CN1579593A

CN1579593A - 变压器用高效干燥剂及其所用助剂、制法

Info

Publication number: CN1579593A
Application number: CN 03152501
Authority: CN
Inventors: 李永兆
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2005-02-16
Anticipated expiration: 2023-08-01
Also published as: CN1267176C

Abstract

本发明涉及一种变压器用干燥剂，包括：100重量份的球形硅胶，和10－40重量份的复合助剂，其中所述复合助剂由占助剂总重量10－40％的无机盐和1－20重量％的金属氧化物和余量的水组成。本发明还公开了其制备方法和其中使用的复合助剂。本发明的干燥剂在高湿度条件下的油中浸泡时不会炸裂，在低湿度条件下有较高的吸附量，高温条件下不脱附，一次使用周期长，同时能够再生。

Description

变压器用高效干燥剂及其所用助剂、制法

技术领域

本发明涉及一种变压器用高效干燥剂及其所用助剂、制法。

发明背景

在变压器使用过程中，由于其使用的循环油质在循环降温过程中会生成部分酸和水，从而降低了变压器的使用寿命或功率，不得不经常对变压器进行检修。这就给用户造成了很大的麻烦，也不便于正常生产，降低了生产效率，增加了生产成本。通用硅胶在湿度低的情况下基本上没有吸附能力，以湿度为RH10％为例，通用硅胶的吸附能力仅仅为5％左右。此外，通用干燥剂在被放入水中或油中时，会因快速吸收大量的水或油而释放出大量的热量，在类似于溶涨力的力作用下发生粉碎炸裂，使变压器无法正常工作。此外，通用硅胶也不能够再生、变压器油需经常更换。

另外，通用干燥剂在高温条件下(指变压器最高额定功率下的最大温度)，水及酸性物质很容易脱附。

因此，非常需要研制一种能够解决上述问题的通用硅胶替代品。

发明内容

本发明的一个目的就是提供这样一种干燥剂，其在高湿度条件下的油中浸泡时不会炸裂，在低湿度条件下有较高的吸附量，高温条件下不脱附，一次使用周期长，同时能够再生。

本发明的再一个目的就是提供一种生产这种干燥剂的制备方法。

本发明的另外一个目的是提供一种干燥剂用助剂。

为了实现上述目的，本发明人进行了深入细致的研究，结果发现：通过在硅胶中采用一种无毒环保价格低廉并且含无机盐和金属氧化物的复合助剂，可以有效地提高干燥剂在低湿度条件下的吸附能力和防止高温条件下脱附的能力，并且在油中不易炸裂，从而实现了本发明。由此，本发明提供了一种新型变压器用高效干燥剂组合物，它包括100重量份的球形硅胶，和10-40重量份的复合助剂，其中所述复合助剂由占助剂总重量10-40％，优选10-40％，更优选20-40％的无机盐和1-20重量％，优选5-15％，更优选5-10％的金属氧化物和余量的水组成。

本发明还提供了该高效干燥剂组合物的制备方法，包括如下步骤：

(a)将重量比为(10-40)∶(1-20)的无机盐和金属氧化物在水中混合制成复合助剂浸渍液，(b)将球形硅胶浸渍于复合助剂浸渍液中，和(c)将浸渍过的硅胶干燥、灼烧。

根据本发明的再一个方面，提供了一种变压器高燥剂用助剂，其由占助剂总重量10-40％，优选10-40％，更优选10-30％的无机盐和1-20重量％，优选5-15％，更优选5-10％的金属氧化物和余量的水组成。

对于熟悉本专业的技术人员来说，从以下的发明详述和所附权利要求书中，本发明的这些和其他一些目的和特征将变得十分清楚。

具体实施方式

本发明的干燥剂具有如下优点：

①本发明采用自行研制的无毒无害地化学助剂材料，不含有任何公害物质，能较好地吸附油中酸性物质和水份；

②本发明在油中浸泡不炸裂，不影响变压器工作，在低温下有较强吸附能力，且在较高温度下不脱吸附水份；

③本发明采用的化学助剂价格比较低廉，生产工艺简单，但其产品性能接近于高效干燥剂(军工用)水平。本发明的目的就是提供这样一种生产变压器用高效干燥剂的制备方法。

本发明中，除非特别指明，术语“纳米级”是指平均直径小于100nm(的硅胶(SiO₂.nH₂O))。术语“粗孔硅胶”是指平均孔径为8-10nm的硅胶。

球形硅胶颗粒的制备

用于本发明的球形硅胶优选为高强度、不透明的固体硅胶颗粒，其制备方法可以包括如下步骤：

(1)制备硅胶粉(优选200目以下)：将粗孔硅胶(大颗粒，粒度范围不限)加入到粉碎设备中，进行加工粉碎，粉碎后粒度分级，即得合适粒度(优选200目以下)的硅胶胶粉。根据本发明的一种替代方案，可以省略步骤(1)，直接购买合适粒度的硅胶作为硅胶胶粉。

(2)配制粘合剂：将纳米级二氧化硅用水稀释到5-6波梅度(Bé)作为粘合剂。

(3)制备球形硅胶：将步骤(2)中配制的粘合剂，优选以喷洒方式，涂敷在步骤(1)中制得并加入到造粒机如滚球造粒设备中的硅胶粉上，直至胶粉成为球形颗粒。喷洒纳米级二氧化硅用的压力容器设备没有特别限制，但优选使用能至少承受0.6MP压力的抗压容器。优选地，可以将制得的球形硅胶进行筛选分级，优选采用平均粒径为1-8mm或其某一部分如2-6mm的硅胶来进行下一步工序。

在浸渍到复合助剂浸渍液前，球形硅胶要进行烘干，不能直接使用。将球形硅胶烘干到水份小于5wt％。

复合助剂浸渍液的配制

用于本发明的复合助剂浸渍液由1-40重量％，优选10-40重量％的无机盐，和5-20重量％的金属氧化物和余量的水混合而成。其中，无机盐可以包括但不限于氯化镁、氯化钙、氢氧化钙、高氯酸盐或它们中两种或多种的混合物。如果使用氯化镁，则其在浸渍液中的浓度优选为为1-10％。如使用氯化钙，则优选重量比率为1-40％，更优选的使用10-30％的比率。如使用氢氧化钙，则优选重量比率为5-20％。金属氧化物包括但不限于氧化钙、氧化镁或它们的混合物。如使用氧化钙，则其在浸渍液中的浓度优选为1-10重量％，更优选的使用5-10％。如使用氧化镁，则优选为1-10重量％，更优选的使用5-10％。无机盐和金属氧化物可以独立地以固体或溶液形式、分别或同时加入到溶剂中混合。

干燥剂组合物的制备

然后，在适当的浸渍设备如染胶设备中，将球形硅胶浸渍于复合助剂浸渍液中。复合助剂浸渍液的用量应当能够足以浸渍硅胶，例如复合助剂浸渍液∶硅胶为2∶1(体积比)的比例加入。浸渍时间没有特别限制，优选至少浸渍3小时，更优选浸渍3-5小时。然后，将浸渍过的硅胶捞出、干燥并灼烧。优选使用的烘干温度为110-150OC，最好烘到水份低于2重量％。然后在高温炉内进行高温灼烧，优选使用的灼烧温度为200-240℃，灼烧时间为3-4小时。优选在灼烧前或灼烧后，更优选在灼烧前，可以将球形硅胶进行分级，优选采用平均粒径为1-8mm或其某一部分如2-6m的硅胶。经过上述步骤，就可以得到本发明变压器用高效干燥剂组合物，它为颗粒状，具有纳米级微孔结构。

再生

本发明的变压器用干燥剂可以方便地再生。再生方法为：将变压器用高效干燥剂取出，在高温150℃下烘足够时间例如2小时即可。

虽然不愿受任何理论的约束，但是据信，正是由于采用了上述组成和制备方法，本发明的变压器用高效干燥剂组合物才表现出如下优异功能：

1、具有优异的吸附性。具体来说，可能由于本发明所采用的化学助剂与硅胶表面的硅醇键相结合，使得硅胶能够在低吸附条件下吸附大量的水蒸气和微量的酸，从而解决了吸附容量大的硅胶在低湿度条件下吸附量低的问题；本发明生产出的产品能达到10％以上的吸附能力；而通用硅胶仅仅为5％左右。

2、硅胶经过本发明方法加工处理后，具有在高湿度条件下或在水中(或油中)不炸裂的特点，从而解决了硅胶，如常规粗孔硅胶或常规细孔硅胶，在高湿度条件下易炸裂这一现有技术缺点，相应地，本发明的干燥剂组合物也不易炸裂；

3、本发明干燥剂组合物还能够再生，再生方法简单，易行，并且一次使用循环的时间长，因此，使用本发明可大大降低变压器油的更换次数，增加变压器的使用寿命。

4、另外，本发明生产的高效干燥剂由于其表面性质的改变，使其具有了能够牢固水份或酸性物质的特性，从而在较高的温度下也不能使水份或酸性物质脱附。而通用干燥剂在高温条件下，水及酸性物质很容易脱附。

实施例

实施例1：硅胶胶粉的制备

将粗孔硅胶(粒度不限，吸附量在80重量％以上)，放入粹碎机中粉碎，进行筛分，选择200目以下的胶粉进行下一步工序。

实施例2：干燥剂的制备

开动造粒设备，将20公斤实施例1中制备的200目以下的硅胶胶粉加入球形造粒设备中，再将配制好的纳米级二氧化硅(工业级，下同)的5Bé溶液喷洒到硅胶表面，制球。将制得的球进行烘干、筛选，选取3-6mm的硅胶进行浸染试验，首先将配制好的含20重量％氯化钙和5重量％氯化镁、5重量％的氧化钙的助剂水溶液10公斤加入到染胶槽中，再加入5公斤的如上制得的球状硅胶进行浸泡，浸泡时间为3小时，然后进行烘干，烘干温度为120℃，烘至水份含量为1.5重量％，取出进行灼烧，灼烧时间为3小时，温度210℃分析数据如下：

项目指标

外观：白色颗粒，有个别异色颗粒

加热减量％ ≤1.0

磨耗率％ ≤1.2

吸附％量RH＝10％，≥10.05

RH＝20％，≥11.38

RH＝80％，≥90.80

实施例3

开动造粒设备，将10公斤实施例1中制备的200目以下的硅胶胶粉加入球形造粒设备中，再将配制好的纳米级二氧化硅2.5Bé溶液喷洒到硅胶表面，制球。将制得的球进行烘干、筛选，选取3-6mm的硅胶进行浸染试验，首先将配制好的含40重量％氯化钙和20重量％的氧化镁的助剂水溶液5公斤加入到染胶槽中，再加入2.5公斤的如上制得的球形硅胶进行浸泡，浸泡时间为3小时，然后进行烘干，烘干温度为120，烘至水份1.5重量％取出进行灼烧，灼烧时间为3小时，温度210℃分析数据如下：

项目指标

外观：白色颗粒，有个别异色颗粒

加热减量％ ≤1.1

磨耗率％ ≤0.95

吸附％量RH＝10％，≥10.25

RH＝20％，≥11.84

RH＝80％，≥96.58

实施例4

开动造粒设备，将30公斤实施例1中制备的200目以下的硅胶胶粉加入球形造粒设备中，再将配制好的纳米级二氧化硅5Bé溶液喷洒到硅胶表面，制球。将制得的球进行烘干、筛选，选取3-6mm的硅胶进行浸染试验，首先将配制好的含氢氧化钙30重量％、10重量％氧化镁的助剂水溶液15公斤加入到染胶槽中，再加入7.5公斤的如上制得的球形硅胶进行浸泡，浸泡时间为3小时，然后进行烘干，烘干温度为120，烘至水份1.5重量％取出进行灼烧，灼烧时间为3小时，温度210℃，分析数据如下：

项目指标

外观：白色颗粒，有个别异色颗粒

加热减量％ ≤1.0

磨耗率％ ≤1.3

吸附％量RH＝10％，≥10.56

RH＝20％，≥10.86

RH＝80％，≥96.58

实例例5

开动造粒设备，将40公斤实施例1制备的200目以下的硅胶胶粉加入球形造粒设备中，再将配制好的纳米级二氧化硅5Bé溶液喷洒到硅胶表面，制球。将制得的球进行烘干、筛选，选取1-5mm的硅胶进行浸染试验，首先将配制好的含6重量％氯化镁、10重量％氯化钙、1重量％氧化镁助剂溶液20公斤加入到染胶槽中，再加入10公斤的上述制得的硅胶进行浸泡，浸泡时间为3小时，然后进行烘干，烘干温度为120，烘至水份1.5重量％取出进行灼烧，灼烧时间为3小时，温度210℃。分析数据如下：

项目指标

外观白色颗粒，有个别异色颗粒

加热减量％ ≤0.96

磨耗率％ ≤0.95

吸附％量RH＝10％，≥10.25

RH＝20％，≥11.68

RH＝80％，≥89.23

实施例6

开动造粒设备，将50公斤实施例1中制备的200目以下的硅胶胶粉加入球形造粒设备中，再将配制好的纳米级二氧化硅5Bé溶液喷洒到硅胶表面，制球。将制得的球进行烘干筛选，再选取2-6mm的硅胶进行浸染试验，首先将配制好的氯化钙25％、氢氧化钙7％和7重量的氧化镁助剂溶液25公斤加入到染胶槽中，再加入12.5公斤的上述制得的球形硅胶进行浸泡，浸泡时间为3小时，然后进行烘干，烘干温度为120，烘至水份1.5重量％取出进行灼烧，灼烧时间为3小时，温度210℃。分析数据如下：

项目指标

外观白色颗粒，有个别异色颗粒

加热减量％ ≤1.5

磨耗率％ ≤1.3

吸附％量RH＝10％，≥10.39

RH＝20％，≥11.56

RH＝80％，≥97.70

Claims

1.一种变压器用干燥剂，包括：100重量份的球形硅胶，和10-40重量份的复合助剂，其中所述复合助剂由占助剂总重量10-40％的无机盐和1-20重量％的金属氧化物和余量的水组成。

2.如权利要求1的干燥剂，其中所述无机盐选自氯化镁、氯化钙、氢氧化钙、高氯酸盐它们中两种或多种的混合物。

3.如权利要求1的干燥剂，其中所述金属氧化物选自氧化钙、氧化镁、和它们中两种或多种的混合物。

4.如权利要求1的干燥剂，其中所述球形硅胶的平均粒径为1-8mm。

5.如权利要求1的干燥剂，其中所述无机盐占助剂总重量的10-30％。

6.如权利要求1的干燥剂，其中所述金属氧化物占助剂总重量的1-10％。

7.一种变压器干燥剂用复合助剂，用于制备权利要求1的干燥剂，其包括占助剂总重量10-40％的无机盐和1-20重量％的金属氧化物。

8.如权利要求5的干燥剂，其中所述无机盐选自氯化镁、氯化钙、氢氧化钙、高氯酸盐它们中两种或多种的混合物。

9.如权利要求5的干燥剂，其中所述金属氧化物选自氧化钙、氧化镁、和它们的混合物。

10.一种变压器用干燥剂的制备方法，包括如下步骤：(a)将重量比为(10-40)∶(1-20)的无机盐和金属氧化物在水中混合制成复合助剂浸渍液，其中无机盐在复合助剂中的浓度为10-40重量％，金属氧化物在复合助剂中的浓度为1-20重量％；(b)将球形硅胶浸渍于足量的复合助剂浸渍液中；和(c)将浸渍过的硅胶干燥、灼烧。