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CN108176389B - Sf6净化处理装置的吸附剂在线再生方法 - Google Patents

Sf6净化处理装置的吸附剂在线再生方法 Download PDF

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CN108176389B CN201810044592.5A CN201810044592A CN108176389B CN 108176389 B CN108176389 B CN 108176389B CN 201810044592 A CN201810044592 A CN 201810044592A CN 108176389 B CN108176389 B CN 108176389B
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祁炯
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Abstract

一种SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，包括步骤：截取氮气进气管道、SF6进气管道、第一、二、三、四、五、六、七管道；将各管道、加热单元以及吸附塔按要求对接；在对应管道上安装阀门、减压阀、过滤器和真空泵；进行正常净化处理，气体经碱液罐尾气出口排到外界；当吸附剂吸附能力下降或失去处理能力时，本发明通过对惰性氮气加热后循环通过的方式对吸附塔内的吸附剂进行均匀加热升温，然后再抽真空，实现在线降压加温再生，确保吸附塔腔体内温度均匀分布，实现加热管与吸附剂完全隔离，杜绝工人操作不慎、控温系统不能及时保护等安全风险隐患，彻底解决因装卸影响装置气密性问题，大大提高吸附剂再生周期，实现吸附剂循环再使用。

Description

SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法
技术领域
本发明涉及一种SF6净化处理装置，具体讲是一种SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法。
背景技术
随着国家控制温室气体排放力度的加大，以及电网企业对SF6(六氟化硫)气体回收处理循环再利用工作的重视，SF6净化处理装置的需求量迅速增加。该装置吸附塔在SF6净化处理过程中起到吸附杂质的作用，但其内腔中的吸附剂在长期净化处理后会出现饱和现象，致使吸附能力下降，甚至失去处理能力。
通过再生可以实现吸附剂的循环使用，降低处理成本。降压或加温均有利于吸附质的解吸或吸附剂的再生，目前常用以下两种再生方法：
①取出吸附剂，装入真空干燥箱内抽真空后加温，使其吸附的杂质析出。但此方法装卸工作量较大，容易影响净化处理装置的气密性，且再生周期长。
②将加热管直接插入吸附塔内，对吸附剂加热升温后再抽真空。此方法可以解决因装卸影响净化处理装置气密性的问题，在一定程度上可缩短再生周期。但是由于加热管与吸附剂直接接触且吸附剂本身导热性能较差，当在线再生时，其受热均匀难以保证，易烧焦吸附剂微孔。同时，净化处理装置内还设有其他压力容器及带压管路，操作时易造成加热管、吸附剂损坏，甚至SF6气体受电弧分解产生大量有毒、有害气体，存在一定的安全风险。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其不但能够保证净化处理装置的气密性，缩短吸附剂再生周期，而且可避免加热管、吸附剂损坏，确保吸附塔腔体内的温度均匀分布，并保障使用安全，实现吸附剂的循环再利用。
本发明的技术解决方案是，提供一种SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，包括如下步骤：
(1)截取氮气进气管道、SF6进气管道、第一管道、第二管道、第三管道、第四管道、第五管道、第六管道和第七管道；
(2)将氮气进气管道和SF6进气管道的出口同时与第一管道的进口连通，第一管道的出口与加热单元的进口连通，加热单元的出口与第三管道的进口连通，第三管道和第二管道的出口同时与吸附塔的进口连通，吸附塔的出口与第四管道的进口连通，第四管道的出口同时与第五、六、七管道的进口连通；
(3)在氮气进气管道上安装手动阀S1，SF6进气管道上安装手动阀S10，第一管道的前部和后部分别安装减压阀和手动阀S2，第二管道的进口位于减压阀与手动阀S2之间，并与第一管道连通，第二管道上安装手动阀S3，第三管道上安装手动阀S4，第五管道上安装手动阀S7、过滤器和手动阀S8，第六管道上安装手动阀S9和真空泵，第七管道上安装手动阀S5和二位三通阀S6，手动阀S5位于进口端；
(4)将第六管道的出口与第七管道的出口连通，并使碱液罐的进口与二位三通阀S6 的出气口连通，碱液罐的尾气出口与外界相通；
(5)进行正常净化处理
关闭手动阀S1、S2、S4、S9、S5及二位三通阀S6，将SF6净化处理装置处理单元的缓冲罐出口接入SF6进气管道的进口，并将第五管道的出口插入SF6净化处理装置的动力单元入口，调节减压阀使SF6气体压力减压至0.6MPa，在压力作用下，SF6气体依次经手动阀S10、减压阀、手动阀S3进入吸附塔内，由吸附塔变压吸附后，再依次经吸附塔的出口、手动阀S7、过滤器及手动阀S8进入动力单元，最后，由动力单元的压缩机将其抽至深冷单元进行提纯处理；
(6)当吸附塔内吸附剂的吸附能力下降或失去处理能力时，首先关闭手动阀S10、S3、 S7、S8、S9，开启手动阀S1、S2、S4、S5和S6，然后将纯度为99.999％的氮气钢瓶接入氮气进气管道，开启钢瓶阀门，调节减压阀使氮气的气体压力减压至1MPa，在压力作用下，氮气依次经手动阀S1、减压阀、手动阀S2进入加热单元，进行热交换，温度为200℃的氮气从加热单元的出口流出，经手动阀S4进入吸附塔内，紧接着从手动阀S5、二位三通阀S6进入碱液罐内进行中和处理，最终从碱液罐尾气出口排到外界；
(7)当吸附塔内腔各处的平均温度达到180℃后，关闭加热单元，使吸附塔内腔的压力降至大气压，随后再依次关闭手动阀S1、S2、S4、S5；
(8)切换二位三通阀S6，使真空泵的出口与碱液罐的进口连通，开启手动阀S9和真空泵对吸附塔进行抽真空，当压力达到50Pa时，关闭手动阀S9和真空泵，开启手动阀S5 和切换二位三通阀S6，使吸附塔的出口与碱液罐的进口连通；
(9)采用向吸附塔通入氮气的方式对其进行降温，达到常温后，方可使用。
本发明所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其中，所述加热单元有两组，一上一下平行设置，每组加热单元均包括保温容器、加热管以及若干沿轴向交错设置在保温容器内腔中的隔板，加热管伸入保温容器内腔中，并通过法兰安装在保温容器头部，两个保温容器的尾部通过法兰串联连通，各保温容器的尾部均安装有一个热电偶，上部的保温容器中间部位安装有安全阀，下部的保温容器靠近头部部位处安装有第二铂电阻，下部的保温容器底部安装有支架，加热管、热电偶和第二铂电阻均与控制器电连接。
本发明所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其中，所述吸附塔的侧壁上从上到下依次装有三个第一铂电阻，这三个第一铂电阻均与控制器电连接。
本发明所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其中，所述第六管道上装有换热风扇，该换热风扇位于手动阀S9与真空泵之间。
本发明所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其中，所述第六管道上装有充气电磁阀V1，充气电磁阀V1位于换热风扇与真空泵之间。
本发明所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其中，所述第三管道上装有流量计L1和第一压力表P1，所述第四管道上装有第二压力表P2，所述第六管道装有真空计 Z1，所述真空计Z1位于换热风扇与充气电磁阀V1之间。
采用以上结构后，与现有技术相比，本发明SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法具有以下优点：与现有技术不同，本发明在吸附剂的吸附能力下降或者失去处理能力时，能够立马转为吸附剂在线再生作业，从而省去原有对吸附剂的大量装卸工作，保证了净化处理装置的气密性，大大缩短了吸附剂的再生周期；由于加热单元中的加热管与吸附剂是相互隔开的，两者不直接接触，因此避免了加热管和吸附剂的损坏；通过氮气的流动可确保吸附塔腔体内的温度均匀分布，保障了使用安全，实现吸附剂的循环再利用。
附图说明
图1是采用本发明SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法将各管道连接在一起时的结构示意图；
图2是图1中加热单元的剖视放大结构示意图；
图3是图1中吸附塔的剖视放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法作进一步详细说明：
如图1～3所示，在本具体实施方式中，本发明SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法包括如下步骤：
(1)截取氮气进气管道10、SF6进气管道11、第一管道13、第二管道14、第三管道15、第四管道16、第五管道17、第六管道18和第七管道19；
(2)将氮气进气管道10和SF6进气管道11的出口同时与第一管道13的进口连通，第一管道13的出口与加热单元25的进口连通，加热单元25的出口与第三管道15的进口连通，第三管道15和第二管道14的出口同时与吸附塔24的进口连通，吸附塔24的出口与第四管道16的进口连通，第四管道16的出口同时与第五管道17、第六管道18、第七管道 19的进口连通；
(3)在氮气进气管道10上安装手动阀S1，SF6进气管道11上安装手动阀S10，第一管道13的前部和后部分别安装减压阀12和手动阀S2，第二管道14的进口位于减压阀12与手动阀S2之间，并与第一管道13连通，第二管道14上安装手动阀S3，第三管道15上安装手动阀S4，第五管道17上安装手动阀S7、过滤器22和手动阀S8，第六管道18上安装手动阀S9和真空泵21，第七管道19上安装手动阀S5和二位三通阀S6，手动阀S5位于进口端；
(4)将第六管道18的出口与第七管道19的出口连通，并使碱液罐20的进口与二位三通阀S6的出气口连通，碱液罐20的尾气出口与外界相通；
(5)进行正常净化处理
关闭手动阀S1、S2、S4、S9、S5及二位三通阀S6，将SF6净化处理装置处理单元的缓冲罐出口接入SF6进气管道11的进口，并将第五管道17的出口插入SF6净化处理装置的动力单元入口，调节减压阀12使SF6气体压力减压至0.6MPa，在压力作用下，SF6气体依次经手动阀S10、减压阀12、手动阀S3进入吸附塔24内，由吸附塔变压吸附后，再依次经吸附塔的出口、手动阀S7、过滤器22及手动阀S8进入动力单元，最后，由动力单元的压缩机将其抽至深冷单元进行提纯处理；
(6)当吸附塔24内吸附剂的吸附能力下降或失去处理能力时，首先关闭手动阀S10、 S3、S7、S8、S9，开启手动阀S1、S2、S4、S5和S6，然后将纯度为99.999％的氮气钢瓶接入氮气进气管道10，开启钢瓶阀门，调节减压阀12使氮气的气体压力减压至1MPa，在压力作用下，氮气依次经手动阀S1、减压阀12、手动阀S2进入加热单元25，进行热交换，温度为200℃的氮气从加热单元25的出口流出，经手动阀S4进入吸附塔24内，紧接着从手动阀S5、二位三通阀S6进入碱液罐20内进行中和处理，最终从碱液罐20尾气出口排到外界；
(7)当吸附塔24内腔各处的平均温度达到180℃后，关闭加热单元，使吸附塔内腔的压力降至大气压，随后再依次关闭手动阀S1、S2、S4、S5；
(8)切换二位三通阀S6，使真空泵21的出口与碱液罐20的进口连通，开启手动阀S9和真空泵21对吸附塔24进行抽真空，当压力达到50Pa时，关闭手动阀S9和真空泵21，开启手动阀S5和切换二位三通阀S6，使吸附塔24的出口与碱液罐20的进口连通；
(9)采用向吸附塔24通入氮气的方式对其进行降温，达到常温后，方可使用。
加热单元25用于加热呈惰性的氮气，待其达到工艺要求后，使吸附塔24内的吸附剂均匀受热升温，以释出吸附质。碱液罐20用于中和吸附塔腔体内由吸附剂解析出的杂质，实现再生过程无污染零排放。
为了更好地对氮气进行加热，将加热单元25设置为两组，这两组加热单元25一上一下平行设置。每组加热单元25均包括保温容器251、加热管253以及若干沿轴向交错设置在保温容器251内腔中的隔板252。隔板252可使氮气呈波浪形流过保温容器251的内腔，增加换热效率。加热管253伸入保温容器251内腔中，并通过法兰安装在保温容器251头部，当对保温容器251的内腔进行清理时，方便拆卸，以利于维护保养及对加热管253的更换；两个保温容器251的尾部通过法兰串联连通，各保温容器251的尾部均安装有一个热电偶26，两个热电偶26用于采集保温容器251腔体内的温度信号并进行超温报警，温度异常立即切断加热管253的电源，有效延长加热管253的使用寿命；上部的保温容器中间部位安装有安全阀28，下部的保温容器靠近头部部位处安装有第二铂电阻27，下部的保温容器251底部安装有支架254，便于支撑；加热管253、热电偶26和第二铂电阻27均与控制器电连接。第二铂电阻27用于实时采集保温容器251内的温度信号，并传递给控制器，便于自动调节加热管253的输出功率，使流出的氮气温度均匀达到设定值200℃。
第六管道18上装有换热风扇23，该换热风扇23位于手动阀S9与真空泵21之间，换热风扇23用于对高温氮气进行降温，以保护真空泵21。第六管道18上还装有充气电磁阀V1，充气电磁阀V1位于换热风扇23与真空泵21之间。充气电磁阀V1的作用是：工作时 (即得电状态)，阀内的阀杆移动，将充气口堵住(密封住)，同时使真空泵21与吸附塔24 接通，将其内腔气体抽出；不工作时(即失电状态)，阀杆在弹簧作用下恢复原位，将真空泵21与吸附塔24内腔隔开，外界大气经该充气电磁阀V1的充气口进入真空泵21内，使泵内压强平衡，防止真空泵21向吸附塔24返油。
吸附塔24的侧壁上从上到下依次装有三个第一铂电阻29，这三个第一铂电阻29均与控制器电连接。第一铂电阻29用于实时采集吸附塔24腔体内上、中、下位置的温度信号，并传递给控制器，便于判断吸附剂的均匀受热情况，当平均值达到设定值180℃后，关闭加热单元25。
第三管道15上安装有流量计L1和第一压力表P1，第四管道16上装有第二压力表P2，第六管道18装有真空计Z1，真空计Z1位于换热风扇23与充气电磁阀V1之间。
本发明通过对呈惰性的氮气加热后循环通过的方式对吸附塔内的吸附剂进行均匀加热升温，然后再对其抽真空，实现在线降压加温再生，可有效实现吸附塔腔体内温度均匀分布，实现加热管与吸附剂完全隔离，杜绝了工作人员操作不慎、控温系统不能及时保护等安全风险隐患，彻底解决因装卸影响装置气密性问题，大大提高了吸附剂再生周期，实现吸附剂的循环使用。
在本具体实施方式中，所述的换热风扇23、充气电磁阀V1、真空泵21、碱液罐20、二位三通阀S6、热电偶26、控制器、第二铂电阻27和第一铂电阻29均为市售产品。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其特征在于,包括如下步骤：
(1)截取氮气进气管道(10)、SF6进气管道(11)、第一管道(13)、第二管道(14)、第三管道(15)、第四管道(16)、第五管道(17)、第六管道(18)和第七管道(19)；
(2)将氮气进气管道(10)和SF6进气管道(11)的出口同时与第一管道(13)的进口连通，第一管道(13)的出口与加热单元(25)的进口连通，加热单元(25)的出口与第三管道(15)的进口连通，第三管道(15)和第二管道(14)的出口同时与吸附塔(24)的进口连通，吸附塔(24)的出口与第四管道(16)的进口连通，第四管道(16)的出口同时与第五、六、七管道的进口连通；
(3)在氮气进气管道(10)上安装手动阀S1，SF6进气管道(11)上安装手动阀S10，第一管道(13)的前部和后部分别安装减压阀(12)和手动阀S2，第二管道(14)的进口位于减压阀(12)与手动阀S2之间，并与第一管道(13)连通，第二管道(14)上安装手动阀S3，第三管道(15)上安装手动阀S4，第五管道(17)上安装手动阀S7、过滤器(22)和手动阀S8，第六管道(18)上安装手动阀S9和真空泵(21)，第七管道(19)上安装手动阀S5和二位三通阀S6，手动阀S5位于进口端；
(4)将第六管道(18)的出口与第七管道(19)的出口连通，并使碱液罐(20)的进口与二位三通阀S6的出气口连通，碱液罐(20)的尾气出口与外界相通；
(5)进行正常净化处理
关闭手动阀S1、S2、S4、S9、S5及二位三通阀S6，将SF6净化处理装置处理单元的缓冲罐出口接入SF6进气管道(11)的进口，并将第五管道(17)的出口插入SF6净化处理装置的动力单元入口，调节减压阀(12)使SF6气体压力减压至0.6MPa，在压力作用下，SF6气体依次经手动阀S10、减压阀(12)、手动阀S3进入吸附塔(24)内，由吸附塔变压吸附后，再依次经吸附塔的出口、手动阀S7、过滤器(22)及手动阀S8进入动力单元，最后，由动力单元的压缩机将其抽至深冷单元进行提纯处理；
(6)当吸附塔(24)内吸附剂的吸附能力下降或失去处理能力时，首先关闭手动阀S10、S3、S7、S8、S9，开启手动阀S1、S2、S4、S5和二位三通阀S6，然后将纯度为99.999％的氮气钢瓶接入氮气进气管道(10)，开启钢瓶阀门，调节减压阀(12)使氮气的气体压力减压至1MPa，在压力作用下，氮气依次经手动阀S1、减压阀(12)、手动阀S2进入加热单元(25)，进行热交换，温度为200℃的氮气从加热单元(25)的出口流出，经手动阀S4进入吸附塔(24)内，紧接着从手动阀S5、二位三通阀S6进入碱液罐(20)内进行中和处理，最终从碱液罐(20)尾气出口排到外界；
(7)当吸附塔(24)内腔各处的平均温度达到180℃后，关闭加热单元，使吸附塔内腔的压力降至大气压，随后再依次关闭手动阀S1、S2、S4、S5；
(8)切换二位三通阀S6，使真空泵(21)的出口与碱液罐(20)的进口连通，开启手动阀S9和真空泵(21)对吸附塔(24)进行抽真空，当压力达到50Pa时，关闭手动阀S9和真空泵(21)，开启手动阀S5和切换二位三通阀S6，使吸附塔(24)的出口与碱液罐(20)的进口连通；
(9)采用向吸附塔(24)通入氮气的方式对其进行降温，达到常温后，方可使用。
2.根据权利要求1所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其特征在于：所述加热单元(25)有两组，一上一下平行设置，每组加热单元(25)均包括保温容器(251)、加热管(253)以及若干沿轴向交错设置在保温容器(251)内腔中的隔板(252)，加热管(253)伸入保温容器(251)内腔中，并通过法兰安装在保温容器(251)头部，两个保温容器(251)的尾部通过法兰串联连通，各保温容器(251)的尾部均安装有一个热电偶(26)，上部的保温容器中间部位安装有安全阀(28)，下部的保温容器靠近头部部位处安装有第二铂电阻(27)，下部的保温容器(251)底部安装有支架(254)，加热管(253)、热电偶(26)和第二铂电阻(27)均与控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其特征在于：所述吸附塔(24)的侧壁上从上到下依次装有三个第一铂电阻(29)，这三个第一铂电阻(29)均与控制器电连接。
4.根据权利要求1至3任一所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其特征在于：所述第六管道(18)上装有换热风扇(23)，该换热风扇(23)位于手动阀S9与真空泵(21)之间。
5.根据权利要求4所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其特征在于：所述第六管道(18)上装有充气电磁阀V1，所述充气电磁阀V1位于换热风扇(23)与真空泵(21)之间。
6.根据权利要求5所述的SF6净化处理装置的吸附剂在线再生方法，其特征在于：所述第三管道(15)上装有流量计L1和第一压力表P1，所述第四管道(16)上装有第二压力表P2，所述第六管道(18)装有真空计Z1，所述真空计Z1位于换热风扇(23)与充气电磁阀V1之间。
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