退役复合绝缘子清洗工艺的研究

发布时间：2020-08-11 21:27

【摘要】：近几十年来,硅橡胶复合绝缘子以其重量轻、憎水性好、耐污闪能力强、免清扫的优点逐渐成为中高压电网中挂网数量最多的一类绝缘子。随着服役年限的临近,越来越多的绝缘子从电网中退役,因此,退役绝缘子的资源化处理问题迫在眉睫。硅橡胶复合绝缘子在回收前,必须要将其表面污秽清洗干净,以保证下一步粉碎后的胶粉质量和性能。因此,本文致力于研究退役复合绝缘子专用清洗剂以及清洗工艺,期望可以做好退役复合绝缘子资源化处理的第一步。首先,本文对郑州地区的退役复合绝缘子污秽成分做了系统分析,通过扫描电镜、离子色谱测定和电感耦合等离子体发射光谱、红外光谱、X射线衍射仪等表征,分析了绝缘子污秽的形貌特征、污秽中水溶性组分及含量、污秽中水不溶性污秽成分。结果显示:郑州地区的硅橡胶退役复合绝缘子表面可溶性污秽的主要成分为CaSO_4,同时含有少量的NaCl和硝酸盐;不溶性污秽主要成分为SiO_2,另外含有少量Al(OH)_3和油脂;污秽之间堆积致密,硅橡胶层老化严重,缝隙中有较多的污秽渗入,一般水洗难以清除。其次,测定了十二种表面活性剂的克拉夫点、浊点、HLB值等基础数据,筛选出三组复配体系:椰油酰胺丙基甜菜碱(CAB-35)/脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸钠(AEC-9)复配体系、十二烷基苯磺酸钠(LAS)/脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)复配体系和十二烷基苯磺酸钠(LAS)/椰油基葡糖苷(APG0814)复配体系,进行了复配性能研究,结果显示:(1)CAB-35/AEC-9复配体系稳定性高,溶解性强;在质量比为8:2时,复配体系临界胶束浓度最低,达到52.95 mg·L~(-1),对应的γ_(CMC)为26.4 mN·m~(-1);在该配比下,泡沫性能和润湿性能均达到最好,二者之间表现出协同作用。(2)、在LAS与AEO-9的质量比为6:4,3:7,2:8以及1:9处,临界胶束浓度低于两个单一体系,结合泡沫性能和润湿时间数据,确定在质量比2:8时协同作用较好。(3)十二烷基苯磺酸钠LAS与椰油基葡糖苷APG0814复配体系存在一定的协同效应,但很弱。最后,设计了润湿-刷洗-清洗工艺,以可溶性污秽清洗效率η_1和不溶性污秽η_2为指标,对CAB-35/AEC-9体系和LAS/AEO-9体系进行配方设计,确定了一种高效环保清洗剂,其配方(以100g计)为:1.67 g LAS,5.00 g AEO-9,3.33 g LF-221,5.00 g EDTA二钠,0.0068 g AFE-3168,85 g水。清洗工艺参数为:清洗剂使用浓度0.30%,润湿时间120 s,刷洗时间120 s。在此条件下,清洗效率η_1和η_2分别可达86%和93%以上。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM216
【图文】：

SEM图,绝缘子,表面污秽,表面

2 绝缘子表面污秽成分分析2.2.1 绝缘子污秽表面的形貌分析为了对复合绝缘子的表面污秽形貌、颗粒物大小、分布情况、厚度以及其与绝缘子表面结合情况做出分析，我们选取退役复合绝缘子样品，对其表面和截面进行了扫描电镜（SEM）分析，实验结果如图 2.1 所示。表面 500 倍表面 3000 倍2.2 实验结果与讨论

对比图,水不溶物,对比图,有机物

53.50%，13.09%，5.14%；碳、氢、氧是构成有机物的主要元素，从各种元素含量上分析，结合红外和XRD的测定结果，污秽中主要含有硅、铝的氧化物，除此之外还可能含有有机物。图2.4的XRD图谱中与库中标准卡片对比后发现，污秽物质与Al(OH)3的相似度较高。故绝缘子表面污秽不溶物的主要成分为SiO2，另外还含有Al(OH)3和少量的油脂等有机物。

曲线,复配体系,表面张力,曲线

图 3.1 CAB-35/AEC-9 复配体系表面张力曲线进一步计算该复配体系的临界胶束浓度 CMC、最低表面张力γCMC、饱和吸附量Γmax及平均每个分子占有的最小面积 Amin，Γmax和 Amin可由吉布斯吸附等温式计算[52-53]，按照公式 3.1、3.2 计算：计算得到和表面性能参数见表 3-7。max1Γ2.303 TRT logC(3.1)minmax1AΓ AN(3.2)式中，γ—表面张力，mN/m-1；T—绝对温度，K；R—热力学常数，8.314J/(moK)；NA—阿伏伽德罗常数。不同表面活性剂混合胶束的形成，是复配体系最佳协同效应产生的前提基础。一般情况下，不同类型表面活性剂的混合为非理想混合或接近非理想混合，对于混合胶束体系，存在如下关系式[54]： 21 12 1 1 121 12 1 1 1ln /11 ln 1 / 1 m mm mX CMC CMC XX CMC CMC X(3.3)

【参考文献】