六氟化硫氮混合气体分离回收方法

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SF 6由于其具有良好的绝缘与灭弧能力,被普遍用在电气装置内。但是,SF 6的温室效应属于CO 2的23900倍,在大气中可以稳定留存3200多年,属于《京都议定书》中严禁排出的六类温室气体的其中一种,所以在应用时要严格把控。为满足新的国际环保标准,国内外陆续采取混合绝缘气体取代纯SF 6气体,由此削减SF 6温室气体含量。
当前,国内外广泛认为,在发现替代品以前降低SF 6温室效应的有效方法时选择混合气体取代纯SF 6用作绝缘介质,以降低SF 6气体数量。混合气体一般指SF 6/N 2或是SF 6/CO 2,而SF 6/N 2具备良好的工业发展前景。如今的发展方向是混合气体内尽可能削减SF 6浓度。
由于无法把SF 6气体直接释放进空气里,所以在气体回收时要把SF 6气体由混合气体内脱离出来,回收应用,如此不仅能够降低由于排出SF 6气体而造成的温室效应,还能够减少再次充气的费用。
一、液化法
多功能冷饮机分开S F 6气体最方便的方法即液化法。一个大气压条件下,SF 6的沸点为-50℃,相较于N 2(-200℃)的沸点会高许多,所以SF 6气体极易液化,一般纯SF 6气体处于20℃环境下,气压是2MPa时将会液化。
但是,针对SF 6/N 2混合气体,特别是针对低混合比(比如体积比是10%:90%)的SF 6/N 2混合气体而言,因为SF 6气体浓度低,SF 6的分压小,由此使之在室温下液化,要求有大概20MPa 的压力。如此对压力设备的要求过高,并且不经济,所以事实上难以通过液化法分开低浓度SF 6气体。
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二、PSA法
PSA法应用过程选择人造沸石用作吸收气体的原料,其属于一种分子筛,能够促使部分气体分子无法通过,但是另外一部分气体分子能够通过。
管式直线电机
基本原理:当气压比很高时,人造沸石吸收某一气体;当气压比很低时,又把已经吸收的气体排出来。即当气压从高至低循环改变时,人造沸石能够回收应用。当前,PSA法已被商业化用作从大气内分离氧气。到一种恰当的人造沸石,就能够顺利从SF 6/N 2混合气体内脱离SF 6气体。
首先应选取恰当的人造沸石。采用Ca-A型人造沸石(其微孔直径是0.5纳米)用作主吸附原料,Na-X型人造沸石
(其微孔直径是1纳米)用作辅助吸附原料。Ca-A型人造沸石能够吸收许多氮气分子,但几乎无法吸收SF 6分子。Na-X型人造沸石刚好相反,重点吸收SF 6分子。
整个分离设备见图1。首先让混合气体通过过滤器过滤水蒸气与其他杂物,再充进主吸附设备。
音调电路
   图1 PSA法分离设备
分离设备包含两个主吸附器,其中有Ca-A型人造沸石,如此一来,一个吸收气体时,另外一个就能够排出气体,让系统能够连续运作,提升了运行效率。辅助吸附设备内布满了Na-X型人造沸石。
具体的分离流程是:
(1)把过滤后的物质充进一个主吸附设备内。此时,氮气基本上都被吸附,而大多数SF 6气体能够穿过它进入液化装置。液化装置由压缩机与冷却管构成。
(2)在液化装置内,SF 6气体产生压缩、冷却与液化情况。把液态SF 6保存到液化罐内,液化装置内剩下的气体属于SF 6/N 2混合气体,然后经过缓冲重新充进主吸附装置。
(3)主吸附设备内吸附的氮气与部分SF 6气体被充进辅助吸附设备。SF 6气体被吸收,氮气就能够直接排进空气里。
实验检测最终直接排进空气里的物质中SF 6的气体含量只有0.06%,PSA法分离设备1min可以处置气体13L,能够适应具体使用标准。
三、聚合物薄膜
这种方法的基本原理是:气体类型与聚合物薄膜的气温差异其渗透率(R)也不一样,同样条件下,渗透率大的气体会循序穿过薄膜。常见气体的热导值见表1所示。
表1 常见气体的热导值
气体类型O 2N 2SF 6He 热导值0.0240.02280.01410.0173通过分析发现,当薄膜温度一样时,SF 6的渗透率相对于其他气体低很多;并且伴随薄膜温度的上升,He、CO 2以及氮气的渗透率均增大,仅有SF 6的渗透率降低。
此外,对SF 6/N 2混合气体,选取率(α)根据式(1)运算,即:
混炼机
α=R1/R2    (1)
(其中,R1是氮气的渗透率,R2是SF 6的渗透率)明显,α越大,更便于分离。SF 6/N 2混合气体与其余混合气体的选取率α随着薄膜温度上升而改变的趋势。通过研究能够发现,SF 6/N 2混合气体气温是10℃时,α≈27,气温是100℃时,α≈100。证明把薄膜温度控制在100℃左右,就能够比较容易与高效分开SF 6气体。
能够选用分子筛薄膜、聚酰亚胺薄膜和聚碳酸酯用作分离薄膜。解剖小白鼠
聚合物薄膜法的主要装置是由薄膜分离设备、气压调节设备、气流调节设备、气流表、加热器以及控制器构成。薄膜分离设备属于其中的关键部分,包括三个口:入气口、排气口与回收口。
分离流程是:
把压缩之后的混合气体充进薄膜分离设备。薄膜分离设备内的薄膜是聚合物薄膜。因为氮气渗透率很大,迅速穿过薄膜,排进空气里。在分离器中留下了许多高含量SF 6气体。
高含量SF 6气体基于气流调节设备直接得到回收。
实际上,也有部分SF 6气体穿过了薄膜,混入氮气里,所以无法直接排出。在具体使用时,能够把两个设备串联在一起应用,即把第二个设备的入气口和第一个设备的排气口连接,第二个设备的回收口和第一个设备的入气口连接。如此一来,能够让回收获得的气体内SF 6浓度较高,而排进空气里的气体内SF 6浓度较低。
此外,能够经过调整原本混合气体
六氟化硫/氮混合气体分离回收方法
荣宏立  四川红华实业有限公司 
【摘 要】本文分析了SF 6/N 2混合气体常用的几种分离回收方式,且将之优劣进行了对比。经分析发现,把两种或两种之上的方法统一起来应用,能够取得良好的成效。
【关键词】SF 6/N 2混合气体;分离回收;液化法

本文发布于:2024-09-25 20:22:59,感谢您对本站的认可!

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