[发明专利]一种基于滑动弧放电的油冷式六氟化硫降解装置及降解方法

说明书

本发明公开了一种基于滑动弧放电的油冷式六氟化硫降解装置，包括等离子体喷枪、金属电极、陶瓷反应管、油冷箱和尾气吸收池，所述油冷箱是半封闭结构，能够将所述陶瓷反应管完全置入其中，并在所述油冷箱顶部设置有若干个散热风扇；所述油冷箱侧面距底面一定距离处设置有温度传感器。还公来了其降解方法。本发明不仅能够降解浓度和气体流速相对更高的SF₆废气，还能够长时间维持反应工作温度在200℃以下，有效解决了滑动弧放电处理气体能量效率过低的问题。

技术领域

本发明涉及六氟化硫降解技术领域，尤其涉及一种基于滑动弧放电的油冷式六氟化硫降解装置及降解方法。

背景技术

在电力、冶炼等行业中，六氟化硫(Sulfur Hexafluoride,SF₆)气体由于其优异的绝缘性、稳定性等逐年来被广泛使用，其排放量也在逐年增长。然而，SF₆本身也是一种温室气体，其温室效应潜在值(Global Warming Potential,GWP)是CO₂的23500倍，肆意排放对大气环境的威胁十分巨大。同时，随着我国“双碳”目标的提出， SF₆的治理已经迫在眉睫。

从使用前的SF₆气体的角度来说，近年来有学者提出利用能够满足绝缘需求且GWP值低的气体，来对SF₆进行替代，降低SF₆的使用，从而减少其排放，来逐步摆脱目前的现状。但替代气体目前由于安全性等原因，目前不可能对SF₆进行大规模的替代，因而仍处于研究和小范围使用的阶段。而对于使用后的SF₆气体，由于电力工业环境影响，使用了一定时间后，SF₆会被分解，形成SO₂F₂、 SO₂、SOF₂等分解气体，同时还会混入空气、灰尘、水气等杂质，使其SF₆浓度降低，直到无法满足绝缘的需求，被称为SF₆废气，此时需要重新充入新的SF₆气体以满足气体绝缘设备的需求。

对于SF₆废气的处理问题，国内外学者提出了诸多手段，除了替代气体外，回收净化和降解处理是目前来说最为可能改变现状的两种手段。回收净化是通过对SF₆废气中的除SF₆之外的杂质进行吸收、吸附、沉淀、静置等手段，提高气体中SF₆的纯度，使其能够再次满足绝缘的需求，从而完成回收净化。例如： 2021年11月26日公开号为CN113701047A的六氟化硫气体分离回收装置，2022 年1月4日公开号为CN113877228A的一种六氟化硫回收气体精馏提纯系统。两者均通过蒸馏、过滤、分离、低温液化等模块进行多种组合，形成完整的六氟化硫分离回收装置，能够实现对六氟化硫进行回收净化。但整个回收净化流程非常复杂，对工艺流程要求严苛，且需要进行多次循环才能达到目标水平；同时，装置体积偏大、造价颇为昂贵，使得其只适用于一对一的大型气体绝缘设备使用，难以顾及到一些小型绝缘设备，更不用说一些服役于偏远地区的绝缘设备，因此回收净化手段没有从根本上解决SF₆废气的问题。

降解处理是近年来被广泛应用于污染物气体处理的一种手段，通过高温、放电等手段产生等离子体，与污染物气体分子之间发生碰撞、离解等作用，使其发生断键，分解形成其他气体，从而达到无害化降解的目的。利用介质阻挡放电手段降解六氟化硫是一种比较有效的手段，2021年3月16日，董晓虎等人于《高压电器》上发表的“H₂O浓度对填充床式反应器降解SF₆影响的实验研究”中，通过外加H₂O进入到SF₆降解体系中，能够达到90％以上的降解率。但这种处理方式需要SF₆的气流量和浓度均保持在较低水平，限制了其处理效率，仍需进行一定程度的改进。