專利名稱：從變壓器油除去腐蝕性含硫化合物的方法
從變壓器油除去腐蝕性含硫化合物的方法本發(fā)明涉及從變壓器油(Transformator0l)除去腐蝕性含硫化合物的方法。變壓器通常使用變壓器油作為絕緣介質(zhì)和冷卻介質(zhì)，由于變壓器油具有化學(xué)耐久性，因此多年以來將其用于運(yùn)行變壓器。然而，使用變壓器油時(shí)的問題是存在天然或加入的含硫化合物，這些含硫化合物有利于油自身的氧化穩(wěn)定性，特別是在未加抑制劑的變壓器油(nicht inhibiertesTransformatorol)的情況中。由此形成了導(dǎo)電的銅的硫化物化合物，其優(yōu)先沉積在絕緣紙中且損害其絕緣性能。這些現(xiàn)象尤其在運(yùn)行溫度和環(huán)境溫度高時(shí)較易發(fā)生。在變壓器內(nèi)部使用未上漆的紙絕緣銅導(dǎo)體時(shí)，以及在有限的氧含量條件下(例如在氣封條件下運(yùn)行變壓器時(shí))，在絕緣紙上形成的變壓器油具有由硫化銅構(gòu)成的腐蝕性含硫組分層。在由環(huán)繞銅導(dǎo)體的絕緣紙層的內(nèi)部，由銅導(dǎo)體開始形成硫化銅層。絕緣紙的絕緣性能部分由此將受到不利地?fù)p壞，從而由于絕緣紙的絕緣性減弱使得帶電壓的銅導(dǎo)體之間將產(chǎn)生局部放電和電壓擊穿。這些腐蝕性含硫化合物，特別是硫醇和二硫化物，首先在一定的運(yùn)行條件和溫度條件下于變壓器中形成阻塞(Drosseln)或通道(DurchfUhrungen)，極大地減弱了絕緣紙的絕緣性；部分減弱至絕緣紙初始耐壓強(qiáng)度的20%。在現(xiàn)有技術(shù)中，到目前為止嘗試通過所謂的鈍化變壓器油，特別是通過含有基于苯并三唑的化合物的金屬鈍化劑，抑制變壓器油中的腐蝕性含硫化合物與銅導(dǎo)體的反應(yīng)以及同時(shí)改善氧化穩(wěn)定性。這里出現(xiàn)的問題尤其是，金屬鈍化劑會(huì)在變壓器的運(yùn)行期間被消耗以及因此必須一直監(jiān)控可使用的鈍化劑量。此外，目前還不知道長(zhǎng)期的鈍化作用會(huì)以何種方式改變變壓器油的性能。例如WO 2005/117031A2記載了向?qū)w中加入鈍化劑的方法和裝置。根據(jù)上述專利中請(qǐng)的建議，鈍化劑直接環(huán)繞導(dǎo)體，然后用另一層電絕緣體進(jìn)行包裹從而總體上使得具有鈍化劑層的導(dǎo)體被電絕緣。另外WO 2007/096709A2記載了一種從變壓器油永久除去腐蝕性成分的方法。根據(jù)上述專利中請(qǐng)的建議，從變壓器槽中取出變壓器油并在加熱和加入含酸液體后通過接觸硫化物-自由基-清除劑，接著過濾。過濾后將如此凈化過的變壓器油再引入變壓器容器中。同樣適用于WO 2007/144696A2中的方法，該方法用于使變壓器油中的腐蝕性硫失活。根據(jù)上述專利中請(qǐng)的建議，向具有腐蝕性含硫化合物的變壓器油中加入產(chǎn)生硫化物的化學(xué)成分，從而該化學(xué)成與和含硫化合物發(fā)生反應(yīng)，因此除去變壓器油中的腐蝕性含硫化合物。另外DE 10 2005 006 271 Al記載了一種凈化變壓器油的方法，其中首先對(duì)變壓器油進(jìn)行過濾預(yù)處理，然后向變壓器油中導(dǎo)入用反應(yīng)性金屬涂覆的惰性無機(jī)載體松散料。 接著通過漂白土床過濾變壓器油，然后再引入變壓器中。因此，本發(fā)明的目的是，避免現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并提供從變壓器油除去腐蝕性含硫化合物的方法，該方法是可簡(jiǎn)單操作的并確保可以幾乎完全除去變壓器油中的腐蝕性含硫化合物。該目的將通過根據(jù)權(quán)利要求1的方法的特征實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明提供一種從變壓器油除去腐蝕性含硫化合物的方法，其中向變壓器油中加入含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物，將如此加料的變壓器油加熱至300°C，接著在加入可溶金屬鹽的水溶液后進(jìn)行冷卻。接著，將該富含有含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的變壓器油再加熱至 200 V保持至少兩小時(shí)，之后冷卻至室溫。對(duì)含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的加熱由于除去了水分而活化了基質(zhì)的吸附中心。然后，含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物中包含的重金屬鹽分散在少量水中，并緩慢加熱混合物。由此生成重金屬氧化物，該重金屬氧化物是不溶的并且與含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物的漂白土基質(zhì)(Fullererdematrix)牢固結(jié)合。以此方法制備吸附劑。這里建議的溶液基于使用應(yīng)用范圍廣泛的無機(jī)吸附劑混合物除去變壓器油中存在的反應(yīng)性腐蝕性含硫化合物。其主要涉及含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物以及任選加入的金屬形式或氧化形式的銀、銅、鋅和/或鐵。特別地，借由含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物形成的金屬氧化物結(jié)合腐蝕性含硫化合物，并且(在可能同時(shí)除去油老化產(chǎn)物的條件下)可以收集在合適的位置上，并且從變壓器油中除去。該方法的優(yōu)勢(shì)在于，無需向變壓器油中加入額外的外來物質(zhì)，例如鈍化劑。同時(shí)除去了變壓器油中的老化產(chǎn)物和腐蝕性含硫化合物。由此提高了氧化能力 (Oxidationsfahigkeit),并極大地減少了變壓器油中的腐蝕性含硫化合物的組分，這有利地延長(zhǎng)了變壓器的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的方法有利的是，在含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物中的氧化鋁組分和硅酸鋁組分的比率為20 80至80 20，優(yōu)選為50 50。在優(yōu)選的組分比率范圍內(nèi)最好地確保了含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的催化效率。為了提供含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的最大可能的表面積，優(yōu)選使用的表觀密度(SchUttdichte)為50至80g/l。在該表觀密度范圍內(nèi)，尤其是顆粒狀含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物具有結(jié)合變壓器油中存在的腐蝕性含硫化合物的有效表面積。水溶液優(yōu)選具有多達(dá)40%的尤其是可溶金屬鹽的溶液組分。特別地，加入銅鹽和銀鹽可以改善腐蝕性含硫化合物與水溶液中存在的金屬鹽的結(jié)合。由此正好可以避免變壓器油中存在的腐蝕性含硫化合物與銅導(dǎo)體的化學(xué)反應(yīng)。含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物的 PH-值優(yōu)選為6. 5至9. 0。在以上給出的pH范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了所形成的金屬氧化物與腐蝕性含硫化合物的最大可能的反應(yīng)速度。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方案中，含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物對(duì)變壓器油的比率，基于各自的重量，為0.01 100至40 100，優(yōu)選為10 100。尤其是當(dāng)含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物對(duì)變壓器油的比率為優(yōu)選的重量比率10 100時(shí)，由于各自的濃度可以實(shí)現(xiàn)最高可能的反應(yīng)速度。優(yōu)選地，元素周期表第三族的稀土元素金屬包括鑭系元素為含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物的組成部分。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方案中，向含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物中摻入銀、銅、鋅和/或鐵。另外優(yōu)選的是，向含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物中摻入硝酸銀以形成銀的氧化物(Silberoxide)和/或摻入銅鹽以形成銅的氧化物(Kupferoxide)和/或鐵的氧化物(Eisenoxide)。在含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物中存在的金屬氧化物是高反應(yīng)性的，并且結(jié)合變壓器油中的腐蝕性含硫化合物以及中和該腐蝕性含硫化合物。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方案中，含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物安置在容器中，其中該容器可以安裝在變壓器罩上，并且變壓器油引入到容器中以及被凈化，結(jié)合在含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物中的硫化物作為腐蝕性含硫化合物的反應(yīng)產(chǎn)物保留在容器中。通過變壓器油的腐蝕性含硫化合物在容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)以及結(jié)合的硫化物在容器中的聚集，這些廢料產(chǎn)物可以在移開容器時(shí)除去。同時(shí)排除了變壓器油被容器中結(jié)合的硫化物進(jìn)一步污染，從而通過上述方法可以從變壓器油中幾乎完全除去腐蝕性含硫化合物。有利的是，當(dāng)含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物完全耗盡時(shí)，將容器從變壓器罩上移開。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方案中，容器具有表明還存在的反應(yīng)性含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的指示器。在操作過程中，借由指示器可以確定是否存在充足的反應(yīng)性含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物組分，并確保合適地實(shí)施該方法。有利的是在容器內(nèi)部引入過濾體系，其中該過濾體系包括含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物，將變壓器油引入該過濾體系中。通過該過濾體系，尤其是結(jié)合的硫化物和變壓器油老化產(chǎn)物可以較易保留在過濾體系內(nèi)并因此收集在容器內(nèi)。在本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施方案中，容器可連接凈化裝置，其中該凈化裝置可連接變壓器罩，變壓器油可從變壓器罩轉(zhuǎn)移至凈化裝置中進(jìn)行凈化并因此可以在變壓器罩之外的容器中除去腐蝕性含硫化合物。其他的優(yōu)選實(shí)施方案從從屬權(quán)利要求中得出。
實(shí)施例含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物，其中氧化鋁和硅酸鋁的比率為50 50， 具有的表觀密度為600g/l。pH-值為7.0。1千克含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物在 150°C活化，冷卻后用400ml 20%的可溶銀鹽、銅鹽、鋅鹽或鐵鹽的水溶液逐份處理。對(duì)泥合物進(jìn)行均化，并在5小時(shí)內(nèi)逐漸加熱至120°C。保持該溫度15至20小時(shí)。冷卻后，將混合物存放在密封容器中。根據(jù)變壓器油的老化狀態(tài)和腐蝕性，活性的含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物對(duì)經(jīng)處理的變壓器油的重量比率為0.5 100至10 100。
權(quán)利要求
1.從變壓器油除去腐蝕性含硫化合物的方法，包括以下步驟a)向變壓器油中加入含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物，b)將富含所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的變壓器油加熱至300°C，c)冷卻該富含所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的變壓器油，并加入可溶金屬鹽的水溶液，d)加熱至200°C保持至少2小時(shí)，隨后冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物中氧化鋁組分和硅酸鋁組分的比率為20 80至80 20，優(yōu)選50 50。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物的表觀密度為50至800g/l。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述水溶液具有多達(dá)40%的可溶金屬鹽的溶液組分。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的pH值為6. 5至9. 0。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物對(duì)變壓器油的比率，基于各自的重量，為0.01 100至40 100，優(yōu)選為 10 100。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，使用的是元素周期表第三族的稀土元素金屬和鑭系元素。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，向所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物中摻入銀、銅、鋅和/或鐵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，向所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物中摻入硝酸銀以形成銀的氧化物和/或銅鹽以形成銅的氧化物、鋅的氧化物和 /或鐵的氧化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物安置在容器中，其中該容器可連接變壓器罩以及所述變壓器油被引入容器中并被凈化，在所述含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物中結(jié)合的硫化物保留在所述容器中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，當(dāng)含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物完全耗盡時(shí)，可以將所述容器從變壓器罩上移除。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，所述容器具有表明還存在的反應(yīng)性含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物的指示器。
13.根據(jù)權(quán)利要求10或12中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述容器具有加熱裝置用于加熱所述富含有該含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素泥合物的變壓器油。
14.根據(jù)權(quán)利要求10或13中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述容器內(nèi)部的過濾體系包括含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物，并且將所述變壓器油弓I入該過濾體系中。
15.根據(jù)權(quán)利要求10或14中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，所述容器可連接凈化裝置， 其中該凈化裝置可連接變壓器罩，并且變壓器油可從變壓器罩轉(zhuǎn)移至該凈化裝置中進(jìn)行凈 化，并因此可以在變壓器罩之外的容器中除去腐蝕性含硫化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及從變壓器油除去腐蝕性含硫化合物的方法。通過向變壓器油中加入含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物以及加入可溶金屬鹽的水溶液，使用特定的加熱和冷卻階段中和變壓器油中的腐蝕性含硫化合物。該方法的優(yōu)勢(shì)在于無需向變壓器油中加入額外的化學(xué)成分，例如鈍化劑。當(dāng)使用容器接收含氧化鋁-硅酸鋁的稀土元素混合物時(shí)，反應(yīng)可以在容器中進(jìn)行。可能存在的老化產(chǎn)物和結(jié)合的腐蝕性含硫化合物可以借由過濾體系有效地保留在容器中以及可以與容器一起除去。
文檔編號(hào)C10G25/00GK102186959SQ200880131624
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2008年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月20日
發(fā)明者伊萬卡.阿塔納索瓦-霍萊茵, 尤維.蒂斯, 彼得.海因齊格, 維拉迪斯拉夫.梅茲維因斯基 申請(qǐng)人:西門子公司