CN213965874U - 一种用于sf6气体回收的固态提纯储罐装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,属于SF6气体回收装置领域。本实用新型的固态提纯储罐装置,包括罐体固定框架、固化罐和液化罐,将液化罐和固化罐通过罐体固定框架有机结合为一体,使得整个储罐装置结构更加紧凑,液化罐和固化罐利用同一路液氮制冷盘管对液化罐和固化罐进行制冷,充分利用了液氮的内能,同时在液化罐和固化罐上设置有独立的抽气口,便于液化罐和固化罐的抽真空处理,简化了液化罐和固化罐两者之间的连接管路,提高了SF6气体的回收率和提纯纯度;另外,将传统加热装置改为设有固化罐内部的加热盘管,解决了直接加热固化罐内壁而易造成罐体内壁变形损坏的问题,提高了SF6气体回收的稳定性和可靠性。

Description

一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置
技术领域
本实用新型涉及一种SF6气体回收装置,更具体地说,涉及一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置。
背景技术
在电力行业中,由于六氟化硫(SF6)气体具有优良的绝缘和灭弧性能,因此被广泛应用于各种电力设备中,如在高压电气开关设备、变压器、充气电缆等气体绝缘全封闭组合电器 (GIS)中。SF6气体是一种不可见、无色、无味的惰性气体,属于一种温室气体,泄漏的SF6气体会污染和破坏大气环境,增加温室效应。
当GIS开关设备检修、故障处理或淘汰时,需要对电气设备中SF6气体或SF6/N2(氮气) 的混合气体进行回收净化,将SF6气体提纯后进行循环利用,防止SF6气体泄露造成危害,同时降低SF6气体的使用成本。目前,SF6混合气体的回收提纯方法主要有变压吸附法、聚合物薄膜分离法、液化法和固化法等,变压吸附法在处理SF6气体含量比较低的混合气体时,回收得到的SF6气体浓度不高,较难得到纯净的SF6气体;聚合物薄膜分离法虽然可以获得含量较高的SF6气体,但是使用的聚合物薄膜成本较高,增加了SF6气体回收提纯成本;液化法也能够得到纯度较高的SF6气体,但在气液分离后,混合气体中含有含量较高的SF6饱和蒸汽,回收率相对较低,且如果不经过处理就排放,不仅浪费SF6气体,还会造成环境污染。相比之下,固化法很容易将固态的SF6和气态的N2分离,提纯纯度很高,纯度可以达到99.9%以上,且SF6气体的回收率相对较高,不存在液化法所存在的高压力问题。
中国专利号ZL201210283769.X,授权公告日为2014年8月6日,发明创造名称为:一种六氟化硫气体净化提纯方法及其净化提纯固化罐,该申请案涉及一种六氟化硫气体提纯方法和净化提纯固化罐,其用压缩机将六氟化硫吸入六氟化硫分解产物过滤气室,利用专用的吸附剂将六氟化硫中的水分、分解产物及有毒物质进行吸附处理,然后对六氟化硫气体进行加压、制冷,使其液化,液态六氟化硫进入固化罐,使用液氮对六氟化硫进行进一步冷却,温度低于六氟化硫的凝固点后六氟化硫变为固体,此时空气和二氧化碳等杂质气体仍为气体,利用抽真空装置将杂质气体抽出;开启加热装置固体融化后即可得到高纯度的六氟化硫液体,利用专用压缩机构将液态六氟化硫从出液口抽出,进行回充或灌装至钢瓶中。该申请案公开了六氟化硫的固化提纯方法,并给出了一种专用提纯固化罐,但该专用提纯固化罐存在以下问题:
1、该固化罐缺少独立抽气口,其固化后利用进气口来作为抽气口使用,需要复杂的阀路配合切换控制;并且,其将加热器设于保温层内,罐体内壁直接接触加热器,罐体内壁受冷热交替变化强烈,容易产生变形或损坏,对于罐体内壁的强度等质量要求更高;
2、该申请案仅仅公开了一种固化罐,未公开液态六氟化硫进入固化罐之前的液化工艺及设备。
发明内容
1.实用新型要解决的技术问题
本实用新型的目的在于提供一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,旨在为SF6气体固态提纯工艺提供一种液化-固化双联储罐装置,采用本实用新型的技术方案,将液化罐和固化罐通过罐体固定框架有机结合为一体,使得整个储罐装置结构更加紧凑,液化的SF6依靠重力由连通管道进入固化罐内固化,且液化罐和固化罐利用同一路液氮制冷盘管对液化罐和固化罐进行制冷,充分利用了液氮的内能,利用盘管密度的不同设计便于对液化罐和固化罐的温度进行控制,同时在液化罐和固化罐上设置有独立的抽气口,便于液化罐和固化罐的抽真空处理,简化了液化罐和固化罐两者之间的连接管路,提高了SF6气体的回收率和提纯纯度;另外,将传统加热装置改为设有固化罐内部的加热盘管,解决了直接加热固化罐内壁而易造成罐体内壁变形损坏的问题,提高了SF6气体回收的稳定性和可靠性。
2.技术方案
为达到上述目的,本实用新型提供的技术方案为:
本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,包括罐体固定框架、固化罐和液化罐,所述的固化罐和液化罐分别固定安装于罐体固定框架上,且液化罐位于固化罐的上方,所述的液化罐的上端设有SF6气体进气口,所述的液化罐的下端与固化罐的上端通过连通管道相连通,且在连通管道上设有连通管道阀门,所述的固化罐的下端设有SF6罐装口;所述的固化罐和液化罐的上部分别设有用于抽真空的抽气口,所述的抽气口上设有抽气口阀门;所述的固化罐内设有固化罐制冷盘管,所述的液化罐内设有液化罐制冷盘管,所述的固化罐制冷盘管在固化罐上的液氮出口与液化罐制冷盘管在液化罐上的液氮进口相连通,且固化罐制冷盘管在固化罐内的螺旋螺距小于液化罐制冷盘管在液化罐内的螺旋螺距;所述的固化罐内设有加热盘管,所述的加热盘管位于固化罐制冷盘管的内侧。
更进一步地,所述的固化罐包括固化罐内壁、固化罐保温层和固化罐外壁,所述的固化罐外壁位于固化罐内壁的外侧,所述的固化罐保温层设于固化罐内壁与固化罐外壁之间形成的夹层内;所述的液化罐包括液化罐内壁、液化罐保温层和液化罐外壁,所述的液化罐外壁位于液化罐内壁的外侧,所述的液化罐保温层设于液化罐内壁与液化罐外壁之间形成的夹层内。
更进一步地,所述的固化罐的固化罐外壁上设有固化罐安装座,所述的固化罐通过固化罐安装座固定于罐体固定框架上;所述的液化罐的液化罐外壁上设有液化罐安装座,所述的液化罐通过液化罐安装座固定于罐体固定框架上。
更进一步地,所述的固化罐和液化罐的上部分别设有温度传感器、压力表和安全泄压阀。
更进一步地,所述的罐体固定框架的底部设有称重装置。
更进一步地,所述的固化罐制冷盘管的液氮进口位于固化罐的底部,且液氮进口设有液氮进口阀门,所述的液化罐制冷盘管的液氮出口位于液化罐的顶部,且液氮出口设有液氮出口阀门。
更进一步地,所述的液化罐与固化罐之间的连通管道、固化罐制冷盘管与液化罐制冷盘管之间外露的管道、SF6罐装口的外接管道外壁上均设有保温棉。
更进一步地,所述的加热盘管与加热装置相连接。
3.有益效果
采用本实用新型提供的技术方案,与已有的公知技术相比,具有如下有益效果:
(1)本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其包括罐体固定框架、固化罐和液化罐,将液化罐和固化罐通过罐体固定框架有机结合为一体,使得整个储罐装置结构更加紧凑,液化的SF6依靠重力由连通管道进入固化罐内固化,且液化罐和固化罐利用同一路液氮制冷盘管对液化罐和固化罐进行制冷,充分利用了液氮的内能,利用盘管密度的不同设计便于对液化罐和固化罐的温度进行控制,同时在液化罐和固化罐上设置有独立的抽气口,便于液化罐和固化罐的抽真空处理,简化了液化罐和固化罐两者之间的连接管路,提高了SF6气体的回收率和提纯纯度;另外,将传统加热装置改为设有固化罐内部的加热盘管,解决了直接加热固化罐内壁而易造成罐体内壁变形损坏的问题,提高了SF6气体回收的稳定性和可靠性;
(2)本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其固化罐包括固化罐内壁、固化罐保温层和固化罐外壁,液化罐包括液化罐内壁、液化罐保温层和液化罐外壁,固化罐和液化罐均采用内外双层罐体结构,且内部均设有保温层,提高了液化罐和固化罐的结构强度,保证了液化罐和固化罐的使用寿命,同时能够有效维持罐体内部的温度,减少冷能消耗;
(3)本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其固化罐的固化罐外壁上设有固化罐安装座,固化罐通过固化罐安装座固定于罐体固定框架上;液化罐的液化罐外壁上设有液化罐安装座,液化罐通过液化罐安装座固定于罐体固定框架上;采用安装座固定固化罐和液化罐,方便了液化罐和固化罐在罐体固定框架上安装,且安装牢固稳定;
(4)本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其固化罐和液化罐的上部分别设有温度传感器、压力表和安全泄压阀,能够实时监测罐体内的温度和压力,保证了固化罐和液化罐的正常安全运行;
(5)本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其罐体固定框架的底部设有称重装置,与现有固化罐称重方式相比,将固化罐和液化罐一起称重,避免了固化罐和液化罐连接后影响固化罐的称重,提高了固化罐内固态SF6的称重准确性;
(6)本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其固化罐制冷盘管的液氮进口位于固化罐的底部,且液氮进口设有液氮进口阀门,液化罐制冷盘管的液氮出口位于液化罐的顶部,且液氮出口设有液氮出口阀门,方便了液氮的开关控制和液氮流量调节,便于固化罐和液化罐的温度控制;
(7)本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其液化罐与固化罐之间的连通管道、固化罐制冷盘管与液化罐制冷盘管之间外露的管道、SF6罐装口的外接管道外壁上均设有保温棉,有效防止了低温管道的结霜,减少冷能消耗。
附图说明
图1为本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置的结构示意图。
示意图中的标号说明:
1、罐体固定框架;2、固化罐;2-1、固化罐内壁;2-2、固化罐保温层;2-3、固化罐外壁;2-4、固化罐安装座;3、液化罐;3-1、液化罐内壁;3-2、液化罐保温层;3-3、液化罐外壁;3-4、液化罐安装座;4、固化罐制冷盘管;4-1、液氮进口;4-2、液氮进口阀门;5、液化罐制冷盘管;5-1、液氮出口;5-2、液氮出口阀门;6、连通管道阀门;7、SF6气体进气口;8、进气口阀门;9、SF6罐装口;10、罐装口阀门;11、加热盘管;12、加热装置;13、抽气口阀门;14、温度传感器;15、压力表;16、安全泄压阀;17、称重装置。
具体实施方式
为进一步了解本实用新型的内容,结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。
[实施例]
结合图1所示,本实施例的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,包括罐体固定框架1、固化罐2和液化罐3,罐体固定框架1可采用矩形框架,具体可采用焊接框架,也可采用型材拼装框架,固化罐2和液化罐3分别固定安装于罐体固定框架1上,且液化罐3位于固化罐2的上方,使得固化罐2和液化罐3形成一体;液化罐3的上端设有SF6气体进气口7,SF6气体进气口7处设有进气口阀门8,液化罐3的下端与固化罐2的上端通过连通管道相连通,且在连通管道上设有连通管道阀门6,液化罐3内液化的SF6能够在重力作用下经过连通管道流入下方的固化罐2内,连通管道阀门6能够通过开闭实现固化罐2和液化罐 3的连通或断开,在固化罐2和液化罐3通过连通管道阀门6关闭后,固化罐2和液化罐3 形成独立空间,便于两者独立抽真空,固化罐2的下端设有SF6罐装口9,SF6罐装口9处设有罐装口阀门10,便于回收提纯后的SF6的罐装重新利用;固化罐2和液化罐3的上部分别设有用于抽真空的抽气口,抽气口上设有抽气口阀门13,抽气口分别连接抽真空***,便于对固化罐2和液化罐3进行抽真空处理,将未固化或液化的杂质气体抽出,提高SF6气体回收提纯精度;固化罐2内设有固化罐制冷盘管4,液化罐3内设有液化罐制冷盘管5,固化罐制冷盘管4在固化罐2上的液氮出口与液化罐制冷盘管5在液化罐3上的液氮进口相连通,且固化罐制冷盘管4在固化罐2内的螺旋螺距小于液化罐制冷盘管5在液化罐3内的螺旋螺距,即固化罐制冷盘管4在固化罐2内的盘绕密度大于液化罐制冷盘管5在液化罐3内的盘绕密度,并且液氮在固化罐2内换热后进入液化罐3继续换热,使得固化罐2温度低于液化罐3,充分利用了液氮的内能;在固化罐2内设有加热盘管11,加热盘管11位于固化罐制冷盘管4的内侧,加热盘管11不直接接触固化罐2的内侧壁,解决了直接加热固化罐内壁而易造成罐体内壁变形损坏的问题,提高了SF6气体回收的稳定性和可靠性。进一步地,固化罐制冷盘管4的液氮进口4-1位于固化罐2的底部,且液氮进口4-1设有液氮进口阀门4-2,液化罐制冷盘管5的液氮出口5-1位于液化罐3的顶部,且液氮出口5-1设有液氮出口阀门5-2,方便了液氮的开关控制和液氮流量调节,便于固化罐2和液化罐3的温度控制。本实施例的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,将液化罐和固化罐通过罐体固定框架有机结合为一体,使得整个储罐装置结构更加紧凑,液化的SF6依靠重力由连通管道进入固化罐内固化,且液化罐和固化罐利用同一路液氮制冷盘管对液化罐和固化罐进行制冷,充分利用了液氮的内能,利用盘管密度的不同设计便于对液化罐和固化罐的温度进行控制,同时在液化罐和固化罐上设置有独立的抽气口,便于液化罐和固化罐的抽真空处理,简化了液化罐和固化罐两者之间的连接管路,提高了SF6气体的回收率和提纯纯度。
如图1所示,在本实施例中,上述的固化罐2包括固化罐内壁2-1、固化罐保温层2-2和固化罐外壁2-3,固化罐外壁2-3位于固化罐内壁2-1的外侧,固化罐保温层2-2设于固化罐内壁2-1与固化罐外壁2-3之间形成的夹层内;液化罐3包括液化罐内壁3-1、液化罐保温层 3-2和液化罐外壁3-3,液化罐外壁3-3位于液化罐内壁3-1的外侧,液化罐保温层3-2设于液化罐内壁3-1与液化罐外壁3-3之间形成的夹层内。固化罐2和液化罐3均采用内外双层罐体结构,且内部均设有保温层,提高了液化罐3和固化罐2的结构强度,保证了液化罐3 和固化罐2的使用寿命,同时能够有效维持罐体内部的温度,减少冷能消耗。为了便于固化罐2和液化罐3的安装,固化罐2的固化罐外壁2-3上设有固化罐安装座2-4,固化罐2通过固化罐安装座2-4固定于罐体固定框架1上;液化罐3的液化罐外壁3-3上设有液化罐安装座3-4,液化罐3通过液化罐安装座3-4固定于罐体固定框架1上。采用安装座固定固化罐2 和液化罐3,方便了液化罐3和固化罐2在罐体固定框架1上安装,且安装牢固稳定。
接图1所示,在本实施例中,上述的固化罐2和液化罐3的上部分别设有温度传感器14、压力表15和安全泄压阀16,温度传感器14用于监测固化罐2和液化罐3内的温度,压力表15用于监测固化罐2和液化罐3内的压力,安全泄压阀16用于在固化罐2和液化罐3内压力过高时泄压,保证罐体安全,通过实时监测罐体内的温度和压力,保证了固化罐2和液化罐3的正常安全运行。液化罐3与固化罐2之间的连通管道、固化罐制冷盘管4与液化罐制冷盘管5之间外露的管道、SF6罐装口9的外接管道外壁上均设有保温棉,有效防止了低温管道的结霜,减少冷能消耗。加热盘管11与加热装置12相连接,加热盘管11可采用电加热管,加热装置12为电源和加热控制电路,通过加热装置12来控制加热盘管11的加热温度。在罐体固定框架1的底部设有称重装置17,称重装置17直接称取罐体固定框架1、固化罐2 和液化罐3的重量,与现有固化罐称重方式相比,将固化罐2和液化罐3一起称重,避免了固化罐2和液化罐3连接后影响固化罐2的称重,提高了固化罐2内固态SF6的称重准确性。
本实施例的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其固态提纯方法可参见专利 ZL201210283769.X公开的“一种六氟化硫气体净化提纯方法及其净化提纯固化罐”,将经过干燥、吸附处理的SF6混合气体经过SF6气体进气口7输入液化罐3内,SF6气体在液化罐 3内冷却液化,液态的SF6经过连通管道流入固化罐2,在固化罐2内进一步降温后固化,固化完成后,关闭连通管道阀门6和进气口阀门8,利用液化罐3和固化罐2上独立的抽气口接入抽真空***,液化罐3内抽出的混合气体中含有部分SF6饱和气体,可将其与SF6设备中的混合其他混合后重新参与SF6气体的回收,固化罐2内抽出的混合气体可经过尾气处理***净化处理后排空,留在固化罐2内的固态SF6即为纯净的六氟化硫。关闭固化罐2的抽气口阀门13和连通管道阀门6,利用加热装置12加热加热盘管11,使得固态SF6融化后即可通过罐装口阀门10将回收得到的SF6灌装至钢瓶中重新利用。为了方便控制,上述的进气口阀门8、连通管道阀门6、罐装口阀门10、抽气口阀门13、液氮进口阀门4-2和液氮出口阀门5-2均采用电控阀,根据上述提纯方法由控制***智能控制各个阀组的开闭,操作更加简单方便。至于六氟化硫气体固态提纯方法的其他控制***及结构设计,均与现有设计类似,在此不再详述。
本实用新型的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,提供了一种液化-固化双联储罐装置,将液化罐和固化罐通过罐体固定框架有机结合为一体,使得整个储罐装置结构更加紧凑,液化的SF6依靠重力由连通管道进入固化罐内固化,且液化罐和固化罐利用同一路液氮制冷盘管对液化罐和固化罐进行制冷,充分利用了液氮的内能,利用盘管密度的不同设计便于对液化罐和固化罐的温度进行控制,同时在液化罐和固化罐上设置有独立的抽气口,便于液化罐和固化罐的抽真空处理,简化了液化罐和固化罐两者之间的连接管路,提高了SF6气体的回收率和提纯纯度;另外,将传统加热装置改为设有固化罐内部的加热盘管,解决了直接加热固化罐内壁而易造成罐体内壁变形损坏的问题,提高了SF6气体回收的稳定性和可靠性。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。
以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述,该描述没有限制性,附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。所以,如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下,不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其特征在于:包括罐体固定框架(1)、固化罐(2)和液化罐(3),所述的固化罐(2)和液化罐(3)分别固定安装于罐体固定框架(1)上,且液化罐(3)位于固化罐(2)的上方,所述的液化罐(3)的上端设有SF6气体进气口(7),所述的液化罐(3)的下端与固化罐(2)的上端通过连通管道相连通,且在连通管道上设有连通管道阀门(6),所述的固化罐(2)的下端设有SF6罐装口(9);所述的固化罐(2)和液化罐(3)的上部分别设有用于抽真空的抽气口,所述的抽气口上设有抽气口阀门(13);所述的固化罐(2)内设有固化罐制冷盘管(4),所述的液化罐(3)内设有液化罐制冷盘管(5),所述的固化罐制冷盘管(4)在固化罐(2)上的液氮出口与液化罐制冷盘管(5)在液化罐(3)上的液氮进口相连通,且固化罐制冷盘管(4)在固化罐(2)内的螺旋螺距小于液化罐制冷盘管(5)在液化罐(3)内的螺旋螺距;所述的固化罐(2)内设有加热盘管(11),所述的加热盘管(11)位于固化罐制冷盘管(4)的内侧。
2.根据权利要求1所述的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其特征在于:所述的固化罐(2)包括固化罐内壁(2-1)、固化罐保温层(2-2)和固化罐外壁(2-3),所述的固化罐外壁(2-3)位于固化罐内壁(2-1)的外侧,所述的固化罐保温层(2-2)设于固化罐内壁(2-1)与固化罐外壁(2-3)之间形成的夹层内;所述的液化罐(3)包括液化罐内壁(3-1)、液化罐保温层(3-2)和液化罐外壁(3-3),所述的液化罐外壁(3-3)位于液化罐内壁(3-1)的外侧,所述的液化罐保温层(3-2)设于液化罐内壁(3-1)与液化罐外壁(3-3)之间形成的夹层内。
3.根据权利要求2所述的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其特征在于:所述的固化罐(2)的固化罐外壁(2-3)上设有固化罐安装座(2-4),所述的固化罐(2)通过固化罐安装座(2-4)固定于罐体固定框架(1)上;所述的液化罐(3)的液化罐外壁(3-3)上设有液化罐安装座(3-4),所述的液化罐(3)通过液化罐安装座(3-4)固定于罐体固定框架(1)上。
4.根据权利要求3所述的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其特征在于:所述的固化罐(2)和液化罐(3)的上部分别设有温度传感器(14)、压力表(15)和安全泄压阀(16)。
5.根据权利要求4所述的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其特征在于:所述的罐体固定框架(1)的底部设有称重装置(17)。
6.根据权利要求5所述的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其特征在于:所述的固化罐制冷盘管(4)的液氮进口(4-1)位于固化罐(2)的底部,且液氮进口(4-1)设有液氮进口阀门(4-2),所述的液化罐制冷盘管(5)的液氮出口(5-1)位于液化罐(3) 的顶部,且液氮出口(5-1)设有液氮出口阀门(5-2)。
7.根据权利要求6所述的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其特征在于:所述的液化罐(3)与固化罐(2)之间的连通管道、固化罐制冷盘管(4)与液化罐制冷盘管(5)之间外露的管道、SF6罐装口(9)的外接管道外壁上均设有保温棉。
8.根据权利要求7所述的一种用于SF6气体回收的固态提纯储罐装置,其特征在于:所述的加热盘管(11)与加热装置(12)相连接。
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