CN85102711A - 剧毒低氟硫化物杂质脱除分子筛吸附剂及其制备 - Google Patents

Abstract

剧毒低氟硫化物杂质脱除分子筛吸附剂是由CaA-LiX型分子筛混合而成的。它用于SF₆电器设备中经电弧作用和火花放电后，SF₆分解和电离产生的剧毒低氟硫化物气体吸附脱除。室温下净化后SF₆气体中残余杂质SOF₂＜1ppm，SO₂＜1ppm，S₂F₁₀O＜1ppm，酸性气体(以HF计)＜1ppm，SO₂F₂＜2.3ppm，吸附杂质总量＞12％重。达到了安全标准，消除了对检修人员的毒害及对电器设备的腐蚀，延长电器设备使用寿命，净化后的SF₆气体可连续使用。

Description

本发明是用于SF₆电器设备中，SF₆被电弧作用或火花放电后产生的剧毒低氟硫化物杂质气体、酸气及水份等的吸附剂，也适应用任何具有上述气体的系统，如工业生产SF₆气体的净化等。

六氟化硫电器设备是一种具有无毒、绝缘能力强、灭弧迅速等性能优异的电器设备。但SF₆虽是化学性稳定，绝缘能力可靠的物质，然而在制造过程中遗留的杂质以及在电弧的高温作用下，通过电解和电离作用而分解的微量低氟硫化物如SOF₂，SF₄，SO₂F₂等均属剧毒气体，严重危害操作人员健康，而且当有微量水存在时，这些低氟化物逐渐分解生成HF，SO₂和H₂SO₃等强腐蚀性性质，不仅对人体有害，且严重腐蚀电器设备。目前国内外均采用电器设备中放置吸附剂以清除有害杂质气体的方法。公知使用的吸附剂有活性氧化铝及合成分子筛等。

Dolezal，M等人在Elekfrotech，Obz 1979，68（4），216-20（Czech）报导了在电力回路开关断开时，用Al₂O₃吸附SF₆分解生成的毒性低脱化物;Dubnova，G.S.在Energetik 1976（11），13-14（Russ）报导了用Poly sorb-W吸附SF₆分解的低氟硫化物;如美国专利USP3，675，392采用10A分子筛吸附低氟硫化物，但都未有详细的经吸附剂处理后SF₆中低氟硫化物残余量的数据。

本发明的目的是制备一种吸附剂。能将SF₆电器设备中，经过电弧作用和火花放电后。SF₆分解和电离产生的剧毒低氟硫化物，S₂F₁₀O，酸气和水份等杂质脱除，消除对检修人员的毒害，减小对电器设备的腐蚀，以延长电器设备的使用寿命，使昂贵的SF₂气体可以连续使用。同时这种吸附剂也可用于工业生产的SF₆气体中硫氟化物，酸气以及水份等杂质的脱除。

SF₆气体经大、小电流燃弧及高压放电后的分解气中主要组分为SOF₂，SO₂和HF。由于生产SF₆的过程不同，在原料气中有含有S₂F₁₀O。为适应在大量SF₆气体存在下，不同分子大小，不同极性杂质的选择吸附脱除，本吸附剂是以添加Li和采用孔径不同的A、X型两类分子筛，结合了化学和物理改性的作用，从而使吸附剂兼有择形吸附及对大分子如S₂F₁₀O的吸附能力。

本吸附剂的组成是Li0.6-1.2%，CaA型分子筛20-40%，X型分子筛40-60%。表面积400～500m²/g，吸水量约25%，堆比0.73g/ml，粒度φ3-5mm，强度＞4kg/cm²（点压），适用于常温、静态吸附。使用这种吸附剂可将SF₆气体中的SOF₂，SO₂，S₂F₁₀O，SO₂F₂，酸气，水份等杂质脱除至相应残余量为＜1ppm，＜1ppm＜1ppm，＜1ppm，2.3ppm，＜1ppm。（组分其余为粘土）。

吸附剂的制备方法是：

（1）NaX沸石用0.5～1.5N LiNO₃溶液，在85～95℃交换1小时，过滤，滤并经去离子水洗至NO^- ₃，在100℃～130℃干燥3小时;

（2）上述（1）项完成后所得LiX按CaA∶LiX为1∶15～2.4比例，并加入10～15%羊甘土混合，成型后经干燥，550～600℃焙烧3小时。

较佳的吸附剂制备方法如：

实例一：

36克LiNO₃溶于500毫升去离子水中，待溶解完全后，加入100克NaX型分子筛，于85-95℃条件下搅拌离子交换1小时，待溶液冷却后，过滤，用去离子水洗至滤液中无NO^- ₃为止。滤并在110℃干燥3小时。取Li交换后的分子筛（LiX）20克，和40克NaX型，25克5A型分子筛及羊甘土15克温合均匀后，成型为φ3-5的小球状吸附剂，室温干燥10小时后，550℃焙烧3小时得成品。

实例二：

用例一所得吸附剂12克，充入吸附罐含杂质SF₆气体10.5立升，此气体系采用纯SF₆配以经40千安13次燃弧和2千安54次燃弧后的含杂质SOF₂0.6%，SO₃4.2%和S₂F₁₀O70ppm。室温下静态吸88小时后，使用热导池及火焰光度双检测器串联色谱法分析残余杂质含量，结果为SOF₂＜1ppm，SO₂未检出，S₂F₁₀O2ppm

实例三：

用LiX分子筛30克，5A分子筛25克，NaX分子筛30克，粘土15克混合均匀制备成吸附剂。用12克吸附剂，充入吸附罐中例一用气样11.5立升，试验结果列于表1。表1为吸附40小时和64小时后残余杂质含量。可看出吸附40小时后，气体SOF₂，SO₂及S₂F₁₀O都已降至1ppm以下，表明吸附剂具有快速脱除杂质的性能。

实例四：

按照例三制备的吸附剂8克，充入吸附罐中含SO₂F₂0.3%的SF₆气体9.2立升，静态吸附22小时后，SF₆气体中残余SO₂F₂为2.3ppm。

实例五：

按照例三制备的吸附剂20克，充入吸附罐中酸度（以HF计）为2421ppm的SF₆气体15.1立升，静态吸附24小时后，SF₆气体中酸度降为0.68ppm。

实例六：

用LiX60克，Al₂O₃25克，粘土15克制得吸附剂20克，充入例二用气样115立升，静态吸附160小时后，SF₆气体中残余SOF₂＜1ppm，SO₂4ppm，S₃F₁₀O未检出。

实例七：

用LiX20克，CaA25克，NaX40克及粘土15克，按例二吸附试验条件及方法，吸附88小时后，SF₆气体中残余SOF₂未检出，SO₂未检出，S₂F₁₀O3ppm。

本发明提供的用于SF₆电器设备中，SF₆气体经电弧作用及火花放电后产生的剧毒低氟硫化物气体、S₂F₁₀O、酸气及水份等质的吸附剂，使用这种吸附剂免除对检修人员的毒害和对电器设备的腐蚀，延长SF₆电器设备的使用寿命，使净化后的SF₆气体可连续使用。

本发明所用的吸附剂与已知工业上应用的吸附剂相比，其优越性在于吸附SF₆弱，吸附SOF₂，SO₂，S₂F₁₀O，酸气及水份能力强。吸附速度快，特别是具有吸附S₂F₁₀O能力。

Claims (3)

1、一种用于脱除SF₆电器设备中剧毒低氟硫化物分子筛吸附剂，本发明特征是分子筛为经Li离子交换的LiX与CaA沸石按一定比例混合制成。其组分按下列重量百分比：Li0.6-1.2%；CaA分子筛25-40%，X型分子筛40-60%；其余粘土。

2、按照权项1所述吸附剂的制备方法，其特征在于：

（1）NaX沸石用0.5-1.5N LiNO₃溶液，在85-95℃交换1小时，过滤，滤并经去离水性至无NO^- ₃，100-130℃干燥3小时。

（2）上述（1）项所得LiX按CaA∶LiX为1∶1.5-2.4比例，并加入10-15%羊甘土混合，成型后经干燥。550-600℃焙烧3小时。

3、按照权项1所述的吸附剂，同样适用工业生产的SF₆气体中硫氟化物、酸气以及水份等杂质的脱除。