电气设备六氟化硫气体回收处理技术之试验研究

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【摘 要】本文介绍六氟化硫气体的物理、化学性质和其在电力系统中的用途。论述了六氟化硫气体及其分解产物对电气设备、人体健康和环境的危害性和对废弃六氟化硫气体回收处理的必要性。介绍了六氟化硫回收处理的物理、化学工艺并通过对某变电站的六氟化硫气体的回收净化实例，证明了六氟化硫气体回收处理的可行性。

【关键词】六氟化硫；回收；处理；工艺

1、引言

六氟化硫（SF6）是一种惰性气体，SF6气体分子量大，密度是6.16kg/m3，是空气的5倍多。在常温常压下无色、无味、无毒、不可燃等性质。因其优良的绝缘、灭弧性能而被用做电气设备中的绝缘、灭弧介质。随着电力工业的迅速发展和技术装备水平的提高，大量的六氟化硫断路器和全密封组合电器不断地投入建设和运行中，电力系统六氟化硫的用气量占全国气体总产量的70%以上。然而，六氟化硫电气设备在检修或者六氟化硫用至寿命终了时，如何回收处理是当前电力系统普遍存在的问题。

2、六氟化硫气体回收处理的的必要性

六氟化硫在电气设备中使用会产生许多不利因素，SF6气体长期在电弧作用下会产生分解产物这些分解产物对设备、人体健康和环境有很大的危害。

国家电网公司“2006年社会责任报告”中明确提出“减少污染物和废弃物排放，回收再利用六氟化硫气体”的节能和环保要求，所以必须对用至寿命终了的六氟化硫气体进行处理后再利用。

3、六氟化硫气体回收处理工艺

本文介绍的六氟化硫气体回收净化处理工艺采用物理分离和化学吸附原理。如下图所示：

六氟化硫回收净化工艺在SF6气体回收中采用高效吸附剂吸附油气及有机物，采用高性能分子筛吸附水分和SF6分解产物，利用物理降温技术对气体SF6进行液化，达到有效分离空气和其他杂质气体效果。

化学吸附和物理分离主要工艺流程如下：将六氟化硫电气设备中需要更换的SF6气体通过回收入口进入回收净化装置，吸附过滤及物理降温处理循环流程：SF6电气设备中用至寿命终了的SF6气体依次通过油气吸收装置、水分吸收装置、SF6分解产物吸收装置，将矿物油及有机物、水份和分解产物等杂质除去。

物理处理工艺采用冷冻固化技术抽取氧、氮等杂质。在气体增压装置的作用下，把经过再生干燥后的SF6气体通入深冷装置， 通过深冷装置的SF6气体变成气液共同体，此时气液共同体通过管道进入SF6净化罐，液态部分是SF6液体和溶解于其中的微量的N2和O2，气态部分含有的SF6气体、少量的有毒的SF6分解产物、N2以及O2。在SF6净化罐内，降低温度使液态部分进行固化，SF6液体转化为固体，N2、O2在SF6固体中的溶解度降低；然后对SF6净化罐抽真空，并把抽出的气体通入吸收池，然后再控制SF6净化罐的温度，使固化的SF6重新转化为液态，利用重力的作用，通过安装在SF6净化罐底部的管道进入抽过真空的SF6气瓶，此时的SF6已成功去除氧、氮等杂质。净化后的SF6气体通过SF6检测装置分析SF6气体的品质，检测SF6气体合格后通入SF6气体回收设备中进行储存。达到国标新气《GB/T12022-2006工业六氟化硫》标准。

4、六氟化硫气体回收处理的可行性

经过对上述“六氟化硫气体回收净化处理工艺”的试验研究并付诸实施，试验选用我公司某变电站断路器用至寿命终了的六氟化硫回收气体220kg，净化处理前六氟化硫回收气体指标见表1。

经过净化处理工艺，SF6气体通过油气吸收装置、水分吸收装置、SF6分解产物吸收装置和物理处理冷冻固化分离技术的处理，处理参数：

SF6压缩机 额定抽气量：12m3/h

真空泵 额定抽气量：12m3/h

深冷尾气分离装置制冷温度： ≦-70℃

净化处理速度： 50kg/h

SF6气体检测设备：

气相色谱仪 HP-5890Ⅱ 编号：C-128/83

六氟化硫气体分析仪 SF6 Analyzer 973 编号：07-0215

净化处理后的六氟化硫气体指标见表2。

综上所述，用至寿命终了的六氟化硫气体采用上述的六氟化硫气体回收净化处理工艺的净化处理，处理后的指标完全满足GB/T12022-2006规定的六氟化硫新气指标，从而证明了采用合适的净化处理工艺处理回收的六氟化硫气体的可行性。

5、结束语

本试验不仅避免了污染排放，而且实现了回收利用，因此净化处理后循环利用可一举多得，对六氟化硫气体的回收、净化再利用符合可持续发展的战略思想，具有很现实的应用价值。