JP2001129344A

JP2001129344A - Ｓｆ６ガス回収装置

Info

Publication number: JP2001129344A
Application number: JP2000010143A
Authority: JP
Inventors: Kazukiyo Takano; 和潔高野; Koichi Okuma; 光一大熊
Original assignee: Sanyo Electronic Industries Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electronic Industries Co Ltd
Priority date: 1999-08-23
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2001-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】被回収容器２６内のＳＦ６ガスを回収するに
当って、ガス分離部でＳＦ６ガスと他の混合ガスとに分
離する工程において分離しきれなかったＳＦ６ガスが多
少あっても、大気中に一切放出することがないようなＳ
Ｆ６ガス回収装置を提供する。【解決手段】ガスの分離部２１でＳＦ６ガスと他の混
合ガスとに分離する過程において、混合ガスと共に微か
なＳＦ６ガスが混在する排ガスを、排ガス入口２０を介
してガス分離部２１内の排ガスタンク６に一旦貯留した
後に排ガス出口２を介して被回収容器２６へ再び還流す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＳＦ６ガス（６フ
ッ化硫黄ガス、以下同じ）の回収に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＳＦ６ガスは高電圧電力用トランスや
電力回路の遮断器に充填し、その熱的安定性，電気的安
定性，高絶縁耐圧性を生かして装置の小型化を可能に
し、都市の変電所の小容積化でその貢献は大きい。トラ
ンスや遮断器に充填されているＳＦ６ガスはその純度１
００％のものや窒素ガスにより適度にうすめて充填され
るものがある。それ等が用いられている機器の点検保
守，修理のときはこれ等のガスを抜き出さなければなら
ないが、従来はこれ等のガスによる人体等への害は少な
いので大気中に放出していた。しかし、ＳＦ６ガスは高
価なガスであるため経費的に容易に回収再利用できる範
囲の回収装置は従来よりあり回収して再利用していた。
すなわち、抜取加圧と圧縮冷却によって液化回収する装
置はあったが、被回収容器内を高真空域まで吸引して回
収したり、他のガスが混合しているガスを分離してＳＦ
６ガスのみを回収する装置などはなかった。

【０００３】すなわち、他のガスが混入し、ＳＦ６ガ
ス濃度が下がっている場合はその分圧が低くなるため高
圧に圧縮し、そして低い温度までの冷却が必要となるた
め高額の装置価格となり、作られていなかった。そして
従来は、ＳＦ６ガスが使用中に遮断時のアークや熱によ
りわずかに分解されて生ずるＳＦ４やＳＯ２，ＳＯＦ２
などの分解ガスは使用機器の特性劣化を生ずるものがあ
るためこれを防止するための除去する装置はあったが回
収時の分離精製装置はなかった。

【０００４】近年、地球温暖化防止による炭酸ガス等
の放出が規制されるようになってきた。１９９７年世界
環境会議が京都で開催され、その結果炭酸ガスの２４０
００倍の温暖化係数を持つＳＦ６ガスもその放出が厳し
く規制されるようになった。ＳＦ６ガスを大気に漏出す
る事が無いようにするためには、「イ」充填機器のシール部より漏れて漏出するガスを
無くする。「ロ」機器据付時，保守修理時，解体廃棄時等で、ガ
ス充填や抜取に係わるときに大気中に廃棄されるガスを
無くすることが重要である。この「イ」については、機
器のシール部の改良により現在は大変少なくなってい
る。また「ロ」については、電力業界は電気共同研究会
により「電力用ＳＦ６ガス取扱い基準」を平成１０年１
２月に自主制定し、その排出を規制することとした。す
なわち、点検修理時は０．０１５ＭＰａ・ａｂｓ(回収
率９７ｖｏｌ％以上)解体撤去時は０．００５ＭＰａ・
ａｂｓ(回収率９９ｖｏｌ％以上）の真空域まで吸引回
収する自主基準を作成した。高真空域まで回収すると回
収に長時間を要する欠点を生ずる。点検時の回収率が低
いのは装置停止による停電の時間を可能な限り短くする
ための妥協値であり、撤去時は十分に時間をとって真空
引きするようになっている。すなわち高真空域まで吸引
回収し、大気中への漏出量を少なく押さえている。

【０００５】電力業界としては２００５年までに上記
基準に合う回収装置を開発し、実施することとしてい
る。不活性ガスである窒素ガスを５０ｖｏｌ％混入して
もインパルス破壊電圧はＳＦ６ガス単独時の８５％，商
用周波数破壊電圧は同９６．６％であり、性能低下が少
ないのでＳＦ６ガスをトランスや遮断器に封入する際に
窒素ガスによりうすめて使用するメーカーと高純度のＳ
Ｆ６ガスを使用するメーカーとがある。従来はこのよう
な窒素ガスが混入したガスは回収しにくいガスであった
ため，点検や廃棄時にその多くは放出廃棄していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】トランスや遮断器で
ある被回収容器よりＳＦ６ガスを大気中に漏出すること
なく回収することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は上記課
題を解決するため、臨界温度４５．６４℃，臨界圧力
３．６６ＭＰａ・Ｇ，融点−５０．８℃，昇華点−６
３．８℃のＳＦ６ガスの特徴を考慮し、さらに被回収容
器としてのトランス又は電路の遮断器は密閉容器であり
その中にＳＦ６ガスが高圧（約０．６ＭＰａ・Ｇ〜０．
３ＭＰａ・Ｇ）で充填されている。

【０００８】被回収容器(トランス，遮断器など) に
は被回収ガス(ＳＦ６ガス）が前述の高圧で充填してあ
る。そしてＳＦ６ガスは易液化ガスであるため、これを
加圧する加圧部と冷却液化する液化部を設け、被回収ガ
ス中のＳＦ６ガスの濃度が高い範囲においては、加圧ガ
ス中のＳＦ６ガス分圧も高くなるので、液化ガスの液化
温度と圧力の関係から加圧する圧力が比較的低い圧力範
囲または液化温度の比較的高い範囲で容易に液化回収で
きる。まずかかる方法により被回収容器内の内圧が加圧
ポンプにより液化可能な圧力範囲となるまで回収する。
前述のように被回収ガスはＳＦ６ガス１００％のものと
窒素ガス等によりうすめられている場合がある。この混
入ガスが存在していてもこれをＳＦ６ガスと分離するガ
ス分離部を設ける。

【０００９】ガス分離部は特定ガスを吸着する吸着剤
を用いるＰＳＡ法（ＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇＡ
ｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）により行なう。特定ガスを含む混
合ガスを該吸着剤を充填した吸着筒に圧力を加えながら
送り込むと吸着剤に特定ガスが吸着して除かれ、吸着さ
れないガスが吸着筒の他端から分離されて取り出され
る。この工程を吸着工程という。

【００１０】そして吸着剤に吸着ガスが吸着されてい
っぱいになる少し前に混合（原料）ガスの送入を止め、
その吸着筒の入口より吸着筒の圧力を減じてやると、吸
着剤に吸着した特定ガスが吸着剤より離脱して排出さ
れ、吸着剤の吸着能力が再生する。これを再生工程とい
う。

【００１１】この吸着工程と再生工程とを繰り返しな
がら、すなわち吸着筒に圧力を加えたり、減じたりしな
がらガスを分離するのでＰｒｅｓｓｕｒｅＳｗｉｎｇ
Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ(圧力変動吸着) 法という。

【００１２】そして吸着剤には対象ガスであるＳＦ６
ガスを吸着し、混合ガスを吸着しない吸着剤と、対象ガ
スであるＳＦ６ガスを吸着せず混合している他のガスを
吸着する吸着剤とがある。その使用する吸着剤により取
り出す対象ガスの方法が少し異なる。例えばＳＦ６ガ
スを対象ガスとした前者は活性炭に分子篩機能を持たせ
た分子篩炭がある。後者にはゼオライトの５Ａタイプ，
４Ａタイプ他がある。

【００１３】前者の場合はＳＦ６ガスが吸着剤に吸着
し、分離されるのであるから、減圧再生工程で吸着剤よ
り離脱する工程内でＳＦ６ガスを回収する。後者では加
圧吸着工程でＳＦ６ガスが吸着筒の他端より分離されて
出てくるので吸着工程で得られる。かかるＰＳＡ法によ
るＳＦ６ガスに混合しているガスから分離する排出ガス
側にＳＦ６ガスがわずかではあるが含まれるのでこれを
大気側に廃棄することは問題となる。この排ガス中に含
まれるＳＦ６ガスをｐｐｍオーダーに少なく押さえるこ
とは技術的にも困難である。

【００１４】このため、ＳＦ６ガスを微量ではあるが
含む分離排出ガスを大気中に放出するのではなく、再び
被回収容器に戻すようにする。なお、加圧冷却し、ＳＦ
６ガスを液化する過程においても液化タンク上部空間に
はガス中に含まれる窒素等のガスが液化しないで，濃度
が高まるのでこれを抜き出し．前記分離排出ガス同様に
被回収容器に戻すようにする。すなわち、その構成は次
のようにする。

【００１５】ガス分離部とポンプを有するＳＦ６ガス
回収装置において、被回収容器よりＳＦ６ガスを含む被
回収ガスを該ガス分離部に導入し、ＳＦ６ガスと他の混
合ガスとに分離せしめてＳＦ６ガスを回収すると共に、
該混合ガスを該ポンプにて被回収容器に戻すように構成
する。

【００１６】また、ガス分離部とポンプとガス供給部
を有するＳＦ６ガス回収装置において、被回収容器より
ＳＦ６ガスを含む被回収ガスを該ガス分離部に導入し、
ＳＦ６ガスと他の混合ガスとに分離せしめてＳＦ６ガス
を回収し、この混合ガスを該ポンプにて被回収容器に戻
すとともに、前記のガス分離部へ導入する被回収容器内
のガス圧力が前記のガス分離部の操作圧力よりも低くな
った場合には該ガス供給部内のガスを該被回収容器に導
入するように構成する。例えば、ガス分離部の操作圧力
が０．２ＭＰａ・Ｇであれば、このガス供給部からガス
を被回収容器へ導入することを開始する圧力も０．２Ｍ
Ｐａ・Ｇが基準となる。

【００１７】更に、ガス分離部と加圧部及び液化部を
有するＳＦ６ガス回収装置において、該ガス分離部でＳ
Ｆ６ガスと他の混合ガスとに分離する過程、並びに該液
化部でＳＦ６ガスを液化する過程で生ずる希釈されたＳ
Ｆ６ガスが混在する該混合ガスを被回収容器に戻すよう
に構成する。

【００１８】

【実施例】図１は、加圧部２２や液化部２３を含む本
発明の全体的な構成を示すフローシートである。図中ガ
ス分離部２１の詳細は図２Ａあるいは図２Ｂのフローシ
ートがここにあてはまる。被回収容器２６の取出口より
被回収ガスをガス分離部２１の被回収ガス入口１と接続
し、ガス分離部２１で濃縮したＳＦ６ガスを出口３より
加圧部２２に導入し、該加圧部はバッファタンク３０と
加圧ポンプ３１及び一定圧以上に過加圧しないように戻
り回路を減圧弁３２により構成している。

【００１９】加圧されたＳＦ６ガスは液化部２３に送
り、冷却液化し貯留タンク２４に貯留する。液化部２３
は冷却器３３，電磁弁３４，３６，３７，液化タンク３
５より構成し、冷却器３３で冷却し、液化タンク３５に
送り冷却する。

【００２０】液化部２３に入ってくるＳＦ６ガスが純
度１００％でない限り、液化タンク３５内で暫時、ＳＦ
６ガスが液化し、貯留タンク２４に取り出されると該液
化タンク内に不純ガス濃度が高くなり、液化温度や圧力
が高くなるのでその不純ガスを電磁弁３６を開にして取
出し、ガス分離部以前に戻してやる必要があり、ガス分
離部２１内の排ガスタンク６に排ガス入口２０より入れ
てポンプ７により、被回収容器２６に戻すよう構成して
いる。なお、ＳＦ６ガスが液化されて取り出されるに従
い被回収容器の圧力が低下するのでガス供給部２５より
電磁弁２９を開にしてガスを導入し、ガス分離部の動作
に支障のないガス圧を保つように構成する。ガス供給部
２５は例えば窒素ボンベと減圧弁で構成することが好ま
しい。

【００２１】図２（Ａ，Ｂ）にガス分離部２１のフロ
ーシートを示す。図２Ａは吸着剤に対象ガス（ＳＦ６ガ
ス)を強く吸着し、混合ガス（窒素ガス)を少ししか吸着
しない分子篩炭を用いるガス分離部のフローシートを示
す。これはトランス等の被回収容器よりのガスを被回
収ガス入口１より導入し、電磁弁８，１０を開として吸
着筒４に導入して吸着剤にＳＦ６ガスを吸着させ、一部
ＳＦ６ガスを含む窒素ガス等のＳＦ６ガスと分離した排
ガスを電磁弁１４，９を通して排ガスタンク６に貯え
る。これはポンプ７により排ガス出口２より加圧排出さ
れる。これは図１の被回収容器２６に戻される。

【００２２】被回収ガスを吸着筒４に導入して、吸着
剤がＳＦ６ガスを吸着して満杯になる前に導入を止め、
再生工程の終了した吸着筒５との間に均圧化の工程を行
う。すなわち、電磁弁８，１０,１６，１１，１４を
閉とし、吸着筒５のすべての電磁弁を閉とし、均圧用の
電磁弁１７を開とし、吸着筒４内に浮遊する窒素ガスを
吸着筒５へ一部のＳＦ６ガスとともに移動させる。その
後電磁弁１７を閉とし、吸着筒４の吸着剤に吸着したＳ
Ｆ６ガスは電磁弁１１，１８を開とし、濃縮したＳＦ６
ガスを出口３より図１の貯留タンク３０に送り出す。こ
の工程は吸着剤より吸着しているＳＦ６ガスを減圧し、
離脱させて、出口３より取り出すとともに吸着剤の能力
を再生するので再生工程という。

【００２３】吸着筒５は被回収ガスを電磁弁１２より
導入し、ＳＦ６ガスを吸着剤に吸着させて電磁弁１５，
９を開とし、窒素ガスを排ガスタンク６に送出し、ポン
プ７により排ガス出口２より図１の被回収容器２６に送
り込む。加圧吸着工程，均圧工程，再生工程を繰り返
し、ガスの分離を行なう。このようにガス分離を被回収
ガス入口１より原料ガスを取り込み、吸着剤にＳＦ６ガ
スを吸着して分離し再生工程で取出し、出口３より送出
する。一方、混合ガスである窒素ガスは排ガスタンク６
に貯められてポンプ７により、被回収容器に戻される。

【００２４】図２Ｂは吸着剤に対象ガス（ＳＦ６ガ
ス)をほとんど吸着せず、混合ガスである窒素ガスの方
を吸着するゼオライトを用いる方式の分離部のフローシ
ートを示す。被回収ガス入口１より原料ガスを導入し、
電磁弁８，１０を開とし、吸着筒４に導き、吸着剤に窒
素ガス等を吸着し、他端よりＳＦ６ガスが濃縮して電磁
弁１４，１８を通して出口３より図１のバッファタンク
３０に送り出される。吸着筒４の吸着剤が窒素ガス等の
分離排ガスで満杯になる少し前に原料ガスの導入を止
め、再生工程の終了した吸着筒５との間に均圧化の工程
を行なう。すなわち電磁弁８，１８，１１，１３を閉と
し、電磁弁１４，１５及び１０と１２を開とし、吸着筒
４内に浮遊するＳＦ６ガスを吸着筒５へ一部の窒素ガス
とともに移動させた後、電磁弁１０，１４，１３を閉と
し、電磁弁１１，９，８,１２，１５，１８を開とし、
原料ガスを吸着筒５へ導入するとともに濃縮したＳＦ６
ガスは電磁弁１５，１８を通って出口３より導出され
る。吸着筒５が吸着工程に入ることになる。吸着筒４に
吸着された分離排ガスは吸着剤に吸着した窒素ガス等が
離脱し、電磁弁１１，９を通り排ガスタンク６に貯えた
後、ポンプ７により排ガス出口２より図２の被回収容器
２６へ送り出される。このように吸着工程，均圧工程，
再生工程が繰り返されてガスが分離される。なお、前記
の図２Ａ及び図２Ｂのフローシートの説明における均圧
工程はＳＦ６ガスの加圧液化の能力の関係で省くことも
できる。

【００２５】

【発明の効果】ＳＦ６ガスと他の混合ガス（例えば窒
素ガス）とをＰＳＡ法によるガス分離部で分離する場合
に、１００％完璧に分離することは技術的に困難である
が、そのような場合であっても、本発明を実施すること
により、希釈されたＳＦ６ガスが混在する混合ガスを大
気中に放出させることなく前記の被回収容器のＳＦ６ガ
スの処理が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の全体的な構成を示すフローシートで
ある。

【図２】ガス分離部２１の詳細な説明用のフローシー
トである。図２Ａは、吸着剤に分子篩炭を用いてＳＦ６
ガスを主に吸着させる場合のフローシートであり、図２
Ｂは、吸着剤にゼオライトを用いてＳＦ６ガス以外のＮ
２ガス等を主に吸着させる場合のフローシートである。

【符号の説明】

１被回収ガス入口２排ガス出口３出口４，５吸着筒６排ガスタンク７，７′ ポンプ８〜１９電磁弁２０排ガス入口２１ガス分離部２２加圧部２３液化部２４貯留タンク２５ガス供給部２６被回収容器２７窒素ボンベ２８減圧弁３０バッファタンク３１加圧ポンプ３２減圧弁３３冷却器３４，３６，３７電磁弁３５液化タンク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス分離部とポンプを有するＳＦ６ガス
回収装置において、被回収容器よりＳＦ６ガスを含む被
回収ガスを該ガス分離部に導入し、ＳＦ６ガスと他の混
合ガスとに分離せしめてＳＦ６ガスを回収すると共に、
該混合ガスを該ポンプにて被回収容器に戻すように構成
したことを特徴とするＳＦ６ガス回収装置。
【請求項２】ガス分離部とポンプとガス供給部を有す
るＳＦ６ガス回収装置において、被回収容器よりＳＦ６
ガスを含む被回収ガスを該ガス分離部に導入し、ＳＦ６
ガスと他の混合ガスとに分離せしめてＳＦ６ガスを回収
し、更に該混合ガスを該ポンプにて被回収容器に戻すと
ともに、前記のガス分離部へ導入する被回収ガスの圧力
が前記のガス分離部の操作圧力よりも低くなった場合に
は該ガス供給部内のガスを該被回収容器に導入するよう
に構成したことを特徴とするＳＦ６ガス回収装置。
【請求項３】ガス分離部と加圧部及び液化部を有する
ＳＦ６ガス回収装置において、該ガス分離部でＳＦ６ガ
スと他の混合ガスとに分離する過程、並びに該液化部で
ＳＦ６ガスを液化する過程で生ずる希釈されたＳＦ６ガ
スが混在する該混合ガスを被回収容器に戻すように構成
したことを特徴とするＳＦ６ガス回収装置。