專(zhuān)利名稱(chēng)：變壓器用高效干燥劑及其所用助劑、制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器用高效干燥劑及其所用助劑、制法。
背景技術(shù)：
在變壓器使用過(guò)程中，由于其使用的循環(huán)油質(zhì)在循環(huán)降溫過(guò)程中會(huì)生成部分酸和水，從而降低了變壓器的使用壽命或功率，不得不經(jīng)常對(duì)變壓器進(jìn)行檢修。這就給用戶(hù)造成了很大的麻煩，也不便于正常生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)效率，增加了生產(chǎn)成本。通用硅膠在濕度低的情況下基本上沒(méi)有吸附能力，以濕度為RH10％為例，通用硅膠的吸附能力僅僅為5％左右。此外，通用干燥劑在被放入水中或油中時(shí)，會(huì)因快速吸收大量的水或油而釋放出大量的熱量，在類(lèi)似于溶漲力的力作用下發(fā)生粉碎炸裂，使變壓器無(wú)法正常工作。此外，通用硅膠也不能夠再生、變壓器油需經(jīng)常更換。
另外，通用干燥劑在高溫條件下(指變壓器最高額定功率下的最大溫度)，水及酸性物質(zhì)很容易脫附。
因此，非常需要研制一種能夠解決上述問(wèn)題的通用硅膠替代品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供這樣一種干燥劑，其在高濕度條件下的油中浸泡時(shí)不會(huì)炸裂，在低濕度條件下有較高的吸附量，高溫條件下不脫附，一次使用周期長(zhǎng)，同時(shí)能夠再生。
本發(fā)明的再一個(gè)目的就是提供一種生產(chǎn)這種干燥劑的制備方法。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種干燥劑用助劑。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人進(jìn)行了深入細(xì)致的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過(guò)在硅膠中采用一種無(wú)毒環(huán)保價(jià)格低廉并且含無(wú)機(jī)鹽和金屬氧化物的復(fù)合助劑，可以有效地提高干燥劑在低濕度條件下的吸附能力和防止高溫條件下脫附的能力，并且在油中不易炸裂，從而實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明。由此，本發(fā)明提供了一種新型變壓器用高效干燥劑組合物，它包括100重量份的球形硅膠，和10-40重量份的復(fù)合助劑，其中所述復(fù)合助劑由占助劑總重量10-40％，優(yōu)選10-40％，更優(yōu)選20-40％的無(wú)機(jī)鹽和1-20重量％，優(yōu)選5-15％，更優(yōu)選5-10％的金屬氧化物和余量的水組成。
本發(fā)明還提供了該高效干燥劑組合物的制備方法，包括如下步驟(a)將重量比為(10-40)∶(1-20)的無(wú)機(jī)鹽和金屬氧化物在水中混合制成復(fù)合助劑浸漬液，(b)將球形硅膠浸漬于復(fù)合助劑浸漬液中，和(c)將浸漬過(guò)的硅膠干燥、灼燒。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，提供了一種變壓器高燥劑用助劑，其由占助劑總重量10-40％，優(yōu)選10-40％，更優(yōu)選10-30％的無(wú)機(jī)鹽和1-20重量％，優(yōu)選5-15％，更優(yōu)選5-10％的金屬氧化物和余量的水組成。
對(duì)于熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，從以下的發(fā)明詳述和所附權(quán)利要求書(shū)中，本發(fā)明的這些和其他一些目的和特征將變得十分清楚。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的干燥劑具有如下優(yōu)點(diǎn)①本發(fā)明采用自行研制的無(wú)毒無(wú)害地化學(xué)助劑材料，不含有任何公害物質(zhì)，能較好地吸附油中酸性物質(zhì)和水份；②本發(fā)明在油中浸泡不炸裂，不影響變壓器工作，在低溫下有較強(qiáng)吸附能力，且在較高溫度下不脫吸附水份；③本發(fā)明采用的化學(xué)助劑價(jià)格比較低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，但其產(chǎn)品性能接近于高效干燥劑(軍工用)水平。本發(fā)明的目的就是提供這樣一種生產(chǎn)變壓器用高效干燥劑的制備方法。
本發(fā)明中，除非特別指明，術(shù)語(yǔ)“納米級(jí)”是指平均直徑小于100nm(的硅膠(SiO2.nH2O))。術(shù)語(yǔ)“粗孔硅膠”是指平均孔徑為8-10nm的硅膠。
球形硅膠顆粒的制備用于本發(fā)明的球形硅膠優(yōu)選為高強(qiáng)度、不透明的固體硅膠顆粒，其制備方法可以包括如下步驟
(1)制備硅膠粉(優(yōu)選200目以下)將粗孔硅膠(大顆粒，粒度范圍不限)加入到粉碎設(shè)備中，進(jìn)行加工粉碎，粉碎后粒度分級(jí)，即得合適粒度(優(yōu)選200目以下)的硅膠膠粉。根據(jù)本發(fā)明的一種替代方案，可以省略步驟(1)，直接購(gòu)買(mǎi)合適粒度的硅膠作為硅膠膠粉。
(2)配制粘合劑將納米級(jí)二氧化硅用水稀釋到5-6波梅度(Bé)作為粘合劑。
(3)制備球形硅膠將步驟(2)中配制的粘合劑，優(yōu)選以噴灑方式，涂敷在步驟(1)中制得并加入到造粒機(jī)如滾球造粒設(shè)備中的硅膠粉上，直至膠粉成為球形顆粒。噴灑納米級(jí)二氧化硅用的壓力容器設(shè)備沒(méi)有特別限制，但優(yōu)選使用能至少承受0.6MP壓力的抗壓容器。優(yōu)選地，可以將制得的球形硅膠進(jìn)行篩選分級(jí)，優(yōu)選采用平均粒徑為1-8mm或其某一部分如2-6mm的硅膠來(lái)進(jìn)行下一步工序。
在浸漬到復(fù)合助劑浸漬液前，球形硅膠要進(jìn)行烘干，不能直接使用。將球形硅膠烘干到水份小于5wt％。
復(fù)合助劑浸漬液的配制用于本發(fā)明的復(fù)合助劑浸漬液由1-40重量％，優(yōu)選10-40重量％的無(wú)機(jī)鹽，和5-20重量％的金屬氧化物和余量的水混合而成。其中，無(wú)機(jī)鹽可以包括但不限于氯化鎂、氯化鈣、氫氧化鈣、高氯酸鹽或它們中兩種或多種的混合物。如果使用氯化鎂，則其在浸漬液中的濃度優(yōu)選為為1-10％。如使用氯化鈣，則優(yōu)選重量比率為1-40％，更優(yōu)選的使用10-30％的比率。如使用氫氧化鈣，則優(yōu)選重量比率為5-20％。金屬氧化物包括但不限于氧化鈣、氧化鎂或它們的混合物。如使用氧化鈣，則其在浸漬液中的濃度優(yōu)選為1-10重量％，更優(yōu)選的使用5-10％。如使用氧化鎂，則優(yōu)選為1-10重量％，更優(yōu)選的使用5-10％。無(wú)機(jī)鹽和金屬氧化物可以獨(dú)立地以固體或溶液形式、分別或同時(shí)加入到溶劑中混合。
干燥劑組合物的制備然后，在適當(dāng)?shù)慕n設(shè)備如染膠設(shè)備中，將球形硅膠浸漬于復(fù)合助劑浸漬液中。復(fù)合助劑浸漬液的用量應(yīng)當(dāng)能夠足以浸漬硅膠，例如復(fù)合助劑浸漬液∶硅膠為2∶1(體積比)的比例加入。浸漬時(shí)間沒(méi)有特別限制，優(yōu)選至少浸漬3小時(shí)，更優(yōu)選浸漬3-5小時(shí)。然后，將浸漬過(guò)的硅膠撈出、干燥并灼燒。優(yōu)選使用的烘干溫度為110-150OC，最好烘到水份低于2重量％。然后在高溫爐內(nèi)進(jìn)行高溫灼燒，優(yōu)選使用的灼燒溫度為200-240℃，灼燒時(shí)間為3-4小時(shí)。優(yōu)選在灼燒前或灼燒后，更優(yōu)選在灼燒前，可以將球形硅膠進(jìn)行分級(jí)，優(yōu)選采用平均粒徑為1-8mm或其某一部分如2-6m的硅膠。經(jīng)過(guò)上述步驟，就可以得到本發(fā)明變壓器用高效干燥劑組合物，它為顆粒狀，具有納米級(jí)微孔結(jié)構(gòu)。
再生本發(fā)明的變壓器用干燥劑可以方便地再生。再生方法為將變壓器用高效干燥劑取出，在高溫150℃下烘足夠時(shí)間例如2小時(shí)即可。
雖然不愿受任何理論的約束，但是據(jù)信，正是由于采用了上述組成和制備方法，本發(fā)明的變壓器用高效干燥劑組合物才表現(xiàn)出如下優(yōu)異功能1、具有優(yōu)異的吸附性。具體來(lái)說(shuō)，可能由于本發(fā)明所采用的化學(xué)助劑與硅膠表面的硅醇鍵相結(jié)合，使得硅膠能夠在低吸附條件下吸附大量的水蒸氣和微量的酸，從而解決了吸附容量大的硅膠在低濕度條件下吸附量低的問(wèn)題；本發(fā)明生產(chǎn)出的產(chǎn)品能達(dá)到10％以上的吸附能力；而通用硅膠僅僅為5％左右。
2、硅膠經(jīng)過(guò)本發(fā)明方法加工處理后，具有在高濕度條件下或在水中(或油中)不炸裂的特點(diǎn)，從而解決了硅膠，如常規(guī)粗孔硅膠或常規(guī)細(xì)孔硅膠，在高濕度條件下易炸裂這一現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，相應(yīng)地，本發(fā)明的干燥劑組合物也不易炸裂；3、本發(fā)明干燥劑組合物還能夠再生，再生方法簡(jiǎn)單，易行，并且一次使用循環(huán)的時(shí)間長(zhǎng)，因此，使用本發(fā)明可大大降低變壓器油的更換次數(shù)，增加變壓器的使用壽命。
4、另外，本發(fā)明生產(chǎn)的高效干燥劑由于其表面性質(zhì)的改變，使其具有了能夠牢固水份或酸性物質(zhì)的特性，從而在較高的溫度下也不能使水份或酸性物質(zhì)脫附。而通用干燥劑在高溫條件下，水及酸性物質(zhì)很容易脫附。
實(shí)施例實(shí)施例1硅膠膠粉的制備將粗孔硅膠(粒度不限，吸附量在80重量％以上)，放入粹碎機(jī)中粉碎，進(jìn)行篩分，選擇200目以下的膠粉進(jìn)行下一步工序。
實(shí)施例2干燥劑的制備開(kāi)動(dòng)造粒設(shè)備，將20公斤實(shí)施例1中制備的200目以下的硅膠膠粉加入球形造粒設(shè)備中，再將配制好的納米級(jí)二氧化硅(工業(yè)級(jí)，下同)的5Bé溶液噴灑到硅膠表面，制球。將制得的球進(jìn)行烘干、篩選，選取3-6mm的硅膠進(jìn)行浸染試驗(yàn)，首先將配制好的含20重量％氯化鈣和5重量％氯化鎂、5重量％的氧化鈣的助劑水溶液10公斤加入到染膠槽中，再加入5公斤的如上制得的球狀硅膠進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間為3小時(shí)，然后進(jìn)行烘干，烘干溫度為120℃，烘至水份含量為1.5重量％，取出進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間為3小時(shí)，溫度210℃分析數(shù)據(jù)如下項(xiàng)目指標(biāo)外觀(guān)白色顆粒，有個(gè)別異色顆粒加熱減量％ ≤1.0磨耗率％≤1.2吸附％量RH＝10％，≥10.05RH＝20％，≥11.38RH＝80％，≥90.80實(shí)施例3開(kāi)動(dòng)造粒設(shè)備，將10公斤實(shí)施例1中制備的200目以下的硅膠膠粉加入球形造粒設(shè)備中，再將配制好的納米級(jí)二氧化硅2.5Bé溶液噴灑到硅膠表面，制球。將制得的球進(jìn)行烘干、篩選，選取3-6mm的硅膠進(jìn)行浸染試驗(yàn)，首先將配制好的含40重量％氯化鈣和20重量％的氧化鎂的助劑水溶液5公斤加入到染膠槽中，再加入2.5公斤的如上制得的球形硅膠進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間為3小時(shí)，然后進(jìn)行烘干，烘干溫度為120，烘至水份1.5重量％取出進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間為3小時(shí)，溫度210℃分析數(shù)據(jù)如下項(xiàng)目指標(biāo)外觀(guān)白色顆粒，有個(gè)別異色顆粒加熱減量％ ≤1.1磨耗率％≤0.95吸附％量RH＝10％，≥10.25RH＝20％，≥11.84RH＝80％，≥96.58實(shí)施例4開(kāi)動(dòng)造粒設(shè)備，將30公斤實(shí)施例1中制備的200目以下的硅膠膠粉加入球形造粒設(shè)備中，再將配制好的納米級(jí)二氧化硅5Bé溶液噴灑到硅膠表面，制球。將制得的球進(jìn)行烘干、篩選，選取3-6mm的硅膠進(jìn)行浸染試驗(yàn)，首先將配制好的含氫氧化鈣30重量％、10重量％氧化鎂的助劑水溶液15公斤加入到染膠槽中，再加入7.5公斤的如上制得的球形硅膠進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間為3小時(shí)，然后進(jìn)行烘干，烘干溫度為120，烘至水份1.5重量％取出進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間為3小時(shí)，溫度210℃，分析數(shù)據(jù)如下項(xiàng)目指標(biāo)外觀(guān)白色顆粒，有個(gè)別異色顆粒加熱減量％ ≤1.0磨耗率％≤1.3吸附％量RH＝10％，≥10.56RH＝20％，≥10.86RH＝80％，≥96.58實(shí)例例5
開(kāi)動(dòng)造粒設(shè)備，將40公斤實(shí)施例1制備的200目以下的硅膠膠粉加入球形造粒設(shè)備中，再將配制好的納米級(jí)二氧化硅5Bé溶液噴灑到硅膠表面，制球。將制得的球進(jìn)行烘干、篩選，選取1-5mm的硅膠進(jìn)行浸染試驗(yàn)，首先將配制好的含6重量％氯化鎂、10重量％氯化鈣、1重量％氧化鎂助劑溶液20公斤加入到染膠槽中，再加入10公斤的上述制得的硅膠進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間為3小時(shí)，然后進(jìn)行烘干，烘干溫度為120，烘至水份1.5重量％取出進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間為3小時(shí)，溫度210℃。分析數(shù)據(jù)如下項(xiàng)目指標(biāo)外觀(guān)白色顆粒，有個(gè)別異色顆粒加熱減量％ ≤0.96磨耗率％ ≤0.95吸附％量RH＝10％，≥10.25RH＝20％，≥11.68RH＝80％，≥89.23實(shí)施例6開(kāi)動(dòng)造粒設(shè)備，將50公斤實(shí)施例1中制備的200目以下的硅膠膠粉加入球形造粒設(shè)備中，再將配制好的納米級(jí)二氧化硅5Bé溶液噴灑到硅膠表面，制球。將制得的球進(jìn)行烘干篩選，再選取2-6mm的硅膠進(jìn)行浸染試驗(yàn)，首先將配制好的氯化鈣25％、氫氧化鈣7％和7重量的氧化鎂助劑溶液25公斤加入到染膠槽中，再加入12.5公斤的上述制得的球形硅膠進(jìn)行浸泡，浸泡時(shí)間為3小時(shí)，然后進(jìn)行烘干，烘干溫度為120，烘至水份1.5重量％取出進(jìn)行灼燒，灼燒時(shí)間為3小時(shí)，溫度210℃。分析數(shù)據(jù)如下項(xiàng)目指標(biāo)外觀(guān)白色顆粒，有個(gè)別異色顆粒加熱減量％≤1.5
磨耗率％ ≤1.3吸附％量RH＝10％，≥10.39RH＝20％，≥11.56RH＝80％，≥97.70
權(quán)利要求
1.一種變壓器用干燥劑，包括100重量份的球形硅膠，和10-40重量份的復(fù)合助劑，其中所述復(fù)合助劑由占助劑總重量10-40％的無(wú)機(jī)鹽和1-20重量％的金屬氧化物和余量的水組成。
2.如權(quán)利要求1的干燥劑，其中所述無(wú)機(jī)鹽選自氯化鎂、氯化鈣、氫氧化鈣、高氯酸鹽它們中兩種或多種的混合物。
3.如權(quán)利要求1的干燥劑，其中所述金屬氧化物選自氧化鈣、氧化鎂、和它們中兩種或多種的混合物。
4.如權(quán)利要求1的干燥劑，其中所述球形硅膠的平均粒徑為1-8mm。
5.如權(quán)利要求1的干燥劑，其中所述無(wú)機(jī)鹽占助劑總重量的10-30％。
6.如權(quán)利要求1的干燥劑，其中所述金屬氧化物占助劑總重量的1-10％。
7.一種變壓器干燥劑用復(fù)合助劑，用于制備權(quán)利要求1的干燥劑，其包括占助劑總重量10-40％的無(wú)機(jī)鹽和1-20重量％的金屬氧化物。
8.如權(quán)利要求5的干燥劑，其中所述無(wú)機(jī)鹽選自氯化鎂、氯化鈣、氫氧化鈣、高氯酸鹽它們中兩種或多種的混合物。
9.如權(quán)利要求5的干燥劑，其中所述金屬氧化物選自氧化鈣、氧化鎂、和它們的混合物。
10.一種變壓器用干燥劑的制備方法，包括如下步驟(a)將重量比為(10-40)∶(1-20)的無(wú)機(jī)鹽和金屬氧化物在水中混合制成復(fù)合助劑浸漬液，其中無(wú)機(jī)鹽在復(fù)合助劑中的濃度為10-40重量％，金屬氧化物在復(fù)合助劑中的濃度為1-20重量％；(b)將球形硅膠浸漬于足量的復(fù)合助劑浸漬液中；和(c)將浸漬過(guò)的硅膠干燥、灼燒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變壓器用干燥劑，包括100重量份的球形硅膠，和10－40重量份的復(fù)合助劑，其中所述復(fù)合助劑由占助劑總重量10－40％的無(wú)機(jī)鹽和1－20重量％的金屬氧化物和余量的水組成。本發(fā)明還公開(kāi)了其制備方法和其中使用的復(fù)合助劑。本發(fā)明的干燥劑在高濕度條件下的油中浸泡時(shí)不會(huì)炸裂，在低濕度條件下有較高的吸附量，高溫條件下不脫附，一次使用周期長(zhǎng)，同時(shí)能夠再生。
文檔編號(hào)B01D15/00GK1579593SQ0315250
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月1日
發(fā)明者李永兆 申請(qǐng)人:李永兆