一种现场回收的C4F7N/CO2混合气体富集精馏提纯装置的制作方法

本技术属于电气设备绝缘气体处理，涉及一种现场回收的c4f7n/co2混合气体富集精馏提纯装置。

背景技术：

1、六氟化硫气体(sf6)具有优良的绝缘灭弧性能，六氟化硫电气设备已成为城市供电和超特高压输变电设备的核心装备，但其具有很强的温室效应，在国际上已被禁排和限用。因此亟待开发新型环保绝缘气体，实现对电网温室气体sf6的完全替代。

2、全氟异丁腈(c4f7n)是目前已知最具应用前景的sf6气体替代介质，已经在电网推广应用。由于c4f7n气体液化温度较高，在电气设备中使用时需要与co2混合，c4f7n/co2混合气体使用后，需要回收处理。随着c4f7n的大规模推广应用，c4f7n气体的回收处理越来越重要。

3、c4f7n/co2混合气体在电力行业作为绝缘介质使用时，混合气体中的c4f7n浓度小于15％，一般使用浓度区间为5％-12％，在这个区间范围内混合气体的绝缘强度与纯sf6气体相当；因此，现场回收的混合气体中的c4f7n的占比浓度在10％左右，由于混合气体中的主绝缘介质(c4f7n)占比较低，采用常规的气体分离提纯方法，无法对混合气体进行分离提纯。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于设计一种c4f7n/co2混合气体富集精馏提纯装置，以解决现场回收的c4f7n/co2混合气体中c4f7n的占比浓度低而导致的常规的方法分离效果差的问题。

2、本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

3、一种现场回收的c4f7n/co2混合气体富集精馏提纯装置，包括：前级分离富集单元和后级精馏提纯单元；所述的前级分离富集单元与后级精馏提纯单元密封连接。

4、本实用新型的装置首先通过前级分离富集单元将c4f7n/co2混合气体中的c4f7n组分与co2组分进行分离，并对c4f7n组分进行富集，得到含有高浓度c4f7n的混合气体，再采用后级精馏提纯单元对含有高浓度c4f7n的混合气体进行进一步提纯，该装置适用于现场回收的c4f7n/co2混合气体的净化处理，装置的处理效率高、能耗低。

5、进一步地，所述的前级分离富集单元包括：有机膜分离装置(11)、第一电磁阀(v1)、第二电磁阀(v2)、第一暂存罐(13)；所述的后级精馏提纯单元包括：压缩机(k1)、热交换器(14)、手动阀(st1)、精馏塔(15)、制冷单元、第二暂存罐(17)、电磁比例调节阀(vt1)、单向阀(18)；所述的有机膜分离装置(11)的第一输出端与第一电磁阀(v1)的一端密封连接，所述的有机膜分离装置(11)的第二输出端与第二电磁阀(v2)的一端密封连接，第二电磁阀(v2)的另一端与第一暂存罐(13)的顶部输入端密封连接，所述的压缩机(k1)的输入端与第一暂存罐(13)的输出端密封连接，压缩机(k1)的输出端与热交换器(14)的顶部输入端密封连接，热交换器(14)的底部输出端与手动阀(st1)的一端密封连接，手动阀(st1)的另一端密封连接在精馏塔(15)的底部，精馏塔(15)的底部与第二暂存罐(17)顶部输入端密封连接，精馏塔(15)的顶部与电磁比例调节阀(vt1)的一端密封连接，电磁比例调节阀(vt1)的另一端与单向阀(18)的输入端密封连接，单向阀(18)的输出端密封连接在有机膜分离装置(11)的顶部输入端；所述的制冷单元分别与热交换器(14)、精馏塔(15)密封连接。

6、进一步地，所述的前级分离富集单元还包括：气体纯度取样装置(12)，所述的气体纯度取样装置(12)密封安装在有机膜分离装置(11)的第二输出端与第二电磁阀(v2)之间。

7、进一步地，所述的制冷单元包括：制冷机(16)、第三电磁阀(v3)、第四电磁阀(v4)；所述的制冷机(16)的输入端分别与热交换器(14)、精馏塔(15)密封连接，制冷机(16)的输出端分别与第三电磁阀(v3)、第四电磁阀(v4)的一端密封连接，所述的第三电磁阀(v3)的另一端与热交换器(14)密封连接，所述的第四电磁阀(v4)的另一端与精馏塔(15)密封连接。

8、进一步地，所述的前级分离富集单元还包括：第一压力传感器(p1)，所述的第一压力传感器(p1)密封安装在第一暂存罐(13)的顶部。

9、进一步地，所述的后级精馏提纯单元还包括：第二压力传感器(p2)，所述的第二压力传感器(p2)密封安装在第二暂存罐(17)的顶部。

10、本实用新型的优点在于：

11、(1)本实用新型的装置首先通过前级分离富集单元将c4f7n/co2混合气体中的c4f7n组分与co2组分进行分离，并对c4f7n组分进行富集，得到含有高浓度c4f7n的混合气体，再采用后级精馏提纯单元对含有高浓度c4f7n的混合气体进行进一步提纯，该装置适用于现场回收的c4f7n/co2混合气体的净化处理，装置的处理效率高、能耗低。

技术特征：

1.一种现场回收的c4f7n/co2混合气体富集精馏提纯装置，其特征在于，包括：前级分离富集单元和后级精馏提纯单元；所述的前级分离富集单元与后级精馏提纯单元密封连接；

2.根据权利要求1所述的一种现场回收的c4f7n/co2混合气体富集精馏提纯装置，其特征在于，所述的前级分离富集单元还包括：气体纯度取样装置(12)，所述的气体纯度取样装置(12)密封安装在有机膜分离装置(11)的第二输出端与第二电磁阀(v2)之间。

3.根据权利要求1所述的一种现场回收的c4f7n/co2混合气体富集精馏提纯装置，其特征在于，所述的制冷单元包括：制冷机(16)、第三电磁阀(v3)、第四电磁阀(v4)；所述的制冷机(16)的输入端分别与热交换器(14)、精馏塔(15)密封连接，制冷机(16)的输出端分别与第三电磁阀(v3)、第四电磁阀(v4)的一端密封连接，所述的第三电磁阀(v3)的另一端与热交换器(14)密封连接，所述的第四电磁阀(v4)的另一端与精馏塔(15)密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种现场回收的c4f7n/co2混合气体富集精馏提纯装置，其特征在于，所述的前级分离富集单元还包括：第一压力传感器(p1)，所述的第一压力传感器(p1)密封安装在第一暂存罐(13)的顶部。

5.根据权利要求1所述的一种现场回收的c4f7n/co2混合气体富集精馏提纯装置，其特征在于，所述的后级精馏提纯单元还包括：第二压力传感器(p2)，所述的第二压力传感器(p2)密封安装在第二暂存罐(17)的顶部。

技术总结
一种现场回收的C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N/CO<subgt;2</subgt;混合气体富集精馏提纯装置，属于电气设备绝缘气体处理技术领域，解决现场回收C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N/CO<subgt;2</subgt;混合气体中C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N占比浓度低而导致的常规的方法分离效果差问题；装置包括：前级分离富集单元和后级精馏提纯单元；前级分离富集单元与后级精馏提纯单元密封连接；装置首先通过前级分离富集单元将C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N/CO<subgt;2</subgt;混合气体中的C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N组分与CO<subgt;2</subgt;组分进行分离，并对C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N组分进行富集，得到含有高浓度C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N的混合气体，再采用后级精馏提纯单元对含有高浓度C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N的混合气体进行进一步提纯，该装置适用于现场回收的C<subgt;4</subgt;F<subgt;7</subgt;N/CO<subgt;2</subgt;混合气体的净化处理，装置的处理效率高、能耗低。

技术研发人员：刘伟,张晓星,朱姗,马凤翔,曹骏,许争杰
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：20221202
技术公布日：2024/1/13