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變壓吸附法是一種氣體吸附分離技術(shù),通過(guò)改變壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)氣體的吸附和解吸過(guò)程。吸附分離是利用吸附劑對(duì)特定氣體吸附和解析能力上的差異進(jìn)行分離的。為了促進(jìn)這個(gè)過(guò)程的進(jìn)行,常用的有加壓法和真空法等。減少溫室氣體排放、減緩氣候變化是《聯(lián)合國(guó)氣候變化公約》和《京都議定書(shū)》的主要目標(biāo),而我國(guó)在減少溫室氣體排放方面所面臨的國(guó)際壓力越來(lái)越大。吸附過(guò)程具有體積相對(duì)較小、自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但變壓吸附存在出氣過(guò)程不穩(wěn)定、產(chǎn)品氣純度有波動(dòng)等問(wèn)題。
低溫冷凝吸附法是采用制冷機(jī)為冷源的分離方法,利用氦氣沸點(diǎn)低的物理特性,達(dá)到分離氣體的目的。此種方法適用于氦氣使用量小、壓力穩(wěn)定且連續(xù)使用的工況。
氦(He)在整個(gè)宇宙中占23%,含量?jī)H次于氫,但氦氣濃度低,為一種稀有氣體。目前,具有工業(yè)價(jià)值的氦(>0.1%)主要提取自天r然氣藏,含量可達(dá)7.5%。氦氣高壓低溫冷凝、吸附法是一種經(jīng)典可靠的純化技術(shù),該技術(shù)工藝成熟,被廣泛應(yīng)用在高純度氦氣的提純工藝中。近年來(lái),液化天然R氣(LNG)產(chǎn)業(yè)興起,氦氣可在LNG尾氣中富集,可進(jìn)一步降低氦氣的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
目前,針對(duì)氦氣藏形成的研究較為薄弱,一般認(rèn)為,在漫長(zhǎng)的地地質(zhì)歷史中,富鈾釷的礦物和巖石可生成大量氦氣并部分保存;在劇烈的地球活動(dòng)中,氦氣會(huì)集中釋放并溶于地下水;六氟化硫在電力工業(yè)中的主要優(yōu)點(diǎn)如下:A、電絕緣性能和消弧性能好,絕緣性能為空氣的2~3倍,而且氣體壓力越大,絕緣性能越增z高。如其能運(yùn)移到天R然氣藏中,便可以形成富氦天R然氣藏;氦氣分子半徑小,需要封閉能力更強(qiáng)的蓋層,如膏巖層等。
單單在華東地區(qū),截至2006年,其110kV和220kV的GIS間隔就達(dá)到了1812個(gè),還不包括電廠、大型企業(yè)使用的,也沒(méi)有包含500kV和35kV的GIS。圖1是直接摘取的華東電網(wǎng)的GIS增長(zhǎng)情況,由圖中可以看出,其GIS間隔自2002年起開(kāi)始大幅增加,2002年至2004年增加了420個(gè),2006年達(dá)到了1812個(gè)間隔,可見(jiàn):2004年至2006年就增加了1400余個(gè)間隔,其增長(zhǎng)率趨勢(shì)是驚人的。氦氣廣泛應(yīng)用于科研、石化、制冷、半導(dǎo)體、管道檢漏、超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)、金屬制造、深海潛水、高精度焊接、光電子產(chǎn)品生產(chǎn)等。
GIS的電壓覆蓋范圍甚至可以達(dá)到500kV、750kV等級(jí)。但GIS中六氟化硫氣體的用量也是驚人的,其一個(gè)氣室的用氣量就會(huì)達(dá)到數(shù)百公斤。對(duì)有些大型變電站,尤其是較大電廠,其年漏氣量甚至?xí)_(dá)到數(shù)百公斤,甚至上噸 。由于氦在血液中的溶解度很低,因此可以加到氧氣中防止減壓病,作為潛水員的呼吸用氣體,或用于治了氣喘和窒息。由此推算,其漏氣總量是驚人的,而且,GIS的使用還在不斷的擴(kuò)大之中。
目前,GIS裝置在大中城市、電廠等都已經(jīng)普遍使用,而對(duì)六氟化硫的年漏氣總量還未見(jiàn)到有關(guān)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).