)的输出端固定连通有第二毛细管(112)，所述第二毛细管(112)的输出端固定连通有第二蒸发器(113)，且第二蒸发器(113)位于二级回收箱(102)的冷藏室内，所述第二蒸发器(113)的输出端固定连通有储液罐(115)，所述储液罐(115)的输出端设置有第二气泵(117)，且第二气泵(117)与净化机构(2)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述储液罐(115)与第一蒸发器(106)之间设置有第一电磁阀(114)，所述储液罐(115)与第二气泵(117)之间设置有第二电磁阀(116)，所述第一压缩机(103)和第二压缩机(110)均电性连接有温度控制器(118)。
3.根据权利要求2所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述第一冷凝器(104)和第二冷凝器(111)的外壁一侧均设置有风机(119)，所述一级回收箱(101)和二级回收箱(102)的外壁一侧均设置有格栅(120)。
4.根据权利要求3所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述净化机构(2)包括净化箱(201)，所述净化箱(201)的外壁一侧开设有输气端(202)，所述净化箱(201)的内表壁设置有两个防护框(203)，两个所述防护框(203)的内表壁分别设置有分子筛(204)和活性炭(205)，两个所述防护框(203)的外壁一侧均固定安装有加强板(207)，两个所述加强板(207)的外壁一侧均固定安装有拉环(208)，所述净化箱(201)的外壁一侧设置有排气端(206)。
5.根据权利要求4所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述一级回收箱(101)的外壁一侧固定安装有加热器(121)，所述加热器(121)的输出端电性连接有导热管(122)，且导热管(122)位于一级回收箱(101)的冷藏室内，所述导热管(122)的外表壁固定套设有一组导热板(123)，一组所述导热板(123)的外壁一侧设置有风扇(124)。
6.根据权利要求5所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述一级回收箱(101)和二级回收箱(102)的顶部均设置有温度传感器(125)，所述一级回收箱(101)和二级回收箱(102)的外壁一侧均设置有显示屏(126)，且两个显示屏(126)分别与两个温度传感器(125)电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述一级回收箱(101)和二级回收箱(102)的底部均通过铰链固定安装有两个门板(127)。
8.根据权利要求7所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述水箱(108)和储液罐(115)的底部均设置有排水管(128)，且两个排水管(128)分别贯穿一级回收箱(101)和二级回收箱(102)的底部，两个所述排水管(128)的输出端均设置有阀门(129)。
9.根据权利要求8所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述一级回收箱(101)、二级回收箱(102)和净化箱(201)的底部固定安装有底框(3)，所述底框(3)的底部固定安装有支腿(4)。
10.根据权利要求9所述的一种混合气体多级回收处理装置，其特征在于：所述第二气泵(117)的输出端贯穿二级回收箱(102)的外壁一侧，并与输气端(202)固定连通。
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