本实用新型涉及尾气回收
技术领域：
，特别是涉及一种混合绝缘气体快速回收系统。
背景技术：
：六氟化硫(SF6)气体因其优良的绝缘灭弧性能，被广泛应用于电力行业。然而六氟化硫的温室效应显著，是《京都议定书》中被禁止排放的6种温室气体之一，因而在使用过程中需要加以严格控制。为适应新的国际环保要求，减少温室气体排放，国内外开始采用混合绝缘气体(SF6+N2、SF6+CO2、SF6+空气等)替代纯六氟化硫绝缘气体，减少六氟化硫气体用量。日内瓦建成世界上第一条SF6、N2混合气体绝缘金属封闭输电线路(GIL)并投运多年，大大减少了SF6气体的使用量，减小了对环境影响。近年，我国电网企业也开始尝试在中压开关、GIS母线上使用混合绝缘气体，应用范围不断扩大。目前，当混合SF6气体设备进行检修、解体或退役时，都必须对设备内的SF6混合气体进行回收处理。纯的SF6气体容易液化，SF6气体回收时一般以液态形式罐装储存。而当混合气体中因含有与SF6相当量的N2或空气等，N2等在常规条件下难以液化，在使用现有的回收装置进行混合气体回收时，储罐压力不断升高，超过压缩机工作压力，导致回收无法持续进行。现场需要准备大量气体容器存储回收气体，增加了回收工作的难度和工作量，也大大增加了设备、材料及运输的成本。综上，现有技术在回收SF6混合气体中，存在回收工作的难度和工作量大，设备、材料及运输成本高的问题。技术实现要素：本实用新型的目的是提供一种混合绝缘气体快速回收系统，以解决上述现有技术存在的问题，不需要大量的容器储存回收气体，降低回收工作的难度和工作量，也大大降低了设备、材料及运输的成本。为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种混合绝缘气体快速回收系统，包括预处理模块、混合气体膜分离模块、SF6液化储存模块和尾气处理模块；所述预处理模块包括预处理器、第一压缩机组、过滤器和加热器，其中所述预处理器的进气端通过管路与混合绝缘气体进气口连接，所述预处理器的出气端与所述第一压缩机组、所述过滤器和所述加热器通过管路依次连接；所述混合气体膜分离模块包括第一膜分离器和第二膜分离器，其中所述第一膜分离器的进气口与所述加热器的出气口通过管路连接，所述第一膜分离器的出气口通过管路与所述第二膜分离器的进气口连接，所述第二膜分离器的出气口通过管路与所述SF6液化储存模块连接，所述第二膜分离器的渗透口通过管路与所述第一压缩机组进气口端的管路连接；所述尾气处理模块包括第三膜分离器和第四膜分离器，所述第三膜分离器的进气口通过管路与所述第一膜分离器的渗透口连接，所述第一膜分离器与所述第三膜分离器之间的管路上依次设置有单向阀、缓存罐和第二压缩机，所述第三膜分离器的出气口通过管路与所述第四膜分离器的进气口连接，所述第四膜分离器的出气口通过管路与所述SF6液化储存模块连接，所述第三膜分离器的渗透口通过管路与排气口连接，所述第四膜分离器的渗透口通过管路与所述缓存罐连接；所述第二膜分离器的渗透口端的管路上、所述第三膜分离器与所述排气口之间的管路上、所述第四膜分离器与所述缓存罐之间的管路上均设置有单向阀。优选地，所述SF6液化储存模块包括通过管路依次连接的第三压缩机、制冷机组和储存罐，所述第二膜分离器和所述第四膜分离器的出气口通过管路分别与所述第三压缩机连接。优选地，所述第二膜分离器与所述第三压缩机之间的管路上有一单向阀，所述第四膜分离器与所述第三压缩机之间的管路上设置有一单向阀。优选地，所述第一膜分离器、所述第二膜分离器、所述第三膜分离器和所述第四膜分离器内部均设置有中空纤维膜。优选地，所述第一压缩机组由至少1个压缩机组成。优选地，还包括真空泵，所述真空泵通过两条真空泵管路分别与所述预处理器进气口端的管路以及所述第四膜分离器与SF6液化储存模块之间的管路连通，两条所述真空泵管路上均设置有电磁阀。本实用新型相对于现有技术取得了以下有益技术效果：1、本实用新型提供的混合绝缘气体快速回收系统，采用膜分离器对混合绝缘气体进行多级分离，对SF6气体的分离效果较好；将混合绝缘气体中分离出的高浓度的SF6气体进行低温液态储存，分离出的SF6气体中N2含量极低，因而在液态储存的过程中不存在大量的无法液态储存的N2，储罐压力升高缓慢，可以持续大量储存液态SF6，减少了储存回收气体SF6容器的需求量，降低回收工作的难度和工作量，也大大降低了设备、材料及运输的成本。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型中混合绝缘气体快速回收系统的结构示意图；图中：1-预处理器、2-第一压缩机组、3-过滤器、4-加热器、5-第一膜分离器、6-第二膜分离器、7-第三膜分离器、8-第四膜分离器、9-缓存罐、10-第二压缩机、11-混合绝缘气体进气口、12-排气口、13-渗透口、14-单向阀、15-第三压缩机、16-制冷机组、17-储存罐、18-真空泵、19-电磁阀。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。本实用新型的目的是提供一种混合绝缘气体快速回收系统，以解决现有技术存在的问题。为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。本实施例中提供了一种混合绝缘气体快速回收系统，如图1所示，包括预处理模块、混合气体膜分离模块、SF6液化储存模块和尾气处理模块；预处理模块包括预处理器1、第一压缩机组2、过滤器3和加热器4，其中预处理器1的进气端通过管路与混合绝缘气体进气口11连接，预处理器1的出气端与第一压缩机组2、过滤器3和加热器4通过管路依次连接，其中第一压缩机组2由至少一个压缩机组成，以满足气体的增压需求；混合气体膜分离模块包括内部设置有中空纤维膜的第一膜分离器5和第二膜分离器6，其中第一膜分离器5的进气口与加热器4的出气口通过管路连接，第一膜分离器5的出气口通过管路与第二膜分离器6的进气口连接，第二膜分离器6的出气口通过管路与SF6液化储存模块连接，第二膜分离器6的渗透口13通过管路与第一压缩机组2进气口端的管路连接；尾气处理模块包括内部设置有中空纤维膜的第三膜分离器7和第四膜分离器8，第三膜分离器7的进气口通过管路与第一膜分离器5的渗透口13连接，第一膜分离器5与第三膜分离器7之间的管路上依次设置有单向阀14、缓存罐9和第二压缩机10，第三膜分离器7的出气口通过管路与第四膜分离器8的进气口连接，第四膜分离器8的出气口通过管路与SF6液化储存模块连接；第三膜分离器7的渗透口13通过管路与排气口12连接，第四膜分离器8的渗透口13通过管路与缓存罐9连接；第二膜分离器6的渗透口13端的管路上、第三膜分离器7与排气口12之间的管路上、第四膜分离器8与缓存罐9之间的管路上均设置有单向阀14；第二膜分离器6与第三压缩机15之间的管路上有一单向阀14，第四膜分离器8与第三压缩机15之间的管路上也设置有一单向阀14，单向阀14的设置是为了防止其所在的管路相对的出气口排出的气体回流。本实施例中，SF6液化储存模块包括通过管路依次连接的第三压缩机15、制冷机组16和储存罐17，第二膜分离器6和第四膜分离器8的出气口通过管路分别与第三压缩机15连接，第二膜分离器6和第四膜分离器8出气口排出的浓度含量合格的SF6气体进入第三压缩机15对进行压缩，之后制冷机组16对其进行冷冻液化后输送到储存罐17进行储存。本实施例提供的混合绝缘气体快速回收系统中，还设置有真空泵18，真空泵18通过两条真空泵18管路分别与预处理器1进气口端的管路以及第四膜分离器8与尾气处理模块之间的管路连通，两条真空泵18管路上均设置有电磁阀19，电磁阀19用于控制真空泵18管路的通断，真空泵18用于在系统进行混合绝缘气体分离工作前对系统的抽真空处理，避免系统使用前内部的气体污染回收的绝缘气体。应用上述实施例中提供的混合绝缘气体快速回收系统进行的混合绝缘气体回收的方法，具体步骤如下：步骤一、混合绝缘气体预处理：混合绝缘气体由混合绝缘气体进气口11进入，依次经过预处理器1、第一压缩机组2、过滤器3和加热器4，预处理器1过滤吸附气体中的分解产物、水分等杂质，第一压缩机组2包含至少一个压缩机，来保证混合绝缘气体分离所需的压力，本实施例中混合绝缘气体经过第一压缩机组2后压力为1.2Mpa，过滤器3过滤保证混合绝缘气体中粉尘颗粒粒径小于0.01μm；加热器4将混合绝缘气体加热到45℃，保证分离温度要求；步骤二、混合绝缘气体分离处理：经过预处理的混合绝缘气体，首先进入第一膜分离器5渗透分离，第一膜分离器5分离后的混合绝缘气体，在第一膜分离器5渗透口13排出的气体含有0.91％浓度的SF6，其余为N2，不能达到直接排放标准，进入尾气处理模块缓存并处理；第一膜分离器5的出气口端输出的的SF6体积浓度为71.76％，继续由第二膜分离器6的进气口输送进入第二膜分离器6中，第二膜分离器6的渗透口13排出的气体含有4.84％浓度的SF6，通过管路直接输送至第一压缩机组2进气口处，重新进行预处理，继续随气体进行循环分离；第二膜分离器6出气口排出的SF6浓度为90.93％，进入SF6液化储存模块进行液化储存；步骤三、尾气处理：第一膜分离器5渗透口13排出的气体含有0.91％浓度的SF6，通过缓存罐9储存后，经过第二压缩机10增压后进入第三膜分离器7，经第三膜分离器7分离后，第三膜分离器7的渗透口13排出的气体中SF6体积含量为600ppm，低于安全生产规定的1000PPm，可以进行直接排放；第三膜分离器7出气口中SF6浓度9.35％，进入第四膜分离器8进行分离，第四膜分离器8的渗透口13排出的SF6气体浓度为2.22％，通过管路输送至缓存罐9内经过第二压缩机10加压后再次进行循环分离；第四膜分离器8的出气口排出的气体中SF6的浓度为92.75％，进入SF6液化储存模块进行液化储存；步骤四、SF6液化储存处理：第二膜分离器6的出气口排出的SF6浓度为90.93％，第四膜分离器8的出气口排出的气体中SF6的浓度为92.75％，进入SF6液化储存处理模块，经过第三压缩机15压缩后通过制冷机组16冷冻液化后输送到储存罐17内储存。本实施例中，在混合绝缘气体预处理前，还需要用真空泵18对回收系统进行抽真空处理。需要说明的是，本实用新型中对混合绝缘气体进行分离的混合气体膜分离模块中的各个膜分离器，采用的是膜分离技术，其主要工作原理是根据混合绝缘气中各气体组分在压力的推动下，通过膜的相对传递速率不同而实现分离。目前常见气体通过膜的分离机理有两种：一是气体通过多孔膜的微孔扩散机理；二是气体通过无孔膜的溶解扩散机理；本实用新型中SF6气体与N2的分离采用的是非多孔膜(又称均质膜)的渗透机理。气体组分在压力作用下，首先在膜的高压侧溶解于膜的表面，然后沿着膜中浓度梯度吸附、溶解、扩散、脱溶、逸出，传递到膜的另一侧(渗透口13侧)，实现两种组分气体的分离。表3-1分多孔膜气体分离膜特性从上述表3-1可见，为了提高有机非多孔膜的气体透过量，必须增大渗透系数、压力差和膜表面积以及减小膜厚度。此处，为了提高混合气体的分离效率，一定要选用渗透系数差较大的膜，即希望膜对混合气中某一组分A有较高的选择性和较大的渗透率，而对另一组B只有较低的选择性和较小的渗透率，这样才能获得较满意的纯化效果。为了增加膜分离表面积，膜分离器(组件单元)结构山板框式提高到螺旋卷式、管式以至中空纤维式，每改进一种结构，分离表面积呈几何级数量增加，以中空纤维式分离膜表面积最大。本实用新型中选用中空纤维膜，其材质为聚碳酸酯，该膜件在使用过程中，主要气体与须分离的气体分离因数α大于3即可进行分离，主要气体的渗透速度参数表3-2(单位为10-6scc/cm2cmHgsec)：表3-2主要气体渗透速率表气体H2O_VSO2H2HeH2SCO2MeOHO2Ar渗透速率20004002101501108120.8186.9气体C2H4COCH4N2C2H6XeSF6渗透速率44.172.42.41.40.50.04混合绝缘气体快速回收时，主要气体由SF6和N2组成，还有一些其他分解物气体或杂质，这些气体与SF6分离因数α如表3-3：表3-3SF6气体与相关气体组分的分离因数气体H2O_VSO2H2SCO2CON2分离因数500001000027502025104.2560由表3-3可知，这些气体分离因数远大于3，使用带有该中空纤维膜的膜分离器能够高效净化分离SF6与其它杂质气体。本实用新型应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。当前第1页1 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