CN107281896B - 低浓度六氟化硫气体回收装置及其回收方法 - Google Patents
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Abstract
低浓度六氟化硫气体回收装置，包括混合气体进气口、第一压缩机、第二压缩机、存储罐、第一二位三通阀、第二二位三通阀、第三二位三通阀、第四二位三通阀、第一电动蝶阀、第二电动蝶阀、氮气输入口、氮气排空口、六氟化硫回收口、第一分子筛、第二分子筛和六氟化硫检测仪；第一分子筛金额第二分子筛内均设置有加热棒，第一分子筛和第二分子筛上均连接有压力表。本发明还公开了低浓度六氟化硫气体回收装置的回收方法。本发明利用分子筛可以吸附SF6气体的原理，且吸附量可以达到分子筛重量的50%，并且通过减压加热可以再生的特性，从而使尾气达标排放，减少对空气的污染，满足环保要求；本发明相比较膜分离装置，具有经济性和可实现性的优势。
Description
技术领域
本发明属于六氟化硫气体回收技术领域，具体涉及一种低浓度六氟化硫气体回收装置及其回收方法。
背景技术
随着社会的不断发展，国家越来越重视环保和温室气体减排，在这个大时代背景下，SF6气体的温室效应逐渐被环保专家所重视。国内外展开了大量的混合气体研究，期望以SF6/N2混合气体代替纯SF6气体，作为开关设备的绝缘气体。
随着SF6/N2混合气体逐渐替代SF6纯气作为开关设备绝缘气体，SF6/N2混合气体的GIS母线在我国已经投入使用。这种SF6/N2混合气体的GIS母线在解体进行检修时，混合绝缘气体中SF6的浓度约为30%，母线中的混合绝缘气体不能直接排空处理，要对其中的SF6气体进行提纯，达到环保要求的800ppm才能排空。但传统的精馏提纯方法不适用，只能用膜分离装置进行提纯。
30%浓度的SF6/N2混合气体在通过膜分离装置分离后，能把混合气体中的SF6气体和N2进行分离，分离后的SF6纯度达到90%以上，但是排放的N2气中含有SF6含量为0.61%，这个分离后的气体指标是膜分离装置设计的指标，是没有办法进行改进的。这个排放的SF6含量超过环境允许的排放指标，必须再次进行回收提纯。如果这种尾气再次用膜分离装置进行分离，达到二级三级膜分离的效果，成本太高不经济。
发明内容
为了克服现有的30%浓度的SF6/N2混合气体在通过膜分离装置分离后的N2中含有低浓度SF6（含量约为0.61%）不符合环境允许的排放指标（800ppm）的不足，本发明提供一种低浓度六氟化硫气体回收装置及其回收方法，可以将含有低浓度SF6再次进行回收，使尾气达标排放。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：低浓度六氟化硫气体回收装置，包括混合气体进气口、第一压缩机、第二压缩机、存储罐、第一二位三通阀、第二二位三通阀、第三二位三通阀、第四二位三通阀、第一电动蝶阀、第二电动蝶阀、氮气输入口、氮气排空口、六氟化硫回收口、第一分子筛、第二分子筛和六氟化硫检测仪；
混合气体进气口与第一压缩机的进气口连接，第一压缩机的出气口与第一二位三通阀的第一端口连接，第一二位三通阀的第二端口与第二分子筛的混合气进口连接，第一二位三通阀的第三端口与第二分子筛的混合气进口连接，氮气输入口与第二二位三通阀的第一端口连接，第二二位三通阀的第二端口与第二分子筛的氮气入口连接，第二二位三通阀的第三端口与第一分子筛的氮气入口连接，第一分子筛的出气口与第一电动蝶阀的进气口连接，第一电动蝶阀的出气口与第三二位三通阀的第一端口连接，第二分子筛的出气口与第二电动蝶阀的进气口连接，第二电动蝶阀的出气口与第四二位三通阀的第一端口连接，第三二位三通阀的第二端口和第四二位三通阀的第三端口均通过六氟化硫检测仪与氮气排空口连接，第三二位三通阀的第三端口和第四二位三通阀的第二端口均与第二压缩机的进气口连接，第二压缩机的出气口通过六氟化硫回收口与存储罐的进气口连接。
第一分子筛内设置有第一加热棒，第一分子筛上连接有第一压力表。
第二分子筛内设置有第二加热棒，第二分子筛上连接有第二压力表。
低浓度六氟化硫气体回收装置的回收方法，包括以下步骤，
（1）第一分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附：在第一压缩机的作用下，六氟化硫气体和氮气的混合气体由混合气体进气口进入到第一压缩机内，第一压缩机把混合气体增压，然后通过第一二位三通阀切通第一端口和第三端口进入到第一分子筛内进行六氟化硫气体的吸附，第一电动蝶阀自动调整含有微量六氟化硫气体的氮气流出量以调节第一分子筛内部的压力，使第一分子筛内部的压力维持在0.6～0.7Mpa，第三两位三通阀切通第一端口和第二端口，第一分子筛内的含有微量六氟化硫气体的氮气依次通过第一电动蝶阀、第三二位三通阀和六氟化硫检测仪后通过氮气排空口进行排空，在氮气排空口处设置的六氟化硫检测仪实时监测经第一分子筛吸附后氮气中六氟化硫气体的含量；当六氟化硫检测仪检测到六氟化硫的含量超过0.01%这个排放要求时，表明第一分子筛吸附六氟化硫气体已经饱和，需要对第一分子筛进行再生；
（2）切换工作方式，让第二分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附，同时对第一分子筛进行加热再生；
第二分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附的过程为：将第一二位三通阀切通第一端口和第二端口，在第一压缩机的作用下，六氟化硫气体和氮气的混合气体由混合气体进气口进入到第一压缩机内，第一压缩机把混合气体增压，然后通过第一二位三通阀进入到第二分子筛内进行六氟化硫气体的吸附，第二电动蝶阀自动调整氮气流出量以调节第二分子筛内部的压力，使第二分子筛内部的压力维持在0.6～0.7Mpa，第四两位三通阀切通第一端口和第三端口，第二分子筛内的氮气依次通过第二电动蝶阀、第四二位三通阀和六氟化硫检测仪后通过氮气排空口进行排空，在氮气排空口处设置的六氟化硫检测仪实时监测经第二分子筛吸附后氮气中六氟化硫气体的含量；当六氟化硫检测仪检测到六氟化硫的含量超过0.01%这个排放要求时，表明第二分子筛吸附六氟化硫气体已经饱和，需要对第二分子筛进行再生；
对第一分子筛进行加热再生的过程为：第一二位三通阀切通第一端口和第二端口后，打开第一分子筛内的第一加热棒，把第一分子筛内的温度加热到180℃；六氟化硫气体被释放出来，第三两位三通阀切通第一端口和第三端口，第一电动蝶阀全开，然后启动第二压缩机把第一分子筛释放的六氟化硫气体从第一分子筛内抽出并压缩到存储罐内，当第一压力表的示数小于0.1Mpa，即第一分子筛内部压力小于0.1Mpa时,把第二两位三通阀切通第一端口和第三端口，氮气由氮气输入口注入到第一分子筛内2～3分钟后第一分子筛再生结束，关闭氮气输入口的气源，关闭第一加热棒停止第一分子筛加热，保持第二压缩机继续工作2～5分钟后，再关闭第二压缩机和第一电动蝶阀；
（3）切换工作方式，让第一分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附，同时对第二分子筛进行加热再生；
第一分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附过程与步骤（1）的过程相同；
对第二分子筛进行加热再生的过程为：第一二位三通阀切通第一端口和第三端口后，打开第二分子筛内的第二加热棒，把第二分子筛内的温度加热到180℃；六氟化硫气体被释放出来，第四两位三通阀切通第一端口和第二端口，第二电动蝶阀全开，然后启动第二压缩机把第二分子筛释放的六氟化硫气体从第二分子筛内抽出并压缩到存储罐内，当第二压力表的示数小于0.1Mpa，即第一分子筛内部压力小于0.1Mpa时,把第二两位三通阀切通第一端口和第二端口，氮气由氮气输入口注入到第二分子筛内2～3分钟后第二分子筛再生结束，关闭氮气输入口的气源，关闭第二加热棒停止第二分子筛加热，保持第二压缩机继续工作2～5分钟后，再关闭第二压缩机和第二电动蝶阀。
（4）、循环操作步骤（2）和步骤（3），第一分子筛和第二分子筛交替循环吸附和再生，连续不断地进行低浓度六氟化硫气体的回收作业，并保证排放尾气中六氟化硫含量满足环保要求。
采用上述技术方案，本发明主要是利用了分子筛可以吸附SF6气体的原理，且吸附量可以达到分子筛重量的50%，并且通过减压加热可以再生的特性，从而使尾气达标排放，减少对空气的污染，满足环保要求；本发明相比较膜分离装置，具有经济性和可实现性的优势。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的低浓度六氟化硫气体回收装置，包括混合气体进气口1、第一压缩机2、第二压缩机3、存储罐4、第一二位三通阀5、第二二位三通阀6、第三二位三通阀7、第四二位三通阀8、第一电动蝶阀9、第二电动蝶阀10、氮气输入口11、氮气排空口12、六氟化硫回收口13、第一分子筛14、第二分子筛15和六氟化硫检测仪16；
混合气体进气口1与第一压缩机2的进气口连接，第一压缩机2的出气口与第一二位三通阀5的第一端口连接，第一二位三通阀5的第二端口与第二分子筛15的混合气进口连接，第一二位三通阀5的第三端口与第二分子筛15的混合气进口连接，氮气输入口11与第二二位三通阀6的第一端口连接，第二二位三通阀6的第二端口与第二分子筛15的氮气入口连接，第二二位三通阀6的第三端口与第一分子筛14的氮气入口连接，第一分子筛14的出气口与第一电动蝶阀9的进气口连接，第一电动蝶阀9的出气口与第三二位三通阀7的第一端口连接，第二分子筛15的出气口与第二电动蝶阀10的进气口连接，第二电动蝶阀10的出气口与第四二位三通阀8的第一端口连接，第三二位三通阀7的第二端口和第四二位三通阀8的第三端口均通过六氟化硫检测仪16与氮气排空口12连接，第三二位三通阀7的第三端口和第四二位三通阀8的第二端口均与第二压缩机3的进气口连接，第二压缩机3的出气口通过六氟化硫回收口13与存储罐4的进气口连接。
第一分子筛14内设置有第一加热棒17，第一分子筛14上连接有第一压力表18。
第二分子筛15内设置有第二加热棒19，第二分子筛15上连接有第二压力表20。
图1中四个二通三通阀周围的“1,2,3”分别对应“第一端口、第二端口和第三端口”。
低浓度六氟化硫气体回收装置的回收方法，包括以下步骤，
（1）第一分子筛14对混合气体中的六氟化硫的吸附：在第一压缩机2的作用下，六氟化硫气体和氮气的混合气体由混合气体进气口1进入到第一压缩机2内，第一压缩机2把混合气体增压，然后通过第一二位三通阀5切通第一端口和第三端口进入到第一分子筛14内进行六氟化硫气体的吸附，第一电动蝶阀9自动调整含有微量六氟化硫气体的氮气流出量以调节第一分子筛14内部的压力，使第一分子筛14内部的压力维持在0.6～0.7Mpa，第三两位三通阀切通第一端口和第二端口，第一分子筛14内的含有微量六氟化硫气体的氮气依次通过第一电动蝶阀9、第三二位三通阀7和六氟化硫检测仪16后通过氮气排空口12进行排空，在氮气排空口12处设置的六氟化硫检测仪16实时监测经第一分子筛14吸附后氮气中六氟化硫气体的含量；当六氟化硫检测仪16检测到六氟化硫的含量超过0.01%这个排放要求时，表明第一分子筛14吸附六氟化硫气体已经饱和，需要对第一分子筛14进行再生；
（2）切换工作方式，让第二分子筛15对混合气体中的六氟化硫的吸附，同时对第一分子筛14进行加热再生；
第二分子筛15对混合气体中的六氟化硫的吸附的过程为：将第一二位三通阀5切通第一端口和第二端口，在第一压缩机2的作用下，六氟化硫气体和氮气的混合气体由混合气体进气口1进入到第一压缩机2内，第一压缩机2把混合气体增压，然后通过第一二位三通阀5进入到第二分子筛15内进行六氟化硫气体的吸附，第二电动蝶阀10自动调整氮气流出量以调节第二分子筛15内部的压力，使第二分子筛15内部的压力维持在0.6～0.7Mpa，第四两位三通阀切通第一端口和第三端口，第二分子筛15内的氮气依次通过第二电动蝶阀10、第四二位三通阀8和六氟化硫检测仪16后通过氮气排空口12进行排空，在氮气排空口12处设置的六氟化硫检测仪16实时监测经第二分子筛15吸附后氮气中六氟化硫气体的含量；当六氟化硫检测仪16检测到六氟化硫的含量超过0.01%这个排放要求时，表明第二分子筛15吸附六氟化硫气体已经饱和，需要对第二分子筛15进行再生；
对第一分子筛14进行加热再生的过程为：第一二位三通阀5切通第一端口和第二端口后，打开第一分子筛14内的第一加热棒17，把第一分子筛14内的温度加热到180℃；六氟化硫气体被释放出来，第三两位三通阀切通第一端口和第三端口，第一电动蝶阀9全开，然后启动第二压缩机3把第一分子筛14释放的六氟化硫气体从第一分子筛14内抽出并压缩到存储罐4内，当第一压力表18的示数小于0.1Mpa，即第一分子筛14内部压力小于0.1Mpa时,把第二两位三通阀切通第一端口和第三端口，氮气由氮气输入口11注入到第一分子筛14内2～3分钟后第一分子筛14再生结束，关闭氮气输入口11的气源，关闭第一加热棒17停止第一分子筛14加热，保持第二压缩机3继续工作2～5分钟后，再关闭第二压缩机3和第一电动蝶阀9；
（3）切换工作方式，让第一分子筛14对混合气体中的六氟化硫的吸附，同时对第二分子筛15进行加热再生；
第一分子筛14对混合气体中的六氟化硫的吸附过程与步骤（1）的过程相同；
对第二分子筛15进行加热再生的过程为：第一二位三通阀5切通第一端口和第三端口后，打开第二分子筛15内的第二加热棒19，把第二分子筛15内的温度加热到180℃；六氟化硫气体被释放出来，第四两位三通阀切通第一端口和第二端口，第二电动蝶阀10全开，然后启动第二压缩机3把第二分子筛15释放的六氟化硫气体从第二分子筛15内抽出并压缩到存储罐4内，当第二压力表20的示数小于0.1Mpa，即第一分子筛14内部压力小于0.1Mpa时,把第二两位三通阀切通第一端口和第二端口，氮气由氮气输入口11注入到第二分子筛15内2～3分钟后第二分子筛15再生结束，关闭氮气输入口11的气源，关闭第二加热棒19停止第二分子筛15加热，保持第二压缩机3继续工作2～5分钟后，再关闭第二压缩机3和第二电动蝶阀10。
（4）、循环操作步骤（2）和步骤（3），第一分子筛14和第二分子筛15交替循环吸附和再生，连续不断地进行低浓度六氟化硫气体的回收作业，并保证排放尾气中六氟化硫含量满足环保要求。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (1)
1.低浓度六氟化硫气体回收装置的回收方法，其特征在于：所述的低浓度六氟化硫气体回收装置包括混合气体进气口、第一压缩机、第二压缩机、存储罐、第一二位三通阀、第二二位三通阀、第三二位三通阀、第四二位三通阀、第一电动蝶阀、第二电动蝶阀、氮气输入口、氮气排空口、六氟化硫回收口、第一分子筛、第二分子筛和六氟化硫检测仪；
混合气体进气口与第一压缩机的进气口连接，第一压缩机的出气口与第一二位三通阀的第一端口连接，第一二位三通阀的第二端口与第二分子筛的混合气进口连接，第一二位三通阀的第三端口与第二分子筛的混合气进口连接，氮气输入口与第二二位三通阀的第一端口连接，第二二位三通阀的第二端口与第二分子筛的氮气入口连接，第二二位三通阀的第三端口与第一分子筛的氮气入口连接，第一分子筛的出气口与第一电动蝶阀的进气口连接，第一电动蝶阀的出气口与第三二位三通阀的第一端口连接，第二分子筛的出气口与第二电动蝶阀的进气口连接，第二电动蝶阀的出气口与第四二位三通阀的第一端口连接，第三二位三通阀的第二端口和第四二位三通阀的第三端口均通过六氟化硫检测仪与氮气排空口连接，第三二位三通阀的第三端口和第四二位三通阀的第二端口均与第二压缩机的进气口连接，第二压缩机的出气口通过六氟化硫回收口与存储罐的进气口连接；
第一分子筛内设置有第一加热棒，第一分子筛上连接有第一压力表；
第二分子筛内设置有第二加热棒，第二分子筛上连接有第二压力表；
所述的回收方法包括以下步骤：
（1）第一分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附：在第一压缩机的作用下，六氟化硫气体和氮气的混合气体由混合气体进气口进入到第一压缩机内，第一压缩机把混合气体增压，然后通过第一二位三通阀切通第一端口和第三端口进入到第一分子筛内进行六氟化硫气体的吸附，第一电动蝶阀自动调整含有微量六氟化硫气体的氮气流出量以调节第一分子筛内部的压力，使第一分子筛内部的压力维持在0.6～0.7Mpa，第三两位三通阀切通第一端口和第二端口，第一分子筛内的含有微量六氟化硫气体的氮气依次通过第一电动蝶阀、第三二位三通阀和六氟化硫检测仪后通过氮气排空口进行排空，在氮气排空口处设置的六氟化硫检测仪实时监测经第一分子筛吸附后氮气中六氟化硫气体的含量；当六氟化硫检测仪检测到六氟化硫的含量超过0.01%这个排放要求时，表明第一分子筛吸附六氟化硫气体已经饱和，需要对第一分子筛进行再生；
（2）切换工作方式，让第二分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附，同时对第一分子筛进行加热再生；
第二分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附的过程为：将第一二位三通阀切通第一端口和第二端口，在第一压缩机的作用下，六氟化硫气体和氮气的混合气体由混合气体进气口进入到第一压缩机内，第一压缩机把混合气体增压，然后通过第一二位三通阀进入到第二分子筛内进行六氟化硫气体的吸附，第二电动蝶阀自动调整氮气流出量以调节第二分子筛内部的压力，使第二分子筛内部的压力维持在0.6～0.7Mpa，第四两位三通阀切通第一端口和第三端口，第二分子筛内的氮气依次通过第二电动蝶阀、第四二位三通阀和六氟化硫检测仪后通过氮气排空口进行排空，在氮气排空口处设置的六氟化硫检测仪实时监测经第二分子筛吸附后氮气中六氟化硫气体的含量；当六氟化硫检测仪检测到六氟化硫的含量超过0.01%这个排放要求时，表明第二分子筛吸附六氟化硫气体已经饱和，需要对第二分子筛进行再生；
对第一分子筛进行加热再生的过程为：第一二位三通阀切通第一端口和第二端口后，打开第一分子筛内的第一加热棒，把第一分子筛内的温度加热到180℃；六氟化硫气体被释放出来，第三两位三通阀切通第一端口和第三端口，第一电动蝶阀全开，然后启动第二压缩机把第一分子筛释放的六氟化硫气体从第一分子筛内抽出并压缩到存储罐内，当第一压力表的示数小于0.1Mpa，即第一分子筛内部压力小于0.1Mpa时,把第二两位三通阀切通第一端口和第三端口，氮气由氮气输入口注入到第一分子筛内2～3分钟后第一分子筛再生结束，关闭氮气输入口的气源，关闭第一加热棒停止第一分子筛加热，保持第二压缩机继续工作2～5分钟后，再关闭第二压缩机和第一电动蝶阀；
（3）切换工作方式，让第一分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附，同时对第二分子筛进行加热再生；
第一分子筛对混合气体中的六氟化硫的吸附过程与步骤（1）的过程相同；
对第二分子筛进行加热再生的过程为：第一二位三通阀切通第一端口和第三端口后，打开第二分子筛内的第二加热棒，把第二分子筛内的温度加热到180℃；六氟化硫气体被释放出来，第四两位三通阀切通第一端口和第二端口，第二电动蝶阀全开，然后启动第二压缩机把第二分子筛释放的六氟化硫气体从第二分子筛内抽出并压缩到存储罐内，当第二压力表的示数小于0.1Mpa，即第一分子筛内部压力小于0.1Mpa时,把第二两位三通阀切通第一端口和第二端口，氮气由氮气输入口注入到第二分子筛内2～3分钟后第二分子筛再生结束，关闭氮气输入口的气源，关闭第二加热棒停止第二分子筛加热，保持第二压缩机继续工作2～5分钟后，再关闭第二压缩机和第二电动蝶阀；
（4）、循环操作步骤（2）和步骤（3），第一分子筛和第二分子筛交替循环吸附和再生，连续不断地进行低浓度六氟化硫气体的回收作业，并保证排放尾气中六氟化硫含量满足环保要求。
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