(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉容器に封入した六フッ化硫黄ガスを液化して回収する六フッ化硫黄ガス回収装置において、前記六フッ化硫黄ガス中に混在する不純物に応じて独立しかつ互に任意の組み合せで連結可能な複数の吸着ユニットを備え、該吸着ユニットは装填した吸着剤を加熱し該吸着剤が吸着した前記不純物を排出する吸着剤再生手段を備えたことを特徴とする六フッ化硫黄ガスの回収装置。
【請求項２】
前記吸着ユニットに強制循環手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の六フッ化硫黄ガス回収装置。
【請求項３】
密閉容器に封入した六フッ化硫黄ガスを液化して回収する六フッ化硫黄ガス回収方法において、前記密閉容器内の前記六フッ化硫黄ガス圧力がほぼ大気圧になるまで回収する第１の工程と、強制循環手段によって前記密閉容器と前記六フッ化硫黄ガス中に混在する不純物を吸着する吸着ユニットを経由する循環経路を構成し、前記密閉容器に残留する前記六フッ化硫黄ガスを精製する第２の工程と、前記密閉容器に残留する前記六フッ化硫黄ガスを真空排気して回収する第３の工程と、前記吸着ユニットに備えた吸着剤再生手段によって前記吸着ユニットに装填する吸着剤を再生する第４の工程を備えたことを特徴とする六フッ化硫黄ガスの回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス絶縁変圧器やガス絶縁開閉装置などに封入した六フッ化硫黄（以下、ＳＦ6 と呼ぶ）ガスを回収する設備およびその回収方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＳＦ6 ガスは、地球温暖化防止のための規制対象ガスとして大気への排出が規制されている。このため電気機器に絶縁性ガスとして用いているＳＦ6 ガスは再生利用することが原則になっている。
ＳＦ6 ガスを封入した電気機器は運転中にＳＦ6 ガス中に不純物が混入しその純度が低下する。純度低下の要因としては、運転中に機器内部の有機材料から浸出する微量の水分や空気の混入、機器内部での放電などによって生じる分解生成物である炭素化合物などの分解ガス、さらにはこの分解ガスと電気機器の構成材とが反応して形成される反応生成物質（以下、放電などによって生成する物質を総称して「分解生成物」と呼ぶ）などである。また、電気機器の製造工場や設置場所での組立分解、あるいは定期点検などでのＳＦ6 ガスの回収過程においても水分や空気などの混入が避けられず、回収したＳＦ6 ガスの純度が低下する一因となっている。
【０００３】
ＳＦ6 ガスの再生利用にあたっては、ＳＦ6 ガス中の不純物除去のために吸着剤を使用するが、放電などによって生じる分解生成物には有害物質が含まれることがあり使用済みの吸着剤の取扱いには注意を要する。
しかし、有害物質を含む使用済みの吸着剤が増えることは環境面への影響もあり再利用する方法の開発が課題となっている。吸着剤を再利用するためには再利用が不可能な部分の量が極力少なく、かつ経済的にＳＦ6 ガスを精製する手段が必要である。吸着剤を再利用することは、環境への負担を軽減し、かつＳＦ6 ガスの回収費用を低減することにほかならない。
一方、ＳＦ6 ガスを使用する電気機器の単機容量は徐々に大型化する趨勢にあり、それに伴ってＳＦ6 ガス回収装置も大型化する必要がある。さらに、近年では特に都市部でＳＦ6 ガスを用いる大容量の変電設備などを地下室やビル屋内などに設置する場合が多く、取扱いの容易なＳＦ6 ガス回収装置の実現が望まれている。
【０００４】
図３は、電気協同研究会資料第５４巻第３号第１０３頁に記載のガス再生処理設備を示すブロック図である。このガス再生処理設備では、電気機器から回収するＳＦ6 ガスに金属フッ化物除去、分解ガス除去、水分除去および空気除去の各処理を施した後液化して貯蔵する。、また貯蔵している液化ＳＦ6 を気化させて電気機器に充填する機能を有している。特開平１０−２３０１２４号公報にもほぼ同様の機能を備えたＳＦ6 ガス回収・精製装置が記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＳＦ6 ガス回収・精製装置では以下のような問題があった。
第１の問題点は、電気機器の製造工場や設置場所での組立分解、あるいは定期点検などでのＳＦ6 ガス回収を一つのＳＦ6 ガス回収・精製装置で行おうとすると、吸着剤の吸着能力が早期に飽和し頻繁に取替える必要が生じることである。ＳＦ6 を封入した電気機器内部で異常放電が発生すると、有害なＳＯ2 やＨＦなどの分解ガスやＣｕＦ2 などの反応生成物質を生じるため、使用済み吸着剤の中にはこれら有害物質を含むことになり、使用済み吸着剤の保管あるいは処分が大きな負担になる。
【０００６】
第２の問題点は、電気機器の運転中に絶縁体の有機質部分などから放出される水分や空気、さらには高温に曝されて生じるＣＯ、ＣＯ2 、ＣＦ4 、ＣＨ4 などの炭素化合物がＳＦ6 ガス中に混入するが、従来の吸着剤はこれらの成分に対し万能ではないため、回収するＳＦ6 ガスの純度が低下することである。
第３の問題点は、従来のＳＦ6 ガス回収・精製装置は圧縮機ユニット、吸着塔、回収タンクユニットなどを一体化して構成されており、かさ高くまた大重量であるため、装置の運搬・搬入・据付け・搬出などの取扱いが容易ではない。特にＳＦ6 ガスを封入した電気機器が地下室やビル建物内に設置される場合はＳＦ6 ガス回収方法の選択が大きな問題になる。
【０００７】
この発明は以上のような問題点を解決するためになしたもので、取扱いが容易で回収したＳＦ6 ガスの純度低下が少なく、かつ使用済み吸着剤の発生量が少なく、その保管あるいは処分が容易なＳＦ6 ガスの回収方法および回収装置を実現する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明によるＳＦ6 ガス回収装置は、ＳＦ6 ガス中に混在する不純物に応じて独立しかつ互に任意の組み合せで連結可能な複数の吸着ユニットを備え、吸着ユニットは装填した吸着剤を加熱し吸着剤が吸着した不純物を排出する吸着剤再生手段を備えたものである。
また、吸着ユニットに強制循環手段を備えている。
【０００９】
この発明によるＳＦ6 ガス回収方法は、密閉容器内のＳＦ6 ガス圧力がほぼ大気圧になるまで回収する第１の工程と、強制循環手段によって密閉容器とＳＦ6 ガス中に混在する不純物を吸着する吸着ユニットを経由する循環経路を構成し、密閉容器に残留するＳＦ6 ガスを精製する第２の工程と、密閉容器に残留するＳＦ6 ガスを真空排気して回収する第３の工程と、吸着ユニットに備えた吸着剤再生手段によって吸着ユニットに装填する吸着剤を再生する第４の工程を備えている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜発明の概要＞
本発明のもっとも大きな特徴は、真空ポンプ、圧縮機、冷却器、フイルターなどからなる回収機能部と、回収・貯蔵タンクとからなるＳＦ6 ガスの回収ユニットと、種々の不純物に対応する吸着剤を装填した吸着ユニットの集合体としてＳＦ6 ガスの回収装置を構成したことにある。さらに、有害物質を吸着することのない吸着ユニットにおいては、装填した吸着剤を再生するための機能を付加している。各ユニットは、電気機器の工場組立時、現地組立時、保守点検時、異常時の点検、あるいは通常の定期点検等、ＳＦ6 ガスの回収状況に合わせて選択的に組合わせることにより任意の運用構成を実現できる。
即ち、本発明によるＳＦ6 ガスの回収装置はＳＦ6 ガスの回収状況に合わせて予め不純物を特定し、その特定した不純物に応じて吸着ユニットを適用するものであり、このためＳＦ6 ガスの回収装置がユニット単位で最適化が可能になり、さらに有害物質を含まない吸着剤については再生処理できる点に特徴がある。
【００１１】
以下、本発明によるＳＦ6 ガスの回収装置の運用時の構成方法、運用手順および吸着剤の再生についてその概要を説明する。
１．回収状況に応じて吸着ユニットを選択して運用構成を設定する。
（１）電気機器に異常が発生した場合は、通常ＳＦ6 ガス中に分解ガス・反応生成物質および炭素化合物が認められることから、これの物質を吸着する吸着ユニットを用いてＳＦ6 ガスを回収する。
（２）工場組立て、現地組立てまたは定期点検等の場合は、（１）項のような物質が認められないから、水分および空気に対応する吸着ユニットを用いてＳＦ6 ガスを回収する。
２．ＳＦ6 ガスの回収にあたっては、電気機器内部のＳＦ6 ガス圧力が大気圧になるまで回収した後、電気機器内部の残留ＳＦ6 ガスを強制循環手段によって循環させて不純物を十分に除去し、真空ポンプによってＳＦ6 ガスが残存しないように回収する。
３．有害物質を吸着させない吸着ユニットについては、加熱手段と排気手段とによって吸着ユニット単体で装填した吸着剤の再生を図る。ただし、有害物質を含む分解ガス・反応生成物質吸着ユニットについては加熱手段、排気手段とも設けない。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の第１の実施形態であるＳＦ6 ガス回収装置を後述する回収条件のもとで適用する運用構成を説明するためのブロック図である。図中、１は例えばガス絶縁変圧器等のＳＦ6 ガスを封入した電気機器、２は液化式ＳＦ6 ガス回収ユニット（以下、単に「回収ユニット」と呼ぶ）であり、真空ポンプ、圧縮機、冷却器、フイルターなどからなり回収機能を備えた圧縮機ブロック２ａ、回収・貯蔵タンクとして機能するボンベ２ｂからなっている。もちろん、このボンベは専用の回収・貯蔵タンクであってもよい。３は分解ガス・反応生成物質吸着ユニットで、分解ガス・反応生成物質を対象とする吸着剤を封入した吸着筒３ａを備えている。４は炭素化合物吸着ユニットで、炭素化合物を対象とした吸着剤を封入した吸着筒４ａ、吸着筒４ａの外周に設けた加熱手段となる電気式のヒータ４ｂ、吸着筒４ａの出口に設けた排気手段となる真空ポンプ４ｃ、吸着筒４ａの他の出口に設けた強制循環手段となる圧縮機４ｄを備えている。１０ａ〜１０ｄは各ユニット間および電気機器１の間を接続する管路で、１０ｅは電気機器１へのＳＦ6 ガス充填に使用する管路である。
【００１３】
図１に示す運用構成は、電気機器に過熱や放電などが生じ、ＳＦ6 ガスの回収・精製を行うにあたって、予めＳＦ6 ガス中に分解ガス、反応生成物質あるいは炭素化合物の存在を検知した場合に適用する。以下、このような運用構成を用いてＳＦ6 ガスの回収・精製を行う場合の運用手順を示す。
手順１．回収ユニット２を運転し、電気機器１→分解ガス・反応生成物質吸着ユニット３→炭素化合物吸着ユニット４→圧縮機ブロック２ａ→ボンベ２ｂの経路で電気機器１内部のＳＦ6 ガス圧力が大気圧程度になるまで回収する。
手順２．回収ユニット２を休止し、残留ＳＦ6 ガスの強制循環用手段となる圧縮機４ｄを運転し、電気機器１→分解ガス・反応生成物質吸着ユニット３→炭素化合物吸着ユニット４→圧縮機４ｄ→電気機器１の循環経路によって電気機器１内部に残留するＳＦ6 ガスの不純物を吸収し規定純度になるまで残留ＳＦ6 ガスを循環させる。
手順３．圧縮機４ｄ、分解ガス・反応生成物質吸着ユニット３および炭素化合物吸着ユニット４を休止し、管路１０ｄを経由して電気機器１→圧縮機ブロック２ａ→ボンベ２ｂの経路により電気機器１内部に残存するＳＦ6 ガスをさらに回収する。
【００１４】
図２に示す運用構成は、工場組立て・現地組立ておよび定期点検などの場合を想定したもので、ＳＦ6 ガスの回収・精製と吸着剤の再生をおこなえるように構成しており、水分および空気を吸着する各ユニットと回収ユニットとからなっている。図中、５は水分吸着ユニットで、水分を対象とした吸着剤を封入した吸着筒５ａ、吸着筒５ａの外周に設けた電気ヒータ５ｂ、吸着筒５ａの出口に設けた真空ポンプ５ｃを備えている。６は空気吸着ユニットで、空気を対象とした吸着剤を封入した吸着筒６ａ、吸着筒の外周に設けた電気ヒータ６ｂ、吸着筒６ａの出口に設けた真空ポンプ６ｃ、吸着筒６ａの他の出口に設けた圧縮機６ｄを備えている。１１ａ〜１１ｅは各ユニット間および電気機器１の間を接続する管路であり、１１ｅは電気機器１へのＳＦ6 ガス充填に使用する管路である。
【００１５】
このような運用構成を用いてＳＦ6 ガスの回収・精製を行う場合の運用手順を以下に述べる。
手順１．回収ユニット２を運転し、電気機器１→水分吸着ユニット５→空気吸着ユニット６→圧縮機ブロック２ａ→ボンベ２ｂの経路で、電気機器内部のＳＦ6 ガス圧力が大気圧程度になるまで回収する。
手順２．回収ユニット２を休止し、強制循環手段となる圧縮機６ｄを運転し、電気機器１→水分吸着ユニット５→空気吸着ユニット６→圧縮機６ｄ→電気機器１の循環経路によって電気機器１内部に残存するＳＦ6 ガスの水分、空気を吸収し規定純度になるまで残留ＳＦ6 ガスを循環させる。
手順３．圧縮機６ｄ、水分吸着ユニット５および空気吸着ユニット６を休止し、管路１１ｄを経由して電気機器１→圧縮機ブロック２ａ→ボンベ２ｂの経路で電気機器１内部に残存するＳＦ6 ガスをさらに回収する。
【００１６】
吸着剤の再生をおこなう場合の運用手順を下記する。
電気機器１および回収ユニット２を切り離し、それぞれの吸着ユニット単独で真空ポンプ４ｃ、５ｃ、６ｃを運転するとともに吸着筒の電気ヒータを所定時間通電加熱して吸着剤を再生する。
なお、分解ガス・反応生成物質吸着ユニットの吸着剤は、一部有害物質を吸着しているため、無害化処理等を行い廃棄処分する。さらにまた、炭素化合物ユニットの吸着剤については、一部有害物質が含まれている場合、分解ガス・反応生成物質吸着ユニットと同様無害化処理等を行い廃棄処分する。
【００１７】
つぎに、本発明によるＳＦ6 ガス回収装置を設置する場合の取扱について述べる。
電気機器１の近傍に特定したそれぞれの不純物に応じた吸着ユニットと回収ユニットとを設置する。この場合の運搬、据付け、搬入・搬出は、分割可能なユニットとなっていることからユニット単位で取扱う。設置後はそれぞれのユニット間を漏洩しないような管路で接続し回収作業に備える。
【００１８】
以上説明したように、この発明の第１の実施形態であるＳＦ6 ガス回収装置では、ＳＦ6 ガスの回収状況に合わせて予め不純物を特定しておき、特定したそれぞれの不純物に応じて独立した吸着ユニットを用い、毒性を考慮する必要のない不純物に対する吸着ユニットについては加熱手段と排気手段とによる吸着剤再生の機能を備えているので、
１．有害物質を含まない吸着剤については、廃棄することなく再利用できるので、吸着剤の廃棄量を抑制できる。
２．吸着剤の再利用によってＳＦ6 ガスの回収がより経済的に行える。
３．ＳＦ6 ガス回収装置を独立したユニット単位で構成したので、運搬、据付け、搬入・搬出などの取扱いが容易になる。
【００１９】
また、回収ユニットとは独立して、特定の吸着ユニットと電気機器との間で封入したＳＦ6 ガスを循環できるように強制循環手段を備えたので、電気機器内部の残留ガス中の不純物を十分に除去でき、またＳＦ6 ガスをほぼ１００％回収できる。
【００２０】
以上の説明では、電気機器に封入したＳＦ6 ガスを回収・精製するものとしたが、対象の電気機器はあくまでも例示であって、ＳＦ6 ガス貯蔵用タンクなどの密閉容器にも適用できることはいうまでもない。
【００２１】
実施の形態２．
第１の実施形態では、分解ガス・反応生成物質吸着ユニットと炭素化合物吸着ユニットとによるＳＦ6 ガスの回収、水分吸着ユニットと空気吸着ユニットとによるＳＦ6 ガスの回収について説明したが、回収状況によっては各吸着ユニットをそれぞれ単体で使用してもよい。
この場合は、状況に応じた最小の設備とすることができ、運搬、据付け、搬入・搬出などの取扱が一層良好になる。さらに、水分吸着ユニットに空気吸着ユニットと同様に強制循環手段を備えれば単体ユニットの活用度が一層向上する。
【００２２】
【発明の効果】
この発明によるＳＦ6 ガス回収装置は、ＳＦ6 ガス中に混在する不純物に応じて独立しかつ互いに任意の組み合せで連結可能な複数の吸着ユニットを備え、吸着ユニットは装填した吸着剤を加熱し吸着剤が吸着した不純物を排出する吸着剤再生手段を備えたので、運搬、据付け、搬入・搬出などの取扱いが容易であると同時に、吸着剤が再生できるため吸着剤の廃棄量が抑制できＳＦ6 ガスの回収がより経済的に行える。
また、吸着ユニットに強制循環手段を備えているので、吸着剤が再生が容易である。
【００２３】
この発明によるＳＦ6 ガス回収方法は、密閉容器内のＳＦ6 ガス圧力がほぼ大気圧になるまで回収する第１の工程と、強制循環手段によって密閉容器とＳＦ6 ガス中に混在する不純物を吸着する吸着ユニットを経由する循環経路を構成し、密閉容器に残留するＳＦ6 ガスを精製する第２の工程と、密閉容器に残留するＳＦ6 ガスを真空排気して回収する第３の工程と、吸着ユニットに備えた吸着剤再生手段によって吸着ユニットに装填する吸着剤を再生する第４の工程を備えたので、回収したＳＦ6 ガスの純度が良好になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるＳＦ6 ガスの回収装置の第１の運用構成を説明するためのブロック図である。
【図２】  本発明によるＳＦ6 ガスの回収装置の第１の運用構成を説明するためのブロック図である。
【図３】  従来のＳＦ6 ガス精製設備のブロック図である。
【符号の説明】
１‥ＳＦ6 封入電気機器、２‥回収ユニット
３‥分解ガス・反応生成物質吸着ユニット、４‥炭素化合物吸着ユニット
５‥水分吸着ユニット、６‥空気吸着ユニット
【図１】
0003847489.tif 000002
【図２】
0003847489.tif 000003
【図３】
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