CN215782610U - 一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，包括放电反应器，所述放电反应器一端分别与管道一和管道二连通设置，所述管道一上安装有减压阀一、电磁流量计一和电磁阀四，所述管道二上安装有减压阀二、电磁流量计二和电磁阀五。本实用新型能够实现精确的气体稀释，实时控制SF6的稀释比例，能够实现SF6降解尾气的循环利用；通过尾气吸收池，可以将分解产生的毒害气体产物吸收，最大程度上保证尾气中只含未降解的SF6以及稀释气体；可以在洗气池和缓冲气室两部分直接取气，方便检测降解效果以及气体循环状态。适用于电力。

Description

一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置

技术领域

本实用新型涉及六氟化硫降解技术领域，具体为一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置。

背景技术

SF6作为一种工业气体，被广泛应用于电力、半导体加工、金属加工业等领域中。其中电气领域对SF6的使用量占SF6每年使用总量的80％。近年来，随着中国、印度等国家电力工业的发展，SF6气体的使用量也逐渐增加，导致 SF6废气的排放量也随之增加。近五年来，SF6在全球大气中的含量增长了20％，达到了～105吨的数量级。因SF6具有极高的温室效应值，大约是同质量CO2 的23900倍，在1997年的京都议定书中被列为了六大温室气体之一。近年来，针对SF6废气的回收与排放是环境领域的一个热门问题。

近年来，许多环境废气常用的处理手段被用来降解SF6气体，包括热催化降解、光解、电解等。低温等离子体处理技术作为近年来十分热门的废气处理手段，具有方便简单、能耗低、处理彻底等优势，应用前景十分广阔，同时也有相关技术已经被报道应用在SF6废气的处理中。

目前针对六氟化硫气体处理的方法，例如2015年3月4日公布号为 CN104386652A的“六氟化硫回收处理工艺”，2018年1月16日公布号为CN 107588325A的“一种六氟化硫气体回收充气装置”等专利，主要针对六氟化硫气体进行收集、提纯和储存，其外采用热裂解和水洗等形式对SF6废气进行处理。

对于SF6的放电处理过程，主流方法是采用介质阻挡放电、微波放电等形式，在指定的反应器中形成等离子体区域，对SF6气体进行分解处理。武汉大学张晓星等人于2017年在《中国电机工程学报》上发表的“介质阻挡放电等离子体降解SF6的实验与仿真研究”中，采用了石英玻璃反应器，对SF6 废气实现了DBD放电处理，处理过程SF6需要经过稀释，稀释气体常用氮气、空气等，最终能够实现超过90％的降解效果。但是本方法中SF6气体在静态环境下降解，同时产物主要为酸性毒害气体，排放具有局限性。其他学者研究 SF6废气的电解过程也同样需要对SF6气体进行稀释处理，过高浓度的SF6气体会抑制放电过程，削弱处理效果。这样一来，需要有大量的气体消耗在稀释过程中，导致了气体浪费，该问题有待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，包括放电反应器，所述放电反应器一端分别与管道一和管道二连通设置，所述管道一上安装有减压阀一、电磁流量计一和电磁阀四，所述管道二上安装有减压阀二、电磁流量计二和电磁阀五；

所述放电反应器通过管道三与酸液洗气池连通设置，所述酸液洗气池通过管道四与微型压缩机连通设置，所述管道四上安装有止回阀和电磁阀三，所述管道四上设置缓冲气袋，所述微型压缩机通过管道五与缓冲气室连通设置，所述缓冲气室连通设置有管道六，所述管道六上安装有电磁阀六，所述缓冲气室连通设置有管道七，所述管道七上依次安装电磁阀二和真空泵。

优选的，所述管道一远离放电反应器的一端与Ar气瓶连通设置。

优选的，所述减压阀一、电磁流量计一和电磁阀四依次靠近Ar气瓶设置。

优选的，所述止回阀、电磁阀二和缓冲气袋依次靠近微型压缩机设置。

优选的，所述缓冲气室上安装有压力表。

优选的，所述管道六另一端与管道一连通设置。

优选的，所述管道六与管道一连通设置的位置位于减压阀一和电磁流量计一之间。

优选的，所述管道四连通设置管道八，所述管道八上安装有电磁阀一。

优选的，所述酸液洗气池内部放置有饱和的氢氧化钙溶液。

本实用新型提供了一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置。具备以下有益效果：

(1)能够实现精确的气体稀释，实时控制SF6的稀释比例；

(2)能够实现SF6降解尾气的循环利用；

(3)通过尾气吸收池，可以将分解产生的毒害气体产物吸收，最大程度上保证尾气中只含未降解的SF6以及稀释气体；

(4)可以在洗气池和缓冲气室两部分直接取气，方便检测降解效果以及气体循环状态。

附图说明

图1为本实用新型流程图。

图中：1减压阀一、2电磁流量计一、3电磁阀四、4减压阀二、5电磁流量计二、6电磁阀五、7放电发生器、8酸液洗气池、9止回阀、10电磁阀三、11缓冲气袋、12微型压缩机、13电磁阀一、14电磁阀二、15真空泵、16缓冲气室、17电磁阀六、18压力表。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实用新型提供一种技术方案：一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，包括放电反应器7，放电反应器7一端分别与管道一和管道二连通设置，管道一上安装有减压阀一1、电磁流量计一2和电磁阀四3，管道二上安装有减压阀二4、电磁流量计二5和电磁阀五6；

放电反应器7通过管道三与酸液洗气池8连通设置，酸液洗气池8通过管道四与微型压缩机12连通设置，管道四上安装有止回阀和电磁阀三10，管道四上设置缓冲气袋11，微型压缩机12通过管道五与缓冲气室16连通设置，缓冲气室16连通设置有管道六，管道六上安装有电磁阀六17，缓冲气室16 连通设置有管道七，管道七上依次安装电磁阀二14和真空泵15。

管道一远离放电反应器7的一端与Ar气瓶连通设置。

减压阀一1、电磁流量计一2和电磁阀四3依次靠近Ar气瓶设置。

止回阀9、电磁阀三10和缓冲气袋11依次靠近微型压缩机12设置。

缓冲气室16上安装有压力表18。

管道六另一端与管道一连通设置。

管道六与管道一连通设置的位置位于减压阀一1和电磁流量计一2之间。

管道四连通设置管道八，管道八上安装有电磁阀一13。

酸液洗气池8内部放置有饱和的氢氧化钙溶液。

一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环方法，包括以下步骤：

S1、处理前使用载气对SF6废气进行稀释，并通过电磁阀四3和电磁阀五6对其稀释比进行精确控制，并实时控制；

S2、通过碱液洗气池8对降解后的尾气进行处理，之后再将气体分为两路，一路直接排除，一路进入缓冲气室16，等待下一步处理；

S3、使用缓冲气室16实现尾气的暂存与进一步处理，通过压力表18监控缓冲气室16的气压，并使用真空泵15将暂存的载气输出至载气气路进行循环利用。

在使用时，稀释气体和SF6气体的气瓶首先分别与减压阀一1和减压阀二4相连接，通过减压阀一1和减压阀二4减压后，在指定压力下分别进入两条气路。电磁流量计一2和电磁流量计二5分别监控Ar气体和SF6气体的流速，两种气体按照合适的配比混合，实现SF6的精确稀释。电磁阀四3和电磁阀五6分别控制Ar气路和SF6气路的开断过程。

在实现SF6稀释混气后，混合气体经过电磁阀四3和电磁阀五6控制后按照指定流速进入放电反应器7中，在反应器中SF6发生相关降解过程，最终降解处理后的尾气经过气路连接进入碱液洗气池8中进行洗气处理，洗气池中为饱和氢氧化钙溶液，能够与SF6的降解气体发生反应，实现洗涤过程。最终洗涤后的尾气为Ar气体和少量未处理的SF6气体，同时可能还有少量未洗涤干净的SF6降解气体。

经过洗涤后的气体可以直接通过电磁阀一13控制实现排出或者采集，通过辅助检测设备，可以检测SF6的降解情况，并根据降解情况随时调节SF6 的输入比例。另外洗涤后的尾气通过止回阀9和电磁阀三10进入缓冲气袋11 中，同时经过微型压缩机12后进入缓冲气室16中。

缓冲气袋11一般处于充满状态，其耐压不小于2个大气压，止回阀9可以防止缓冲气袋中的气体在压力过大时反向充气到酸液洗气池8中。在微型压缩机12的作用下缓冲气袋11中的气体能够在短时间内泵入缓冲气室16中，在缓冲气室16中形成正压，提供循环气体的初始压力。

缓冲气室16的末端有两个出气口，一个出气口与电磁阀二14以及真空泵15连接，该部分可以随时对缓冲气袋11中的气体进行抽气收集，或者排空；另一个出气口与电磁阀六17连接，通过该电磁阀六17控制与气瓶连接处的电磁流量计一2连接，构成循环封闭气路。同时，缓冲气室16还配备一块压力表18，可以实时监测缓冲气室压力情况。

经此连接后，一次完整的循环降解过程可以经过以下过程实现：首先，通过Ar和SF6气瓶通过减压阀一1和减压阀二4连接后减压，两路气体减至指定压力后通过电磁流量计一2和电磁流量计二5控制，按照指定稀释比稀释，通过两侧电磁阀后进入放电反应器7中，进行降解过程。该过程持续一段时间，此时止回阀9、电磁阀三10保持打开，电磁阀一13、电磁阀二14 和电磁阀六17保持关闭，缓冲气袋11和缓冲气室16处于充气状态，监测压力表18的气压变化情况，在缓冲气室16的气压接近2个大气压(或指定气压)时，关闭减压阀一1处的Ar输入，适度减小减压阀二4处的SF6输入，同时打开电磁阀六17，使得缓冲气室16的气体能够进入电磁流量计一2所在气路，实现混气过程。该过程持续一段时间，同时伴随大量SF6气体被处理和碱液吸收，缓冲气室16气压会逐渐下降，此时需要将缓冲气袋中的气体通过微型压缩泵12泵入缓冲气室16中提高其压力，以保证循环过程。若气压降低至循环气流不足以满足SF6气体的稀释过程，则打开减压阀1，关闭电磁阀六17，重新开始充气过程。

在循环降解过程中，可以通过电磁阀一13和电磁阀二14处进行取气，并借助其他检测设备监控SF6气体的降解情况，以此随时调整SF6的输入比例。在降解结束之后，可以通过真空泵15对缓冲气室16进行抽真空洗气，防止吸附和腐蚀现象发生。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，包括放电反应器(7)，其特征在于：所述放电反应器(7)一端分别与管道一和管道二连通设置，所述管道一上安装有减压阀一(1)、电磁流量计一(2)和电磁阀四(3)，所述管道二上安装有减压阀二(4)、电磁流量计二(5)和电磁阀五(6)；所述放电反应器(7)通过管道三与酸液洗气池(8)连通设置，所述酸液洗气池(8)通过管道四与微型压缩机(12)连通设置，所述管道四上安装有止回阀(9)和电磁阀三(10)，所述管道四上设置缓冲气袋(11)，所述微型压缩机(12)通过管道五与缓冲气室(16)连通设置，所述缓冲气室(16)连通设置有管道六，所述管道六上安装有电磁阀六(17)；所述缓冲气室(16)连通设置有管道七，所述管道七上依次安装电磁阀二(14)和真空泵(15)；所述管道一远离放电反应器(7)的一端与Ar气瓶连通设置，所述酸液洗气池(8)内部放置有饱和的氢氧化钙溶液。

2.根据权利要求1所述的一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，其特征在于：所述减压阀一(1)、电磁流量计一(2)和电磁阀四(3)依次靠近Ar气瓶设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，其特征在于：所述止回阀(9)、电磁阀三(10)和缓冲气袋(11)依次靠近微型压缩机(12)设置。

4.根据权利要求1所述的一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，其特征在于：所述缓冲气室(16)上安装有压力表(18)。

5.根据权利要求1所述的一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，其特征在于：所述管道六另一端与管道一连通设置。

6.根据权利要求1所述的一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，其特征在于：所述管道六与管道一连通设置的位置位于减压阀一(1)和电磁流量计一(2)之间。

7.根据权利要求1所述的一种用于六氟化硫气体放电降解处理的气体循环装置，其特征在于：所述管道四连通设置管道八，所述管道八上安装有电磁阀一(13)。

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