Πώς λειτουργεί η Ανάκτηση, Διαχωρισμός και Καθαρισμός SF₆: Μια Ολοκληρωμένη Διαδικασία

Το SF₆ χρησιμοποιείται ευρέως ως μονωτικό μέσο και μέσο κατάσβεσης τόξου σε GIS, GIL, διακόπτες κυκλώματος και άλλο ηλεκτρικό εξοπλισμό υψηλής τάσης. Όταν ο ηλεκτρικός εξοπλισμός αποσύρεται από τη λειτουργία, συντηρείται ή αναβαθμίζεται, το αέριο εντός του θαλάμου μπορεί να χρειαστεί ανάκτηση πριν ανοίξει ο εξοπλισμός.

Για τη συμβατική ανάκτηση SF₆, ο στόχος είναι συνήθως η συλλογή και επαναχρησιμοποίηση του αερίου. Ωστόσο, όταν το SF₆ αναμιγνύεται με άλλα αέρια όπως το άζωτο (N₂), απαιτείται μια πιο προηγμένη διαδικασία για το διαχωρισμό του SF₆ από τα μη-SF₆ συστατικά και την ανάκτηση όσο το δυνατόν περισσότερου επαναχρησιμοποιήσιμου SF₆.

Η KSTONE έχει αναπτύξει ένα ολοκληρωμένο σύστημα ανάκτησης, διαχωρισμού και καθαρισμού SF₆ βασισμένο σεστερεοποίηση σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία σε συνδυασμό με προσρόφηση και ανάκτηση υπολειμματικού SF₆.

Η διαδικασία έχει σχεδιαστεί για να ανακτά SF₆ υψηλής καθαρότητας, μειώνοντας παράλληλα τις εκπομπές SF₆ και επιτρέποντας την εκκένωση του υπολειπόμενου αερίου πλούσιου σε N₂ μετά από επεξεργασία.

1. Ανάκτηση Μικτού Αερίου από GIS, GIL και Άλλους Θαλάμους Αερίου

Η διαδικασία ξεκινά με ένα μικτό αέριο που περιέχει SF₆, το οποίο ανακτάται από εξοπλισμό όπως:

• Διακόπτης Αερίου Μόνωσης (GIS)
• Γραμμές Αερίου Μόνωσης (GIL)
• Διακόπτες κυκλώματος SF₆
• Ηλεκτρικός εξοπλισμός με μόνωση αερίου
• Άλλοι θάλαμοι αερίου που περιέχουν SF₆

Ανάλογα με την εφαρμογή, το ανακτηθέν αέριο μπορεί να περιέχει SF₆ μαζί με άζωτο ή άλλα αέρια.

Το μικτό αέριο εισάγεται στο σύστημα διαχείρισης αερίου της KSTONE και μεταφέρεται στο στάδιο συμπίεσης και διαχωρισμού.

2. Συμπίεση και Στερεοποίηση σε Εξαιρετικά Χαμηλή Θερμοκρασία

Το ανακτηθέν μικτό αέριο διέρχεται πρώτα από τη μονάδα συμπιεστή.

Μετά τη συμπίεση, το αέριο εισέρχεται στο στάδιο διαχωρισμού σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία.

Υπό ελεγχόμενες συνθήκες εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας,το SF₆ στερεοποιείται και διαχωρίζεται από αέρια που παραμένουν σε αέρια κατάσταση υπό τις ίδιες συνθήκες λειτουργίας.

Αυτό δημιουργεί δύο ροές:

Στερεοποιημένο SF₆

και

Μη στερεοποιημένο αέριο που περιέχει υπολειμματικό SF₆

Το στάδιο στερεοποίησης παρέχει επομένως τον κύριο μηχανισμό διαχωρισμού για την ανάκτηση SF₆ από το μικτό αέριο.

3. Συλλογή Ανακτηθέντος SF₆

Το στερεοποιημένο SF₆ συλλέγεται σε μια ενσωματωμένηκρυογονική δεξαμενή συλλογής από ανοξείδωτο χάλυβα 120 L.

Μετά τη διαδικασία διαχωρισμού, το ανακτηθέν SF₆ μπορεί να μεταφερθεί από το σύστημα συλλογής χρησιμοποιώντας μια αντλία υγρής μεταφοράς SF₆.

Το ανακτηθέν αέριο μπορεί στη συνέχεια να μεταφερθεί σε κυλίνδρους SF₆ για αποθήκευση, μεταφορά ή επακόλουθη επαναχρησιμοποίηση, υπό την προϋπόθεση επαλήθευσης της απαιτούμενης ποιότητας αερίου.

Αυτό επιτρέπει στο ανακτηθέν SF₆ να επιστρέψει στον κύκλο λειτουργίας αντί να αντιμετωπίζεται ως απόβλητο.

4. Τι Συμβαίνει στο Μη Στερεοποιημένο Αέριο;

Δεν γίνεται όλο το αέριο που εισέρχεται στο στάδιο διαχωρισμού χαμηλής θερμοκρασίας στερεοποιημένο SF₆.

Το υπολειπόμενο αέριο είναι κυρίως ένααέριο πλούσιο σε N₂ που περιέχει υπολειμματικό SF₆.

Είναι σημαντικό αυτό το αέριο να μην εκκενώνεται απλώς απευθείας. Ακόμη και μια σχετικά μικρή ποσότητα SF₆ αντιπροσωπεύει ανακτήσιμο αέριο και πρέπει να επεξεργαστεί πριν από την εκκένωση.

Το μη στερεοποιημένο αέριο μεταφέρεται επομένως από την αντλία εξαγωγής/μεταφοράς αερίου στηνμονάδα προσρόφησης και ανάκτησης υπολειμματικού SF₆.

5. Προσρόφηση και Ανάκτηση Υπολειμματικού SF₆

Η μονάδα προσρόφησης συλλαμβάνει το υπολειμματικό SF₆ από το αέριο πλούσιο σε N₂.

Μετά την επεξεργασία προσρόφησης, η συγκέντρωση SF₆ στο υπολειπόμενο αέριο μειώνεται κάτω από 0,05% (500 ppm) και μπορεί να μειωθεί περαιτέρω έως και 10 ppm υπό κατάλληλες συνθήκες λειτουργίας.

Το επεξεργασμένο αέριο πλούσιο σε N₂ μπορεί στη συνέχεια να εκκενωθεί σύμφωνα με τις ισχύουσες περιβαλλοντικές και λειτουργικές απαιτήσεις.

Το πιο σημαντικό, το SF₆ που συλλαμβάνεται από τη μονάδα προσρόφησης δεν απορρίπτεται απλώς.

Ανακτάται και επιστρέφεται στη διαδικασία διαχωρισμού.

6. Διαδικασία Ανάκτησης SF₆ Κλειστού Κύκλου

Αυτή η διαδικασία επιστροφής είναι ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά του συστήματος KSTONE.

Το SF₆ που ανακτάται κατά το πρωτεύον στάδιο στερεοποίησης σε χαμηλή θερμοκρασία συλλέγεται για επαναχρησιμοποίηση, ενώ το υπολειμματικό SF₆ που παραμένει στο μη στερεοποιημένο αέριο συλλαμβάνεται από τη μονάδα προσρόφησης και επιστρέφεται στο στάδιο διαχωρισμού.

Η διαδικασία μπορεί επομένως να αναπαρασταθεί ως:

Μικτό αέριο που περιέχει SF₆

→ Συμπίεση

→ Στερεοποίηση σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία

→ Συλλογή SF₆

→ Υγρή μεταφορά

→ Γέμισμα κυλίνδρων και επαναχρησιμοποίηση

Ταυτόχρονα:

Μη στερεοποιημένο αέριο πλούσιο σε N₂

→ Προσρόφηση υπολειμματικού SF₆

→ Ανάκτηση SF₆

→ Επιστροφή στη διαδικασία διαχωρισμού

→ Περαιτέρω ανάκτηση SF₆

Αυτή η κυκλοφορία συνεχίζεται μέχρι το ανακτήσιμο SF₆ να έχει διαχωριστεί και ανακτηθεί στο απαιτούμενο επίπεδο.

7. Γιατί να Συνδυαστεί ο Διαχωρισμός σε Χαμηλή Θερμοκρασία με την Προσρόφηση;

Ένα μόνο στάδιο διαχωρισμού δεν μπορεί απαραίτητα να ανακτήσει όλο το SF₆ από μια ροή μικτού αερίου.

Το στάδιο εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας είναι υπεύθυνο για τονπρωτεύοντα διαχωρισμό και τη συλλογή του SF₆, ενώ το στάδιο προσρόφησης ασχολείται με τουπολειμματικό SF₆ που παραμένει στο μη στερεοποιημένο αέριο.

Τα δύο στάδια επομένως εκτελούν διαφορετικές αλλά συμπληρωματικές λειτουργίες:

Αυτός ο συνδυασμός βοηθά στη βελτίωση της συνολικής ανάκτησης SF₆, ελαχιστοποιώντας παράλληλα την περιττή εκκένωση SF₆.

8. Από την Ανάκτηση SF₆ στην Επαναχρησιμοποίηση SF₆

Ο στόχος ενός προηγμένου συστήματος διαχείρισης αερίου SF₆ δεν είναι απλώς η απομάκρυνση αερίου από τον ηλεκτρικό εξοπλισμό.

Ο ευρύτερος στόχος είναι ηανάκτηση πολύτιμου SF₆, ο διαχωρισμός του από ανεπιθύμητα αέρια, η επεξεργασία του στην απαιτούμενη ποιότητα και η επιστροφή του σε πρακτική χρήση.

Για τις εταιρείες κοινής ωφέλειας, τους κατασκευαστές GIS, τους εργολάβους συντήρησης και τους παρόχους υπηρεσιών αερίου SF₆, αυτή η προσέγγιση μπορεί να προσφέρει πολλά οφέλη:

• Μειωμένη απώλεια SF₆ κατά τη συντήρηση του εξοπλισμού
• Ανάκτηση SF₆ από εφαρμογές μικτού αερίου
• Βελτιωμένη αξιοποίηση του ανακτηθέντος SF₆
• Μειωμένη περιβαλλοντική εκκένωση SF₆
• Ανάκτηση SF₆ κλειστού κύκλου
• Πιο αποτελεσματική διαχείριση του ανακτηθέντος αερίου

Η πραγματική εφικτή καθαρότητα αερίου και η απόδοση ανάκτησης εξαρτώνται από την αρχική σύνθεση του αερίου, τις συνθήκες λειτουργίας, τη διαμόρφωση του εξοπλισμού και τις απαιτούμενες προδιαγραφές ποιότητας αερίου.

9. Τεχνολογία Ανάκτησης, Διαχωρισμού και Καθαρισμού SF₆ της KSTONE

Η KSTONE αναπτύσσει εξοπλισμό διαχείρισης αερίου SF₆ για εφαρμογές ανάκτησης, διαχωρισμού, καθαρισμού, πλήρωσης και συναφείς εφαρμογές διαχείρισης αερίου.

Τα συστήματα ανάκτησης και διαχωρισμού μας συνδυάζουνεπεξεργασία σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία με προσρόφηση και ανάκτηση SF₆, παρέχοντας μια διαδικασία για την ανάκτηση SF₆ από μικτά αέρια και την επιστροφή του συλληφθέντος SF₆ στον κύκλο διαχωρισμού.

Για εφαρμογές που απαιτούν πιο προηγμένη λύση διαχωρισμού, η KSTONE αναπτύσσει επίσηςδιαχωρισμό με μεμβράνη σε συνδυασμό με τεχνολογία καθαρισμού σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία.

Αυτή η τεχνολογία είναι ιδιαίτερα σχετική όταν το SF₆ πρέπει να διαχωριστεί από άλλα αέρια και να ανακτηθεί σε υψηλή καθαρότητα.

Τυπικές Εφαρμογές

Τα συστήματα ανάκτησης και διαχωρισμού SF₆ της KSTONE μπορούν να εξεταστούν για:

• Συντήρηση GIS και GIL
• Συντήρηση διακοπτών κυκλώματος SF₆
• Ανάκτηση μικτού αερίου SF₆/N₂
• Ηλεκτρικός εξοπλισμός με μόνωση αερίου
• Έργα ανακύκλωσης αερίου SF₆
• Κατασκευαστές ηλεκτρικού εξοπλισμού
• Εταιρείες παροχής υπηρεσιών και συντήρησης αερίου SF₆
• Εφαρμογές ανάκτησης βιομηχανικών αερίων

Συμπέρασμα

Η ανάκτηση SF₆ από μικτά αέρια είναι κάτι περισσότερο από μια απλή λειτουργία άντλησης.

Μια ολοκληρωμένη διαδικασία ανάκτησης πρέπει να αντιμετωπίζει τόσο τηνκύρια ροή SF₆όσο και τουπολειμματικό SF₆ που παραμένει στο μη στερεοποιημένο αέριο.

Η διαδικασία της KSTONE χρησιμοποιεί στερεοποίηση σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία για την ανάκτηση SF₆, ένα κρυογονικό σύστημα συλλογής για τη συλλογή του ανακτηθέντος αερίου και ένα στάδιο ανάκτησης βασισμένο στην προσρόφηση για τη σύλληψη υπολειμματικού SF₆ από το αέριο πλούσιο σε N₂.

Επιστρέφοντας το συλληφθέν SF₆ στη διαδικασία διαχωρισμού, το σύστημα δημιουργεί έναν βρόχο ανάκτησης σχεδιασμένο να μεγιστοποιεί την ανάκτηση SF₆ και να ελαχιστοποιεί τις περιττές εκπομπές.

Για έργα που περιλαμβάνουνδιαχωρισμό μικτού αερίου SF₆/N₂, ανάκτηση SF₆, καθαρισμό αερίου ή ανακύκλωση SF₆, η KSTONE μπορεί να αναπτύξει τη διαμόρφωση διαχείρισης αερίου σύμφωνα με τη σύνθεση του αερίου, τον όγκο του αερίου, τον απαιτούμενο ρυθμό ανάκτησης και την επιθυμητή ποιότητα αερίου.