氣體的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及3匕氣體的回收裝置，具體涉及的是一種用膜分離法回收提取高 純度SF6氣體的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] SF6氣體具有優(yōu)異的滅弧與絕緣性能，被廣泛應(yīng)用在高壓電氣開關(guān)設(shè)備、變壓器、 充氣電纜等高壓電器設(shè)備中，也用于充裝高端雙層門窗夾層的絕熱氣體，且在今后很長時 間內(nèi)3匕氣體將在這些領(lǐng)域中無可替代。但由于SF 6氣體是一種高度穩(wěn)定的溫室效應(yīng)氣體， 其溫室效應(yīng)對大氣環(huán)境的破壞程度相當(dāng)于CO2氣體的23000倍。因此，從大氣環(huán)境保護(hù)的 角度出發(fā)，3匕氣體非常有必要加以回收循環(huán)利用。
[0003] 但現(xiàn)有技術(shù)卻只能處理并回收氮氣中含SF6氣體量較大的氣體，回收SF6氣體濃度 小于15. 7%的混合氣體方法未見報道。其回收氣體中SF6濃度可低至0. 5~3%，而SF6濃度 在3~15. 7%的混合氣體中SF6回收更加容易實現(xiàn)。且現(xiàn)有技術(shù)中，從氮氣與SF6氣體的混合 氣體中分離提純SF 6氣體的裝置和方法，均是采用多種工藝相結(jié)合而實現(xiàn)。如通過膜裝置+ 吸附裝置的方式，回收后還需將吸附裝置中的SF 6氣體分離出來，操作比較復(fù)雜；又如通過 膜裝置+冷凍法液化裝置這樣兩種工藝裝置的前后銜接來提純SF6的工藝，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，投 入成本較高，操作過程中能耗也相對較高。 【實用新型內(nèi)容】
[0004] 本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中未有從SF6氣體濃度小于15. 7%以下的混 合氣體中提純SF6氣體的裝置，且現(xiàn)有SF6氣體提純的裝置相對復(fù)雜的問題；提供適用于低 濃度SF 6氣體提純且提純的純化度和回收率均極高的一種用膜分離法回收提取高純度SF6 氣體的裝置。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本實用新型采用更先進(jìn)的中空纖維膜前后四級以及四級以上串 接的方式，用一種工藝裝置就可以方便地將低含量SF6 (0. 5~3%)與空氣的混合氣體(包括 氮氣、氧氣、氬氣、氦氣、C02、SF6氣體及水分等）一次性提純到99. 9~99. 99% ;具體設(shè)置方式 如下：
[0006] 一種用膜分離法回收提取高純度SF6氣體的裝置，包括壓縮機(jī)和連接在壓縮機(jī)后 的膜分離回收裝置；所述膜分離回收裝置由N個順次連接的中空纖維膜組成，所述N多4。
[0007] 本實用新型中的中空纖維膜是均質(zhì)膜，通過滲透的方式將SF6氣體分離出來并提 純。所謂的滲透過程是由"溶解、滲透、逸出"三個過程組成的，而針對不同的氣體組分，這種 "溶解、滲透、逸出"的速率是不同的，滲透快的可稱做"快氣"，滲透慢的可稱做"慢氣"。SF 6 就是一種滲透非常慢的氣體，它極不容易滲透，因此就"保留"在中空纖維的內(nèi)部而提純、輸 出，相對于SF6，其它氣體則是"快氣"，就比較容易地滲透出了中空纖維的壁面。
[0008] 通過上述中空纖維膜組串聯(lián)的設(shè)置方案，本實用新型解決的主要技術(shù)問題之一 是：可以將混合氣體中含量最低達(dá)到0. 5~3%的SF6氣體回收純化，突破現(xiàn)有技術(shù)中只能回 收15. 7%以上含量的SF6氣體的技術(shù)瓶頸；通過本實用新型的設(shè)備提純后的SF6氣體，其純 度可到達(dá)99. 9~99. 99%，同時，SF6回收率可達(dá)到90%以上。
[0009] 且本實用新型中的分離提純設(shè)備僅僅采用了一種中空纖維膜分離工藝，無須使用 吸附法或冷凍方法等組合工藝來處理SF6氣體的回收與提純，其操作更加簡便、可控性更 強(qiáng)、設(shè)備投入成本更低。
[0010] 作為一種優(yōu)選設(shè)置，所述中空纖維膜為超細(xì)化的中空纖維膜，每一根纖維的直徑 為100 μ m左右，而每一根中空纖維膜中有上萬或幾十萬根纖維所組成。
[0011] 更進(jìn)一步地，為了能在達(dá)到上述效果的同時能夠有效節(jié)約成本，所述中空纖維膜 的數(shù)量N=4,沿著氣體流通方向順次命名為一級中空纖維膜、二級中空纖維膜、三級中空纖 維膜和四級中空纖維膜。
[0012] 為了達(dá)到更好的效果，所述每根中空纖維膜上均具有一個滲透側(cè)排氣口；該膜分 離回收裝置中氣體流通方向上一級中空纖維膜的滲透側(cè)排氣口與大氣連通，其余中空纖維 膜的滲透側(cè)排氣口則與壓縮機(jī)的進(jìn)氣口連通。
[0013] 通過上述氣體循環(huán)提純分離的設(shè)置，可使本實用新型達(dá)到既能夠達(dá)到回收低含量 的SF6氣體的效果且SF 6氣體回收純度到達(dá)99. 9~99. 99% ;同時，該設(shè)置又能夠保證回收提 純得到的SF6氣體回收率達(dá)到90%以上。
[0014] 為了能避免摻雜在氣體中的固態(tài)粉末等物質(zhì)對分離純化帶來影響，所述壓縮機(jī)與 膜分離回收裝置之間還設(shè)置有氣體預(yù)處理凈化系統(tǒng)。
[0015] 所述氣體預(yù)處理凈化系統(tǒng)包括沿著氣體流通方向順次連接的壓縮氣體緩沖罐、精 密過濾器、超精過濾器、活性炭過濾器及粉塵過濾器。
[0016] 為了便于控制和操作，所述膜分離回收裝置的后端還連接有SF6成品氣體緩沖罐， 該膜分離回收裝置的后端還設(shè)置有流量計以及用于調(diào)節(jié)氣體流量的閥門。
[0017] 由于所述膜分離回收裝置中的中空纖維膜的規(guī)格可以根據(jù)裝置的規(guī)模而選擇大 小不同的型號，因而可實現(xiàn)壓力范圍為0. 4~3. 5MPag內(nèi)原料氣體中SF6氣體的回收與提純。
[0018] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：
[0019] 1、本實用新型主要用于高壓電器開關(guān)及各種用途中泄漏后的低含量3匕氣體的回 收及提純，該低含量SF 6氣體中SF 6濃度可低至0. 5~3%，而在SF 6含量為3~15. 7%的混合氣 體中，該SFfJ^回收更加容易實現(xiàn)；因此，本實用新型可以將現(xiàn)有技術(shù)無法回收并隨意排放 的SF 6氣體在更大范圍內(nèi)回收并再加以重復(fù)利用，從而可以大大降低其泄漏后對于大氣環(huán) 境造成的不可挽回的影響，對防止地球的加速暖化起到有效的抑制作用；
[0020] 2、本實用新型采用中空纖維膜前后多級串接的方式，將低濃度SF6氣體，經(jīng)膜分離 回收裝置處理，而無須再設(shè)置吸附器或冷凍方式液化一匕再汽化成SF 6氣體的復(fù)雜工藝方 式，只需采用一種工藝裝置就可以方便地將具有低含量SF6 (小于15. 7%)的混合氣體一次 性提純到99. 9~99. 99%，操作更加簡便、投入成本更低、能耗更小；
[0021] 3、本實用新型僅僅用膜分離裝置，不僅可將0.5~3%濃度下的SF6氣體提純至 99. 9~99. 99%，還能使5?6氣體的總體回收率達(dá)到90%以上；
[0022] 4、本實用新型通過串聯(lián)后的中空纖維膜件提純得到的SF6氣體，其從膜分離回收 裝置的后端導(dǎo)出后，無須再進(jìn)行任何額外處理，即可進(jìn)入3^回收氣體成品罐，直接可使用； 進(jìn)而使回收操作更加方便。
【附圖說明】
[0023] 圖1為實施例1的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖2為實施例2的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖3為實施例3的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 其中，圖中附圖標(biāo)記對應(yīng)的零部件名稱為：
[0027] 1 一壓縮機(jī)，2 -中空纖維膜，3 -氣體預(yù)處理凈化系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0028] 下面結(jié)合實施例及其附圖，對本實用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實用新型的 實施方式不限于此。
[0029] 實施例1
[0030] 一種用膜分離法回收提取高純度SF6氣體的裝置，包括壓縮機(jī)1和連接在壓縮機(jī) 1后的膜分離回收裝置；所述膜分離回收裝置由N個順次連接的中空纖維膜2組成，所述 N彡4〇
[0031] 本實施例中該中空纖維膜2的數(shù)量N優(yōu)選設(shè)置為四級，沿著氣體流通方向順次命 名為一級中空纖維膜、二級中空纖維膜、三級中空纖維膜和四級中空纖維膜，如圖1所示。 同時，本實用新型中該一級中空纖維膜、二級中空纖維膜、三級中空纖維膜和四級中空纖維 膜可根據(jù)回收氣體量的不同而選用規(guī)模大小不同的型號。
[0032] 本實施例中利用上述裝置對SF6氣體進(jìn)行提純的方法如下：
[0033] (1)將SF6含量為2. 2%的回收氣體通過壓縮機(jī)加壓后，得到壓力為0. 7MPaG的混 合氣體，將該混合氣體通入一級中空纖維膜中；通過一級中空纖維膜滲透出的一部分氣體 中SFe#量低于0. 1%，因而符合氣體排放標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而可以直接排放；
[0034] (2)通過一級中空纖維膜分離后得到的回收氣體，再順次進(jìn)入二級中空纖維膜、三 級中空纖維膜和四級中空纖維膜中進(jìn)行分離；本實施例中的中空纖維膜均為均質(zhì)膜，在分 離過程中分離后保留的氣體中3^純度逐級提高；
[0035] (3)經(jīng)過四級中空纖維膜分離后得到的氣體即為高純度SF6氣體。
[0036] 本實施例對上述提純后的3匕氣體進(jìn)行了檢測，檢測結(jié)果顯示該SF6氣體的純度達(dá) 到了 99. 99%。本實施例同時對該5?6氣體的回收率進(jìn)行檢測，得到該SF 6氣體的回收率為 68% 〇
[0037] 實施例2
[0038] 本實施例與實施例1的區(qū)別在于：在本實用新型的裝置中，所述每根中空纖維膜2 上均具有一個滲透側(cè)排氣口；該膜分離回收裝置中氣體流通方向上一級中空纖維膜2的滲 透側(cè)排氣口與大