[发明专利]一种六氟化硫和四氟化碳的分离系统及分离方法

说明书

技术领域

本发明属于混合绝缘气体净化领域，具体涉及一种六氟化硫和四氟化碳的分离系统及分离方法。

背景技术

目前，由于SF₆气体具有优良的绝缘和灭弧性能，被广泛使用于断路器中，但是，在寒冷的环境温度下，一定压力下的SF₆气体将会液化，使SF₆气体的压力或密度降低，其绝缘和灭弧性能就会相应降低。经过研究发现，在SF₆气体中混入一定比例的其他惰性气体，可有效解决该问题，其中，使用较多的是SF₆和CF₄的混合气体作为绝缘气体。该绝缘气体已经广泛使用在SF₆气体断路器、GIS、充电电缆、充气输电管道等高压电器设备中。

SF₆气体经过长期带电运行或在放电作用下会发生分解，在空气和水分的作用下会生成腐蚀性的SO₂、SOF₂、HF、SOF₄和SO₂F₂等化合物，开关绝缘容易受潮，绝缘性下降，存在着安全隐患。一般认为，SF₆和CF₄的混合气体断路器在正常运行情况下，有害气体的分解量不应大于10^-4量级。而且断路器在运行过程中，金属之间的磨损导致金属构件脱落以及在化学反应过程中分解得到粉尘颗粒等，都会造成SF₆和CF₄的混合气体中含有一定的固体杂质，这些固体杂质对SF₆和CF₄的混合气体的击穿电压等有很大的影响。所以，使用到一定程度的SF₆和CF₄的混合气体已不能满足要求。而SF₆和CF₄都是被禁止排放的气体，如果排放大气，会对环境造成严重的危害。所以，需要对SF₆和CF₄的混合气体进行净化分离、循环再利用。但是目前国内外还没有对该混合绝缘气体成熟的净化分离技术，难以实现混合绝缘气体的循环再利用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种六氟化硫和四氟化碳的分离系统及分离方法。

为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：

一种六氟化硫和四氟化碳的分离系统，包括倒转单元、缓冲单元、处理单元和深冷分离单元，其中，倒转单元为倒转装置，用于夹住钢瓶，并旋转将其倒置，使钢瓶中的液体混合物顺利流出；

缓冲单元包括蒸发器和第一缓冲罐，蒸发器的进口与钢瓶的出口连接，蒸发器的出口与第一缓冲罐的进口连接；

处理单元中包括吸附塔，吸附塔的进口与第一缓冲罐的出口连接，用于对混合物中的杂质进行吸附去除；

深冷分离单元包括换热器和低温精馏塔，吸附塔的出口与换热器的热介质入口连接，换热器的热介质出口与低温精馏塔的入口连接。

换热器是用于对吸附处理后的混合气进行冷却，便于后续的低温精馏过程。

钢瓶中的SF₆是以液态形式存在的，所以要先将该气体进行热交换变成气态，避免在缓冲单元的管路里发生气化吸收热量，导致管路堵塞，因此希望尽量将待处理钢瓶中的SF₆以液态形式出来，再气化后进入处理单元。

在试验中发现，液化后的SF₆和CF₄的混合物在从倒转单元流入缓冲单元的过程中，经常会发生管路冷冻的问题，经过研究发现，这是由于缓冲罐是由厚钢板制成的，传热效果不明显。因此，利用蒸发器对液化后的SF₆和CF₄的混合物进行加热，将液体转化成气体，一方面可以解决因管路冷冻导致液体无法流动的问题，另一方面，将液体转化成气体后，便于实现后续的吸附处理初步净化的过程。

优选的，所述倒转装置包括底架、立柱、第一夹爪和第二夹爪，底架的底部设置有轮子组件，底架的上端设置所述立柱，立柱上设置有提升结构，第一夹爪和第二夹爪通过连接件安装在所述提升结构上，所述连接件可旋转，使第一夹爪和第二夹爪的连线相对于水平方向的夹角发生变化。

倒转装置通过第一夹爪和第二夹爪将用于盛放液化气的钢瓶夹住，通过旋转连接件带动第一夹爪和第二夹爪旋转，进而带动钢瓶发生旋转，将钢瓶内的液体倒出。