一种六氟化硫气体净化装置

本实用新型涉及一种气体净化装置，具体涉及一种用于净化从电力设备中抽取出来的废旧的六氟化硫气体的装置，净化处理后的气体可以重新回充至电力设备中继续使用。 

六氟化硫气体具有优良的绝缘性及灭弧性能，作为高压开关的绝缘介质被广泛的应用于电力系统中，从本世纪80年代六氟化硫气体被用于电网绝缘开关以来，电网六氟化硫电气开关的使用量及气体保有量都在大幅度攀升，空气在六氟化硫中的含量过高，会导致开关运行时副反应的发生，并产生一些有毒有害的气体杂质，一方面会影响开关整体性能，另一方面设备的操作维护人员生命安全也存在一定程度的威胁，因此国家和电力行业分别出台了相关的技术标准如GB/T 12022‑2006《工业六氟化硫》、GB/T 8905‑1996《六氟化硫电气设备中气体管理和检测导则》、DL/T 941‑2005《运行变压器中六氟化硫质量标准》，对新气及电气设备中的运行气的质量进行严格控制。电力设备中六氟化硫气体质量控制指标主要有以下八项，六氟化硫的质量百分含量、空气的质量百分含量、CF4的质量百分含量、微水的含量、矿物油的含量、可水解氟化物的含量、气体酸度、生物毒性，其中水分的含量及空气含量是影响副反应产生的主要因素，六氟化硫分解产物一方面对物理设备有一定的破坏，甚至可能影响设备的绝缘性能，另一方面也是副反应的有效催化剂，因此，对于运行的六氟化硫高压气体中水分及分解产物、粉尘的有效清洁是保证电气设备正常运行的前提。 

为了减少气体处理过程中有毒有害固体废弃物的产生、已经提出使用吸附剂，并且运用物理再生原理进行气体处理，例如在2007年6月25日公告的实用新型专利ZL200720040197.9中提出一种高压电网灭弧气体六氟化硫的处理装置，采用主辅设计的吸附塔来对六氟化硫气体进行处理。但是，该装置结构过于繁杂，主要用于固定生产场合，处理过程较短，处理效果较差，运行维护不方便，而且该套装置采用变压吸附原理，由于真空泵、碱液箱和工艺管路系统的连接在一起，人为操作不当，很可能 造成真空泵油回流进入处理管路，从而造成管路污染。 

本实用新型提供一种小巧灵活、使用方便、快速处理、填充材料可再生的六氟化硫气体的净化装置。 

本实用新型的六氟化硫气体净化装置，包括固定于底盘带万向轮的金属框架内的活性炭吸附罐、干燥罐、分子筛吸附罐，三个尺寸，大小相同的压力容器及同材质的金属连接构件，所述的容器一端为固定焊接的碟形封头，另一端为带法兰盘可拆卸的碟形封头。干燥罐与活性炭吸附罐相邻并且位于其正上方，分子筛吸附罐与干燥罐相邻并且位于其正上方，活性炭吸附罐、干燥罐可拆卸端和分子筛吸附罐固定焊接的碟形封头端位于同侧。 

所述的活性炭吸附罐、干燥罐、分子筛吸附罐三个容器之间通过固定焊接于罐体的金属管和固定焊接于金属管末端法兰片进行连接，并且保证上下罐体密封连通。容器内置限位片与限位环，限位片位于容器可拆卸端，限位环位于固定焊接的碟形封头端。限位片位于可拆卸端法兰盘内侧，限位环位于容器之间的连接管路内侧。 

所述的限位片为固定焊接于罐体内部的4片金属板，处于同一平面，相邻的限位片互成90度角。所述的限位环为圆环形金属板，圆环外围固定焊接于容器内壁，限位环与限位片之间、限位片与碟形封头之间分别为可移动的金属筛板，筛板为圆形板状结构，其直径与容器内径相同，筛板上分布有筛孔。容器两端筛板和碟形封头之间有空腔为气体缓冲气室。 

所述容器上下罐体之间有S形气流通道的连接部件，上位罐体底部和下位罐体顶部同侧位于碟形封头和卡位环(片)之间对应位置有切孔，切面水平，切孔孔径相同且略大于金属管外径，切孔圆心连线垂直相交于上下两容器的轴心线，金属管一端固定焊接于圆切孔，另一端固定焊接法兰片，通过法兰片将上下位罐体连接并保持密封连通。干燥罐与分子筛吸附罐之间的连接位于容器固定端，干燥罐与分子筛吸附罐的连接位于干燥罐的可拆卸端和分子筛吸附罐的固定端。 

所述的干燥罐和分子筛吸附罐罐体内部，位于两筛板之间有圆柱形加热电阻套环，套环轴心线与罐体轴心线重叠，套环一端固定焊接于筛板，另一端为自由端，自由端位于可拆卸带法兰盘碟形封头侧，自由端顶部有两片凸形结构，凸形结构对称分布于圆环切面两侧，互成180度角，位于筛板外侧，凸形结构靠近筛板及加热电阻圆形密 封板部位两侧有卡位凹槽。所述的自由端筛板为圆环结构，其内径与加热电阻套环外径相同，内环有两个凸形卡位片，凸形卡位片与筛板处于同一平面互成180度角。 

所述的加热电阻套环密封圆板外侧有外围圆切面上有两个凸形卡位片，凸形卡位片与加热电阻密封圆板位处于同一平面互成180度角。所述的U形加热电阻位于套环中央，平行于套环轴心线，无接触，加热电阻通过接线端子固定于套环密封圆板，密封圆板中央两个圆形切孔为加热电阻接线端子通道，通道两侧为绝缘片。 

所述的筛板为圆形平板，筛板上分布有筛孔，筛孔分布于限位片(环)与罐体内部加热电阻柱形套环之间。罐体内壁、套环外壁、筛板之间的独立空间内为填充材料，加热电阻柱形套环将加热电阻与填充材料进行隔离。干燥罐内的填充材料为化学干燥剂，所述的分子筛吸附罐内的填充材料为分子筛吸附剂。 

所述的活性炭吸附罐两筛板之间有金属连杆，金属连接杆一端固定焊接于限位环处筛板中央，另一端为自由端，自由端带螺纹，限位片外侧为可移动的筛板，筛板中心有圆孔，筛孔分布于限位片(环)与筛板中心圆孔之间，罐体内壁与筛板之间的填充材料为活性炭吸附剂。 

所述的干燥罐可拆卸端底部、分子筛吸附罐可拆卸端顶部，位于两侧缓冲气室内，法兰盘和筛板之间为加热电阻接线出口，出口位于接线盒中央，接线盒为金属方框，金属方框四壁金属板固定焊接于罐体外壁，金属框内填充有绝缘密封材质，金属导线穿过绝缘密封材质，与绝缘密封材料内部的接线盒触点连接。 

所述的活性炭吸附罐、分子筛吸附罐带法兰盘的碟形封头顶部，有圆形切口，切口处固定焊接同材质金属管，金属管轴心线与罐体轴心线重叠，金属管的外开口端与三片式球阀连接，球阀外开口端连接带内接接头的金属管，金属管内接接头外开。 

所述的金属框架包括长方形水平金属框架；两个垂直于水平面，位于方形水平金属框架长边两侧以内，固定焊接在平行于水平金属框架短边的竖置梯式长方形金属框架，梯式金属框架短边小于水平长方形水平金属框架的短边；固定焊接于水平金属框架内平行于短边的方钢与长边交叉处固定焊接方形金属板，板面安装转动轴承及万向轮。梯式金属框架长边与水平垂直，框架内有两根平行于短边的等间距方钢，竖置梯式长方形方钢短边略大于容器直径，等间距方钢上固定焊接有带圆切面凹槽金属结构，凹槽朝正上方，凹槽两端焊接于竖置梯式金属框架的长边两侧，凹槽半径等于容器半径。 

本实用新型的有益效果是：采用过滤、化学干燥、吸附的原理，气体净化过程先 后经历油气与固体粉尘吸附净化，气体干燥，低氟化合物的吸附。采用变温吸附原理，通过启动容器内部加热电阻改变填充材料温度，利用介质气体将有毒有害气体进行从填充材料中进行分离和处理，对容器内填料再生，减少固体废弃物的排放。 

图1本实用新型主视图 

图2本实用新型左视图 

图3本实用新型俯视图 

图4本实用新型仰视图 

图5本实用新型电路原理图 

图6本实用新型分子筛吸附罐剖视图 

图7本实用新型干燥罐剖视图 

图8本实用新型活性炭吸附罐剖视图 

图9本实用新型限位片截面图 

图10本实用新型限位环截面图 

图11本实用新型分子筛吸附罐、干燥罐筛板、加热电阻、及加热电阻套环结构图 

图12本实用新型活性炭吸附罐筛板、连接杆结构图 

图13本实用新型分子筛吸附罐、干燥罐加热电阻套环凸形结构、密封板和同侧筛板结构图。 

图中1.活性炭吸附罐，2.干燥罐，3.分析筛吸附罐，4.三片式球阀，5、14、18.可拆卸碟形封头，6.法兰盘，7.活性炭吸附罐罐体，12、8、16.固定端碟形封头，9、11、15、40、41.金属管，10、12.法兰片，13.干燥罐罐体，17.分子筛吸附罐罐体，19.出口球阀，20、21.接线盒，22.限位方钢，23.竖置方钢，24.罐体支撑方钢，25.金属凹槽结构，26.装置底座，27.方形金属板，28.万向轮转动轴承，29.右后轮，30.右前轮，31.左后轮，32.左前轮，33.接线盒触点，34.加强方钢，35.方钢，36.电源，37.控制开关，38、39.加热电阻，42、49、52、63、65、67.气体缓冲气室，43、47、54、61.筛板，44、55、70.限位片，45.活性炭填料，46.连接杆，48、62、71.限位环，50、51、64.圆形切孔，53、68.加热电阻接线出口，56.加热电阻接线端子，57.绝缘片，58.加热电阻，59.加热 电阻套环、60.干燥剂填料，66.分子筛吸附剂，69.吸附罐罐体内壁，72、75.筛孔，73.套环焊接点，74.加强圈及螺母组件，76.中心焊接点，77.切孔，78.自由端筛板凸形卡位片，79.套环密封板，80.凸形自由端定位端子，81.加热电阻定位金属片卡位凹槽，82.筛板卡位凹槽。 

下面结合附图对本实用新型作详细描述。 

如图1‑13所示，本实用新型的六氟化硫净化装置，包括1、2、3三个钢制压力容器，其中1为活性炭吸附罐、2为干燥罐、3为分子筛吸附罐，干燥罐2位于活性炭吸附罐1正上方，分子筛吸附罐3位于干燥罐2正上方。 

所述的活性炭吸附罐1入口处依次为固定焊接于可拆卸碟形封头5顶部的金属管41，短管外侧连接三片式球阀4，球阀外侧连接带外接接头的金属管40，接头外开，为了便于外接管路的连入，带法兰盘6的碟形封头5和活性炭吸附罐罐体7实现可拆卸连接，为了便于填料的安装，固定端碟形封头8固定焊接于活性炭吸附罐罐体7的另一侧，活性炭吸附罐罐体内部固定焊接限位环48及限位片44，限位环和限位片右侧分别为筛板43、47，筛板之间通过连接杆46进行连接，连接杆46一端固定焊接于筛板47中心，位置为中心焊接点76，另一端有螺纹，通过加强圈及螺母组件74实现连接，活性炭吸附罐中的两筛板之间填装活性炭填料45，筛板直径与活性炭吸附罐内径相同，筛板上分布有筛孔75，为了便于气流进出活性炭填料，所述的活性炭吸附罐两端有气体缓冲气室42、49，活性炭吸附罐罐体7顶部，限位环48及固定端碟形封头8之间有圆形切孔，切孔处固定焊接金属管9，金属管9末端固定焊接法兰片10。 

所述的干燥罐2由固定焊接的固定端碟形封头12、干燥罐罐体13和带法兰盘的可拆卸碟形封头14组成，罐体内部有固定焊接于罐体内壁的限位环62、限位片55，限位环和限位片右侧紧贴筛板61、54，筛板间有加热电阻套环59，筛板上有筛孔72，筛孔位于加热电阻套环与限位片(环)之间的圆环形区域，套环轴心线与罐体轴心线重叠，加热电阻套环一端固定焊接于筛板61中央，位置为套环焊接点73，焊接面为圆形；另一端为自由端，自由端有两个互成180度角，形状大小相同，处于同一圆环面上的凸形自由端定位端子80。位于干燥罐罐体13内部，筛板54、61之间，加热电阻套环59外侧，填充有干燥剂填料60，所述的筛板54为圆环形结构，内环有两个互成180度角的自由端筛板凸形卡位片78，且与筛板54处于同一平面，套环内有加热电阻58，加热电阻一端为悬空端，另一端固定于套环密封板79，套环密封板79两侧 有两个凸形卡位片，它们与套环密封板79处于同一平面，卡位片互成180度角，套环密封板中央有两个切孔77，加热电阻接线端子56通过切孔77，接线端子高出密封板外侧平面，接线端子两端有绝缘片57，凸形自由端定位端子80位于筛板54与自由端筛板凸形卡位片78的外侧，与罐体轴心线平行，凸形自由端定位端子80靠近筛板处两侧分别有卡位凹槽，凹槽为旋转卡位结构，该凹槽包括两种，分别是加热电阻定位金属片卡位凹槽81与筛板卡位凹槽82。所述的干燥罐两端分别有气体缓冲气室52、63，罐体底部位于限位环62与固定端碟形封头12之间有圆切孔，切孔外固定焊接带法兰片12的金属管11，金属管9与金属管11尺寸完全相同，并且焊接管路的轴心线重叠，金属管9与金属管11通过法兰片10实现密封连接，罐体顶部位于限位片55与可拆卸碟形封头14之间有圆形切孔51，切孔处固定焊接带法兰片的金属管15，罐体底部有加热电阻接线出口53，出口处位于干燥罐罐体13外壁，出口上设有接线盒20，接线盒为金属方框，固定焊接于干燥罐罐体13外壁，接线盒内有绝缘密封材质。 

所述的分子筛吸附罐3由固定焊接的固定端碟形封头16，分子筛吸附罐罐体17和带法兰盘的可拆卸碟形封头18组成，罐体出口处依次连接固定焊接于罐体顶部的金属管，出口球阀19，带外接接头的金属管，接头外开，罐体两端有气体缓冲气室65、67，罐体内部构造和干燥罐的构造完全相同，罐体内部，筛板之间，加热电阻套环外围填充物质为分子筛吸附剂66，罐体底部位于固定端碟形封头16与限位环71之间有圆形切孔64，分子筛吸附罐罐体17顶部在位于可拆卸碟形封头18与限位片70之间有加热电阻出线口68，出线口外壁有接线盒21，接线盒为金属方框，金属方框四侧固定焊接于分子筛吸附罐罐体17外壁，接线盒内有绝缘密封材料，金属导线穿过绝缘密封材料与部分分布于绝缘材料内部的接线盒触点33连接。 

所述的限位片70有4片，固定焊接于罐体壁69中，4片限位片70位于同一平面且互成90度角，所述的限位环71为固定焊接于罐体壁69的圆环形结构。 

参照图5，本实用新型中的加热电阻工作原理，可等价为：加热电阻38、39并联后接入主电路，主电路上设有由控制开关37所控制的电源36，电源36采用交流电源(220VAC)。 

本实用新型中的三个罐体是置于金属框架上，所述金属框架包括一个长方形的、水平放置的框架状的装置底座26，在装置底座26内，靠近短边的位置，固定焊接有两根与短边平行的方钢35，这两条方钢35之间，具有加强方钢34，方钢35与装置底座26的四个交叉联接点上，各设有一个方形金属板27以及万向轮转动轴承28，于每 个万向轮转动轴承28中，对应安装有左前轮32、左后轮31、右前轮30、右后轮29。在装置底座26的上方靠短边的两边，各竖立有一梯式金属架，所述梯式金属架由两条竖置方钢23以及横在竖置方钢23之间、与装置底座26的短边平行的限位方钢22及罐体支撑方钢24组成，限位方钢22及罐体支撑方钢24的长度稍大于容器直径，罐体支撑方钢24上固定焊接有带圆切面的金属凹槽结构25，金属凹槽结构25的凹槽朝正上方，两端也固定焊接在梯式金属架的两条竖置方钢23上，凹槽半径等于容器半径。 

本实用新型的工作过程是：采用过滤、化学干燥、吸附的原理，气流在装置内走S形路线，气体先后流经活性炭吸附罐1、干燥罐2、分子筛吸附罐3的过程中依次经历：油气和固体粉尘进行净化吸附，气体干燥，低氟化合物的吸附，能够达到对六氟化硫运行气体的净化除杂的目的。变温吸附原理对吸附剂进行再生，开启控制开关37、加热电阻38、39开始工作，采用介质气体氮气从装置的出口球阀19处导入，调节外接电源，控制加热电阻的功率，将从出口球阀4中导出的有毒有害气体进行无害化处理，通过对导出气的取样分析，来判断吸附剂再生的进程，对吸附剂再生后的吸附罐进行真空处理，即可再次应用于设备检修或工业生产。