本發(fā)明涉及六氟化硫降解，特別是涉及基于氣液兩相介質(zhì)阻擋放電等離子體的sf6降解裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、六氟化硫（sf6）因其具有優(yōu)異的電氣絕緣性能和滅弧性能，常被應(yīng)用于電力行業(yè)。由于sf6是強溫室效應(yīng)氣體，其溫室效應(yīng)潛在值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于co2，所以對sf6降解可大大減少sf6對大氣環(huán)境的危害，具有十分重要的意義。

2、近年來，已經(jīng)出現(xiàn)了sf6廢棄吸附凈化、sf6替代氣體和sf6廢棄降解與轉(zhuǎn)化等減排手段。其中，放電降解技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高降解率和低能耗，受到了廣泛關(guān)注。具體地，主要采用介質(zhì)阻擋放電的形式對sf6進行降解處理。比如，對sf6廢氣進行稀釋通入到介質(zhì)阻擋反應(yīng)器中進行降解，但此時sf6降解率有限，且產(chǎn)物選擇性差；以及，通過改變輸入電壓、頻率、介質(zhì)類型、背景氣體、外加氣體等條件探究各個因素對sf6降解的影響效果，并且發(fā)現(xiàn)當(dāng)有適量水參與反應(yīng)時會提高降解率和能效，但此時sf6降解率有限，且降解效果較差，同時產(chǎn)物中存在多種有毒物質(zhì)，如so2f2、sof2等。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是實現(xiàn)sf6高效無害化降解。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于氣液兩相介質(zhì)阻擋放電等離子體的sf6降解裝置及方法。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于氣液兩相介質(zhì)阻擋放電等離子體的sf6降解裝置，包括：進氣控制模塊、介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)模塊、堿性溶液池和堿液供入模塊；

3、所述進氣控制模塊包括配氣混氣單元，以及與所述配氣混氣單元連接的sf6氣瓶和惰性氣體氣瓶，其中，所述sf6氣瓶和所述惰性氣體氣瓶分別用于向所述配氣混氣單元供入sf6氣體和惰性氣體，所述配氣混氣單元用于利用所述惰性氣體稀釋所述sf6氣體，并按照預(yù)設(shè)比例對所述sf6氣體和所述惰性氣體進行配氣，得到混合氣體；

4、所述介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)模塊包括介質(zhì)阻擋反應(yīng)器，以及外接于所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的等離子體電源，其中，所述等離子體電源用于對所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器施加電壓，以使所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器內(nèi)部形成電場，所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的進氣口與所述配氣混氣單元連接，所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器用于利用所述電場將所述混合氣體中的惰性氣體激發(fā)為等離子體，并基于所述電場和所述等離子體對所述混合氣體中的sf6氣體進行降解，得到低氟硫化物；

5、所述堿液供入模塊分別與所述堿性溶液池和所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器連接，所述堿液供入模塊用于向所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器供入所述堿性溶液池中的堿性溶液；

6、所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器還用于利用所述等離子體激發(fā)所述堿性溶液產(chǎn)生氫氧根離子，并基于所述氫氧根離子對所述低氟硫化物進行降解，得到降解尾氣；

7、所述堿性溶液池與所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的出氣口連接，所述堿性溶液池用于吸收所述降解尾氣。

8、優(yōu)選地，還包括：

9、堿液洗氣池，所述堿液洗氣池與所述堿性溶液池連接，所述堿液洗氣池用于吸收所述堿性溶液池中未被吸收的降解尾氣。

10、優(yōu)選地，所述惰性氣體氣瓶中的惰性氣體包括ar氣體。

11、優(yōu)選地，所述配氣混氣單元包括質(zhì)量流量計，所述質(zhì)量流量計用于實時控制sf6氣體和惰性氣體的供入濃度和供入流速。

12、優(yōu)選地，所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器為同軸式介質(zhì)阻擋反應(yīng)器。

13、優(yōu)選地，所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器包括同軸連接的高壓電極和低壓電極，其中，所述高壓電極被阻擋介質(zhì)包裹，所述等離子體電源外接于所述高壓電極和所述低壓電極。

14、優(yōu)選地，所述堿液供入模塊包括泵入單元和霧化單元，其中，所述泵入單元的一端與所述堿性溶液池連接，所述泵入單元的另一端與所述霧化單元連接，所述泵入單元用于將所述堿性溶液池中的堿性溶液泵入所述霧化單元，所述霧化單元設(shè)置在所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的進氣口一側(cè)，所述霧化單元用于向所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器供入均勻霧化后的堿性溶液。

15、優(yōu)選地，所述泵入單元為一蠕動泵。

16、優(yōu)選地，所述霧化單元為一霧化噴淋頭。

17、優(yōu)選地，所述堿性溶液池中的堿性溶液包括naoh溶液。

18、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于氣液兩相介質(zhì)阻擋放電等離子體的sf6降解方法，所述sf6降解方法應(yīng)用于如上所述的sf6降解裝置，包括：

19、sf6氣瓶和惰性氣體氣瓶分別向配氣混氣單元供入sf6氣體和惰性氣體；

20、所述配氣混氣單元利用所述惰性氣體稀釋所述sf6氣體，并按照預(yù)設(shè)比例對所述sf6氣體和所述惰性氣體進行配氣，得到混合氣體；

21、等離子體電源對介質(zhì)阻擋反應(yīng)器施加電壓，以使所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器內(nèi)部形成電場；

22、所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器利用所述電場將所述混合氣體中的惰性氣體激發(fā)為等離子體，并基于所述電場和所述等離子體對所述混合氣體中的sf6氣體進行降解，得到低氟硫化物；

23、堿液供入模塊向所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器供入堿性溶液池中的堿性溶液；

24、所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器利用所述等離子體激發(fā)所述堿性溶液產(chǎn)生氫氧根離子，并基于所述氫氧根離子對所述低氟硫化物進行降解，得到降解尾氣；

25、所述堿性溶液池吸收所述降解尾氣。

26、優(yōu)選地，在所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器利用所述等離子體激發(fā)所述堿性溶液產(chǎn)生氫氧根離子，并基于所述氫氧根離子對所述低氟硫化物進行降解，得到降解尾氣之后，還包括：

27、對所述降解尾氣進行成分檢測，得到sf6降解率和sf6能量效率，其中，所述sf6能量效率為單位輸入能量下的sf6氣體降解質(zhì)量。

28、本發(fā)明實施例一種基于氣液兩相介質(zhì)阻擋放電等離子體的sf6降解裝置及方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果在于：通過將sf6/惰性氣體混合氣體通入到介質(zhì)阻擋反應(yīng)器中，在等離子體的作用下使sf6活化分解；同時將堿性溶液通入到介質(zhì)阻擋反應(yīng)器中，堿性溶液在等離子體的作用下被激發(fā)活化產(chǎn)生大量氫氧根離子，與sf6初級分解物反應(yīng)，促進sf6的分解；降解后的氣體通過堿液洗氣池進行處理，實現(xiàn)sf6無害化排放。

技術(shù)特征：

1.一種基于氣液兩相介質(zhì)阻擋放電等離子體的sf6降解裝置，其特征在于，包括：進氣控制模塊、介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)模塊、堿性溶液池和堿液供入模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sf6降解裝置，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sf6降解裝置，其特征在于，所述惰性氣體氣瓶中的惰性氣體包括ar氣體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sf6降解裝置，其特征在于，所述配氣混氣單元包括質(zhì)量流量計，所述質(zhì)量流量計用于實時控制sf6氣體和惰性氣體的供入濃度和供入流速。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sf6降解裝置，其特征在于，所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器為同軸式介質(zhì)阻擋反應(yīng)器。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的sf6降解裝置，其特征在于，所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器包括同軸連接的高壓電極和低壓電極，其中，所述高壓電極被阻擋介質(zhì)包裹，所述等離子體電源外接于所述高壓電極和所述低壓電極。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sf6降解裝置，其特征在于，所述堿液供入模塊包括泵入單元和霧化單元，其中，所述泵入單元的一端與所述堿性溶液池連接，所述泵入單元的另一端與所述霧化單元連接，所述泵入單元用于將所述堿性溶液池中的堿性溶液泵入所述霧化單元，所述霧化單元設(shè)置在所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的進氣口一側(cè)，所述霧化單元用于向所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器供入均勻霧化后的堿性溶液。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的sf6降解裝置，其特征在于，所述泵入單元為一蠕動泵。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的sf6降解裝置，其特征在于，所述霧化單元為一霧化噴淋頭。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的sf6降解裝置，其特征在于，所述堿性溶液池中的堿性溶液包括naoh溶液。

11.一種基于氣液兩相介質(zhì)阻擋放電等離子體的sf6降解方法，其特征在于，所述sf6降解方法應(yīng)用于如權(quán)利要求1至10任一項所述的sf6降解裝置，包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的sf6降解方法，其特征在于，在所述介質(zhì)阻擋反應(yīng)器利用所述等離子體激發(fā)所述堿性溶液產(chǎn)生氫氧根離子，并基于所述氫氧根離子對所述低氟硫化物進行降解，得到降解尾氣之后，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于氣液兩相介質(zhì)阻擋放電等離子體的SF<subgt;6</subgt;降解裝置及方法，該裝置包括：進氣控制模塊、介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)模塊、堿性溶液池和堿液供入模塊；進氣控制模塊包括配氣混氣單元，以及與配氣混氣單元連接的SF<subgt;6</subgt;氣瓶和惰性氣體氣瓶；介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)模塊包括介質(zhì)阻擋反應(yīng)器，以及外接于介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的等離子體電源，介質(zhì)阻擋反應(yīng)器用于利用電場將混合氣體中的惰性氣體激發(fā)為等離子體，并基于電場和等離子體對混合氣體中的SF<subgt;6</subgt;氣體進行降解，得到低氟硫化物，以及利用等離子體激發(fā)堿性溶液產(chǎn)生氫氧根離子，并基于氫氧根離子對低氟硫化物進行降解，得到降解尾氣；堿性溶液池與介質(zhì)阻擋反應(yīng)器的出氣口連接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)SF<subgt;6</subgt;高效無害化降解。

技術(shù)研發(fā)人員：黃佳斌,樊立波,韓榮杰,孫智卿,屠永偉,萬燕珍,方響,來益博,蔣建,宣羿,陳益芳,王億,王奇鋒,龍莉娟
受保護的技術(shù)使用者：國網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6