Γιατί να συνδυάσετε την διαχωριστική μεμβράνη με την κρυογονική καθαρισμό για την ανάκτηση SF₆;
Εισαγωγή
Η ανάκτηση SF₆ από GIS, GIL, διακόπτες κυκλώματος και άλλο εξοπλισμό υψηλής τάσης είναι όλο και πιο σημαντική τόσο για την επαναχρησιμοποίηση του αερίου όσο και για τη μείωση των εκπομπών. Ωστόσο, η ανάκτηση SF₆ δεν είναι απλώς θέμα συλλογής του αερίου. Όταν το SF₆ έχει αναμιχθεί με άζωτο, αέρα ή άλλα αέρια κατά τη διάρκεια συντήρησης εξοπλισμού, μεταφοράς ή αντικατάστασης αερίου, το ανακτηθέν αέριο μπορεί να απαιτεί περαιτέρω διαχωρισμό και καθαρισμό πριν μπορέσει να επαναχρησιμοποιηθεί.
Διαφορετικές τεχνολογίες διαχωρισμού μπορούν να εφαρμοστούν σε μείγματα αερίων που περιέχουν SF₆, συμπεριλαμβανομένου του διαχωρισμού με μεμβράνη και του διαχωρισμού σε χαμηλή θερμοκρασία. Κάθε τεχνολογία έχει τα δικά της πλεονεκτήματα και περιορισμούς.
Για αυτόν τον λόγο, η KSTONE έχει αναπτύξει μια υβριδική προσέγγιση που συνδυάζει ανάκτηση SF₆ με τη βοήθεια μεμβράνης με καθαρισμό σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία.
Αντί να βασίζεται μόνο σε μία αρχή διαχωρισμού, οι δύο τεχνολογίες εκτελούν συμπληρωματικές λειτουργίες: ο κρυογονικός καθαρισμός παρέχει τον πρωταρχικό διαχωρισμό υψηλής καθαρότητας, ενώ ο διαχωρισμός με μεμβράνη βοηθά στην ανάκτηση υπολειμματικού SF₆ από το υπόλοιπο αέριο
.
Γιατί ο διαχωρισμός SF₆ είναι πιο δύσκολος από την απλή ανάκτηση αερίου;
Η σύνθεση του ανακτηθέντος αερίου μπορεί να ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με την εφαρμογή.
Κατά τη διάρκεια της συντήρησης GIS ή GIL, για παράδειγμα, το SF₆ μπορεί να ανακτηθεί μαζί με άζωτο ή αέρα. Σε ορισμένες εφαρμογές, το μείγμα αερίων μπορεί να περιέχει σχετικά υψηλή συγκέντρωση SF₆, ενώ σε άλλες, η συγκέντρωση SF₆ μπορεί να είναι πολύ χαμηλότερη.
Αυτό δημιουργεί δύο διαφορετικές απαιτήσεις.Πρώτον, η διαδικασία πρέπει να .
.Δεύτερον, η διαδικασία πρέπει να .
.
Αυτοί οι δύο στόχοι σχετίζονται, αλλά δεν είναι ακριβώς οι ίδιοι.
Μια τεχνολογία που είναι αποτελεσματική στην εμπλουτισμό του SF₆ δεν είναι απαραίτητα η πιο αποτελεσματική τεχνολογία για την επίτευξη τελικής υψηλής καθαρότητας. Αντίστροφα, μια διαδικασία σχεδιασμένη για διαχωρισμό υψηλής καθαρότητας μπορεί να μην είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος ανάκτησης ιχνοποσοτήτων SF₆ από μεγάλο όγκο υπολειμματικού αερίου.
Εδώ είναι που μια συνδυασμένη διαδικασία γίνεται πολύτιμη.
Τι μπορεί να κάνει ο διαχωρισμός με μεμβράνη;
Ο διαχωρισμός με μεμβράνη χρησιμοποιεί διαφορές στην διαπερατότητα αερίου για να μεταφέρει επιλεκτικά ορισμένα συστατικά αερίου μέσω μιας μεμβράνης.Για μείγματα που περιέχουν SF₆, η τεχνολογία μεμβράνης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εμπλουτισμό και ανάκτηση SF₆
, ιδιαίτερα όταν η ροή αερίου περιέχει σχετικά χαμηλή συγκέντρωση SF₆.
Ένα από τα πλεονεκτήματα του διαχωρισμού με μεμβράνη είναι ότι μπορεί να λειτουργεί συνεχώς χωρίς να απαιτεί μια συμβατική διαδικασία διαχωρισμού αλλαγής φάσης. Μπορεί επομένως να χρησιμεύσει ως ένα αποτελεσματικό στάδιο ανάκτησης για υπολειμματικό SF₆.
Ωστόσο, ο διαχωρισμός με μεμβράνη έχει πρακτικούς περιορισμούς όταν αναμένεται να εκτελέσει ολόκληρη τη διαδικασία καθαρισμού από μόνος του.
Η επίτευξη τόσο εξαιρετικά υψηλής καθαρότητας SF₆ όσο και πολύ χαμηλής συγκέντρωσης SF₆ στο υπόλοιπο αέριο μπορεί να απαιτήσει πολλαπλά στάδια μεμβράνης, επιπλέον συμπίεση και πιο σύνθετο έλεγχο της διαδικασίας.
Επομένως, η KSTONE δεν αντιμετωπίζει τον διαχωρισμό με μεμβράνη ως τον μοναδικό μηχανισμό καθαρισμού.Αντίθετα, χρησιμοποιείται εκεί όπου παρέχει τη μεγαλύτερη αξία:
ανάκτηση SF₆ που παραμένει στη ροή αερίου μετά το πρωταρχικό στάδιο καθαρισμού
.
Γιατί να χρησιμοποιήσετε κρυογονικό καθαρισμό σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία;
Οι φυσικές ιδιότητες του SF₆ διαφέρουν σημαντικά από αυτές των αερίων όπως το άζωτο και το οξυγόνο.
Σε επαρκώς χαμηλές θερμοκρασίες και υπό ελεγχόμενες συνθήκες πίεσης, το SF₆ μπορεί να υποστεί αλλαγή φάσης ενώ άλλα συστατικά παραμένουν σε διαφορετική φυσική κατάσταση.Αυτή η διαφορά στη συμπεριφορά φάσης παρέχει έναν άλλο μηχανισμό για τον διαχωρισμό του SF₆ από άλλα αέρια..
καθαρισμού σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία
.
Αντί να βασίζεται εξ ολοκλήρου σε διαφορές στη διαπερατότητα μεμβράνης, η διαδικασία εκμεταλλεύεται τα διαφορετικά χαρακτηριστικά αλλαγής φάσης των συστατικών του αερίου.
Το αποτέλεσμα είναι ένας μηχανισμός διαχωρισμού ιδιαίτερα κατάλληλος για την απόκτηση υψηλής συγκέντρωσης SF₆.
Με άλλα λόγια:
Ο διαχωρισμός με μεμβράνη χρησιμοποιεί διαφορές στη διαπερατότητα.
Ο κρυογονικός καθαρισμός χρησιμοποιεί διαφορές στη συμπεριφορά φυσικής φάσης.
Αυτές είναι θεμελιωδώς διαφορετικές αρχές διαχωρισμού, γι' αυτό μπορούν να αλληλοσυμπληρώνονται.
Γιατί να συνδυάσετε τις δύο τεχνολογίες;
Η βασική ιδέα πίσω από την υβριδική τεχνολογία της KSTONE δεν είναι να κάνετε τον διαχωρισμό με μεμβράνη και τον κρυογονικό καθαρισμό να εκτελούν την ίδια εργασία.
Αντίθετα, σε κάθε τεχνολογία ανατίθεται ένας συγκεκριμένος ρόλος.
1. Κρυογονικός καθαρισμός για πρωταρχικό διαχωρισμό
Το στάδιο εξαιρετικά χαμηλής θερμοκρασίας εκτελεί τον πρωταρχικό καθαρισμό του αερίου που περιέχει SF₆.
Εκμεταλλευόμενο τα διαφορετικά χαρακτηριστικά αλλαγής φάσης του SF₆ και άλλων συστατικών αερίου, το SF₆ μπορεί να διαχωριστεί και να συγκεντρωθεί σε υψηλό επίπεδο καθαρότητας.
Αυτό το στάδιο είναι επομένως υπεύθυνο για την κύρια απόδοση καθαρισμού.
2. Διαχωρισμός με μεμβράνη για ανάκτηση υπολειμματικού SF₆
Ακόμη και μετά την πρωταρχική διαδικασία καθαρισμού, το υπόλοιπο αέριο μπορεί να περιέχει ακόμη μια μικρή ποσότητα SF₆.
Αντί να επιτρέψει σε αυτό το SF₆ να παραμείνει στη ροή υπολειμματικού αερίου, η KSTONE χρησιμοποιεί ανάκτηση με τη βοήθεια μεμβράνης για να συλλάβει και να συγκεντρώσει περαιτέρω το υπολειμματικό SF₆.
Το ανακτηθέν SF₆ μπορεί στη συνέχεια να επιστραφεί στη διαδικασία ανάκτησης.
3. Μειωμένη απώλεια SF₆
Ο συνδυασμός των δύο τεχνολογιών δημιουργεί έναν βρόχο ανάκτησης.
Το κρυογονικό στάδιο εστιάζει στον διαχωρισμό SF₆ υψηλής καθαρότητας, ενώ το στάδιο μεμβράνης βοηθά στην ανάκτηση SF₆ που διαφορετικά θα παρέμενε στο υπολειμματικό αέριο.
Αυτή η προσέγγιση μπορεί να μειώσει την απώλεια SF₆ και να βελτιώσει τη συνολική απόδοση ανάκτησης αερίου του συστήματος.
Ένας διαφορετικός τρόπος να δούμε τη διαδικασία
↓
Μείγμα αερίου που περιέχει SF₆
↓
↓
Διαχωρισμός αλλαγής φάσης σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία
↓
↓
Υπολειμματικό αέριο που περιέχει μικρή ποσότητα SF₆
↓
Ανάκτηση SF₆ με τη βοήθεια μεμβράνης
↓
Ανακτηθέν SF₆ επιστρέφεται στη διαδικασίαΤο σημαντικό είναι ότι η μεμβράνη δεν τοποθετείται απλώς μπροστά από το κρυογονικό σύστημα ως ένα επιπλέον γενικό φίλτρο.
Ενσωματώνεται στη συνολική στρατηγική ανάκτησης για να αντιμετωπίσει μια συγκεκριμένη μηχανική πρόκληση:
ανάκτηση υπολειμματικού SF₆ μετά το πρωταρχικό στάδιο καθαρισμού
.
Γιατί όχι μόνο διαχωρισμός με μεμβράνη;
Μια μοναδική τεχνολογία σπάνια παρέχει τη βέλτιστη λύση για κάθε στάδιο διαχωρισμού αερίου.
Για την ανάκτηση SF₆, ο διαχωρισμός με μεμβράνη μπορεί να παρέχει χρήσιμη απόδοση εμπλουτισμού και ανάκτησης, αλλά ανάλογα με τη σύνθεση του αερίου και την απαιτούμενη καθαρότητα προϊόντος, η επίτευξη πολύ υψηλής καθαρότητας SF₆ μόνο μέσω διαχωρισμού με μεμβράνη μπορεί να απαιτήσει επιπλέον στάδια και εξοπλισμό διεργασίας.
Ο κρυογονικός καθαρισμός, από την άλλη πλευρά, παρέχει έναν ισχυρό φυσικό μηχανισμό για τον διαχωρισμό του SF₆ με βάση τη συμπεριφορά φάσης του, αλλά το υπολειμματικό αέριο που εξέρχεται από το πρωταρχικό στάδιο διαχωρισμού μπορεί ακόμη να περιέχει ανακτήσιμο SF₆.
Η υβριδική προσέγγιση αντιμετωπίζει αυτούς τους δύο περιορισμούς από αντίθετες κατευθύνσεις.
Ο κρυογονικός καθαρισμός εστιάζει στην καθαρότητα του προϊόντος.
Η ανάκτηση με τη βοήθεια μεμβράνης εστιάζει στην ελαχιστοποίηση της απώλειας υπολειμματικού SF₆.
Μαζί, δημιουργούν μια πιο ολοκληρωμένη στρατηγική ανάκτησης.
Από την ανάκτηση SF₆ στην επαναχρησιμοποίηση SF₆Ο τελικός στόχος της ανάκτησης SF₆ δεν είναι απλώς η συλλογή του αερίου.Το ανακτηθέν αέριο πρέπει να επεξεργαστεί, να ελεγχθεί και να διαχειριστεί σύμφωνα με την πραγματική του σύνθεση και τις απαιτήσεις της προβλεπόμενης εφαρμογής.
Με ένα κατάλληλα σχεδιασμένο σύστημα ανάκτησης και καθαρισμού, το ανακτηθέν SF₆ μπορεί να συγκεντρωθεί σε υψηλό επίπεδο καθαρότητας. Το σύστημα της KSTONE έχει σχεδιαστεί για να επιτυγχάνει
έως και 99,99% καθαρότητα SF₆ υπό καθορισμένες συνθήκες λειτουργίας..
Αυτό αλλάζει τον ρόλο ενός συστήματος ανάκτησης SF₆ από μια απλή συσκευή συλλογής αερίου αποβλήτων σε ένα
σύστημα ανάκτησης και επαναχρησιμοποίησης αερίου
.
- Η Υβριδική Έννοια Καθαρισμού της KSTONEΗ προσέγγιση της KSTONE μπορεί επομένως να συνοψιστεί σε τρεις λέξεις:
- Διαχωρισμός. Ανάκτηση. Επαναχρησιμοποίηση.Διαχωρισμός:
- Χρησιμοποιήστε καθαρισμό αλλαγής φάσης σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία για να επιτύχετε τον πρωταρχικό διαχωρισμό του SF₆ από άλλα αέρια.Ανάκτηση:
Χρησιμοποιήστε τεχνολογία με τη βοήθεια μεμβράνης για να ανακτήσετε υπολειμματικό SF₆ από την υπόλοιπη ροή αερίου.
Επαναχρησιμοποίηση:
Συγκεντρώστε και καθαρίστε το ανακτηθέν SF₆ για επακόλουθη αποθήκευση, έλεγχο και πιθανή επαναχρησιμοποίηση.
Αυτός ο συνδυασμός επιτρέπει σε κάθε τεχνολογία να εκτελέσει την εργασία για την οποία είναι πιο κατάλληλη.Αντί να ζητάτε από μια τεχνολογία να λύσει κάθε πρόβλημα διαχωρισμού, η KSTONE ενσωματώνει διαφορετικές αρχές φυσικού διαχωρισμού σε ένα μηχανικά σχεδιασμένο σύστημα ανάκτησης..
Η πρόκληση της ανάκτησης SF₆ δεν είναι απλώς πώς να ανακτηθεί αέριο από ηλεκτρικό εξοπλισμό. Η μεγαλύτερη μηχανική πρόκληση είναι πώς να
διαχωριστεί αποτελεσματικά το SF₆, να ληφθεί αέριο υψηλής καθαρότητας και να ελαχιστοποιηθεί το SF₆ που παραμένει στη ροή υπολειμματικού αερίου.
Ο διαχωρισμός με μεμβράνη και ο κρυογονικός καθαρισμός αντιμετωπίζουν διαφορετικά μέρη αυτής της πρόκλησης.Ο κρυογονικός καθαρισμός σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία
παρέχει τον πρωταρχικό διαχωρισμό υψηλής καθαρότητας εκμεταλλευόμενος τις διαφορές στη συμπεριφορά αλλαγής φάσης.Ο διαχωρισμός με τη βοήθεια μεμβράνης.
Συνδυάζοντας αυτές τις δύο τεχνολογίες, η KSTONE δημιουργεί μια υβριδική προσέγγιση σχεδιασμένη γύρω από τόσο την καθαρότητα SF₆ όσο και τη συνολική απόδοση ανάκτησης.
Για εφαρμογές GIS και GIL μεγάλης κλίμακας, αυτή η τεχνολογία παρέχει ένα μονοπάτι από την συμβατική ανάκτηση αερίου SF₆ προς μια πιο ολοκληρωμένη έννοια