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。而且就我國近年來許多相關(guān)試驗表明，SF6氣體不會破壞臭氧層。但是它的化學穩(wěn)定性較強，會對地球產(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絕對其對地球變暖的影響力。基于此，本文針對電力設(shè)備中的SF6氣體直接排放對人體和環(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，并對凈化效果作出比較，希望可以幫助電力企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益雙贏。

【關(guān)鍵詞】SF6氣體回收;處理裝置;凈化效果

由于電力設(shè)備在實際運行過程中會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氣體在呢個價，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)，同時也對人們的日常生活產(chǎn)生了非常嚴重的影響。為此，國家出臺了相關(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，我國早期投運的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在地勢低洼處匯聚，轉(zhuǎn)化為有毒物質(zhì)，輕則對人的肺部造成損傷，重則造成人的窒息。因此，必須對SF6企業(yè)進行回收凈化處理。

1.2 SF6氣體回收凈化處理的必要性

隨著我國經(jīng)濟水平的提高以及人們對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)生活對電能資源的需求，對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。一般SF6電氣設(shè)備的使用周期在5-10年左右，進入檢修期的時候，所有不合格的SF6氣體都需要進行回收處理。在過去的時間里，電力企業(yè)對電氣設(shè)備檢修的過程中，常常會將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)對人們產(chǎn)生的不良影響以及人們環(huán)保意識的增強，國家出臺了許多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，為國家的經(jīng)濟效益和社會效益做出貢獻力量[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氣體進行吸收和純化。在采用堿洗法的時候，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，在實驗室以及現(xiàn)場都無法對氣體進行凈化試驗。

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，主要是通過冷媒對混合氣體進行冷卻，使氣體狀態(tài)發(fā)生變化在進行分離的方法。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及尾氣深冷分離容器組成。制冷主機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）進口設(shè)備

進口設(shè)備采用高壓液化法，無油回收系統(tǒng)，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡潔，操作簡單，有單獨購置的空氣分離裝置;但是壓縮機維修周期短，且到貨周期長，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）國產(chǎn)設(shè)備

國產(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儀表可實施檢測處理質(zhì)量;但是這種設(shè)備占地面積較大，不易移動，會受到溫度的影響。

3.2凈化處理效果比較

（1）進口設(shè)備效果

進口設(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凈化率波動較大。

（2）國產(chǎn)設(shè)備效果

國產(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，這也就會使系統(tǒng)的空氣去除率與SF6凈化波動率較大。而且這種方法大多僅僅依靠操作人員的經(jīng)驗進行，缺乏量化指標[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)，使用機械式的深冷處理方法，不僅操作簡單安全，而且維護也較為方便，無論是空氣的去除率與SF6凈化率都達到了國家標準。

結(jié)論

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

參考文獻：

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

[2]王箴.化工辭典[M].4版.北京：化學工業(yè)出版社，2000.

[3]李建國，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.

項目來源：國網(wǎng)浙江省電力有限公司群創(chuàng)項目5211MR190003

（作者單位：國網(wǎng)浙江省電力公司檢修分公司）