SF6氣體回收處理裝置凈化效果比較

戴鵬飛 鄭凱 陳欣 繆信成

【摘 ?要】SF6氣體，又稱六氟化硫，它具有非常良好的絕緣性，而且無色、無味、無毒，滅弧性能也較好。而且就我國(guó)近年來許多相關(guān)試驗(yàn)表明，SF6氣體不會(huì)破壞臭氧層。但是它的化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，會(huì)對(duì)地球產(chǎn)生溫室效應(yīng);而且氣體在紅外區(qū)吸收光譜的能力以及在大氣中的濃度和壽命等都會(huì)絕對(duì)其對(duì)地球變暖的影響力?；诖耍疚尼槍?duì)電力設(shè)備中的SF6氣體直接排放對(duì)人體和環(huán)境所造成的危害闡述SF6氣體回收處理的必要性，然后分析了SF6氣體凈化處理工藝，并對(duì)凈化效果作出比較，希望可以幫助電力企業(yè)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益雙贏。

【關(guān)鍵詞】SF6氣體回收;處理裝置;凈化效果

由于電力設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中會(huì)泄漏或者排放一定量的SF6氣體，雖然這些氣體可以回收再利用，但是由于電力企業(yè)的SF6氣體排放量增加以及設(shè)備檢修過程中泄漏的SF6氣體在呢個(gè)價(jià)，導(dǎo)致地球SF6氣體濃度的逐年持續(xù)上升，這不僅增加了地球溫室效應(yīng)，同時(shí)也對(duì)人們的日常生活產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的影響。為此，國(guó)家出臺(tái)了相關(guān)法律，以更好地回收并凈化處理SF6氣體，希望可以改善社會(huì)環(huán)境。

1、SF6氣體的危害以及回收凈化處理的必要性

1.1 SF6氣體的危害

SF6氣體在常態(tài)下是一種無色、無味、無毒，且微溶于水、乙醇、乙醚的不易燃燒提起，被廣泛應(yīng)用于斷路器，變壓器，避雷器等電氣設(shè)備中。目前，我國(guó)早期投運(yùn)的SF6電氣設(shè)備已超過20余年，并且大部分電氣設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入到檢修期，所以這也就使SF6氣體在排放過程中回產(chǎn)生許多分解物以及廢舊氣體。一般廢舊的SF6氣體含有的礦物油、低氟化物等雜質(zhì)，一旦排入大氣中它們就會(huì)在地勢(shì)低洼處匯聚，轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì)，輕則對(duì)人的肺部造成損傷，重則造成人的窒息。因此，必須對(duì)SF6企業(yè)進(jìn)行回收凈化處理。

1.2 SF6氣體回收凈化處理的必要性

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高以及人們對(duì)電能資源需求的與日俱增，電力企業(yè)為了滿足人們生產(chǎn)生活對(duì)電能資源的需求，對(duì)SF6電氣設(shè)備依賴性越來越高，這也就使SF6電氣設(shè)備的應(yīng)用一直呈現(xiàn)上漲趨勢(shì)。一般SF6電氣設(shè)備的使用周期在5-10年左右，進(jìn)入檢修期的時(shí)候，所有不合格的SF6氣體都需要進(jìn)行回收處理。在過去的時(shí)間里，電力企業(yè)對(duì)電氣設(shè)備檢修的過程中，常常會(huì)將SF6氣體直接排放或者將其回收交給廠家處理或者集中堆放，這也就加劇了地球的溫室效應(yīng)。隨著地球溫室效應(yīng)對(duì)人們產(chǎn)生的不良影響以及人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，國(guó)家出臺(tái)了許多SF6氣體凈化處理的相關(guān)法律，并提倡探索新型絕緣替代物質(zhì)以減少SF6氣體的應(yīng)用，以改善地球環(huán)境，為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益做出貢獻(xiàn)力量[1]。

2、SF6氣體凈化處理工藝

由于回收的SF6氣體含有許種不同類型的雜質(zhì)，所以對(duì)其凈化也要采取不同的處理方法，其中就包括堿洗法，吸附法，深度冷凝法等。

2.1堿洗法

堿洗法中的堿溶液可以是NaOH、KOH、NaCO3、Ca（OH）2，并通過利用其中的某種溶液將SF6氣體進(jìn)行吸收和純化。在采用堿洗法的時(shí)候，首先需要將粗品的SF6氣體加熱至250攝氏度，并讓其通過250-400攝氏度裝有碳或者鞏土的銅管裂解器，最庸在使用堿水溶液洗滌，已得到純凈的SF6氣體。一般這種方法主要應(yīng)用于氣體工藝的凈化程序，在實(shí)驗(yàn)室以及現(xiàn)場(chǎng)都無法對(duì)氣體進(jìn)行凈化試驗(yàn)。

2.2吸附法

吸附法，主要利用固體吸附劑將SF6氣體中的廢氣以及有害氣體吸附處理。這種方法但安全有效，同時(shí)還可以去除SF6氣體中含有的多種雜質(zhì)，因此被廣泛應(yīng)用于SF6凈化處理。雖然這種方法的吸附效果較好，但是吸附飽和沒有明顯的跡象，無法確定更換頻率。

2.3深度冷凝法

深度冷凝法，主要是通過冷媒對(duì)混合氣體進(jìn)行冷卻，使氣體狀態(tài)發(fā)生變化在進(jìn)行分離的方法。深度冷凝法就是利用SF6氣體與空氣的固化溫度不同，通過對(duì)混合氣體的深度冷凝將SF6氣體中的空氣分離出去[2]。

2.4尾氣深冷分離

尾氣深冷分離處理單元由制冷主機(jī)及尾氣深冷分離容器組成。制冷主機(jī)為尾氣深冷分離容器 提供冷源，利用冷頭的低溫表面，迅速凝聚由空分裝置分離出來的SF6空氣的混合氣，并讓其在尾氣深冷分離容器中被低溫固化，在低溫環(huán)境下放空不凝的空氣并抽真空以除去不凝的空氣。稍加熱后將 SF6由固體變?yōu)橐后w，在低溫下進(jìn)行盡可能地低壓液態(tài)灌瓶。

3、凈化裝置以及凈化處理效果比較

基于SF6氣體的危害，國(guó)家電網(wǎng)公司越來越重視SF6氣體的回收處理工作，并在其監(jiān)督管理工作中提出了明確要求，以便于統(tǒng)一管理驗(yàn)收。因此下文主要將應(yīng)用于電力系統(tǒng)內(nèi)的幾種SF6回收設(shè)備與SFCL-I型SF6氣體處理系統(tǒng)處理效果做出了比較分析。

3.1凈化裝置

（1）進(jìn)口設(shè)備

進(jìn)口設(shè)備采用高壓液化法，無油回收系統(tǒng)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，操作簡(jiǎn)單，有單獨(dú)購(gòu)置的空氣分離裝置;但是壓縮機(jī)維修周期短，且到貨周期長(zhǎng)，過濾單元不可再生，不僅系統(tǒng)工作壓力大，而且回收率也非常低。

（2）國(guó)產(chǎn)設(shè)備

國(guó)產(chǎn)設(shè)備種類多，采用的是冷凍液化法，無油回收系統(tǒng)，回收效率高，配有再生的過濾器，可去除空氣;但是系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，不易于操作。

（3）SFCL-I型設(shè)備

SFCL-I型設(shè)備采用基地加組合的方式依據(jù)變壓吸附的原理對(duì)SF6氣體采取相變空氣分離及深冷為其分離技術(shù)，再加上在線純度和濕度的檢測(cè)儀表可實(shí)施檢測(cè)處理質(zhì)量;但是這種設(shè)備占地面積較大，不易移動(dòng)，會(huì)受到溫度的影響。

3.2凈化處理效果比較

（1）進(jìn)口設(shè)備效果

進(jìn)口設(shè)備的SF6凈化單元是過濾與液化裝置，設(shè)備沒有固化與物理去除單元，由此導(dǎo)致空氣的去除率與SF6凈化率波動(dòng)較大。

（2）國(guó)產(chǎn)設(shè)備效果

國(guó)產(chǎn)設(shè)備除去空氣的工藝不夠成熟，而且采取的是低溫冷卻液化方法，在液體隔絕后將空氣的氣體部分中SF6氣體抽出，并將回充后的氣體采取排空上層少量的SF6氣體方式去除控制，這也就會(huì)使系統(tǒng)的空氣去除率與SF6凈化波動(dòng)率較大。而且這種方法大多僅僅依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，缺乏量化指標(biāo)[3]。

（3）SFCL-I型設(shè)備

SFCL-I型設(shè)備的SF6氣體回收凈化系統(tǒng)主要采用變壓吸附原理、箱變空氣分析與深冷尾氣分離相結(jié)合的新技術(shù)，使用機(jī)械式的深冷處理方法，不僅操作簡(jiǎn)單安全，而且維護(hù)也較為方便，無論是空氣的去除率與SF6凈化率都達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)論

綜上所述，SF6氣體回收凈化處理是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，電力企業(yè)只有與時(shí)俱進(jìn)應(yīng)用最新的凈化處理技術(shù)才可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，改善人們生活的環(huán)境，為社會(huì)未來的發(fā)展以及電力企業(yè)未來的發(fā)展都作出一份貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]宅間董.SF6氣體絕緣與地球溫暖化問題[J].電氣學(xué)會(huì)雜志，1999，119（04）：232-23.

[2]王箴.化工辭典[M].4版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

[3]李建國(guó)，王蘭蘭.RF 系列六氟化硫氣體回收凈化再生系統(tǒng)的原理及應(yīng)用[J].電力設(shè)備，2008，9（05）：50-52.

項(xiàng)目來源：國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司群創(chuàng)項(xiàng)目5211MR190003

（作者單位：國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司）