SF₆'yı Kriyojenik Arıtma ile Membran Ayırma Neden Birleştirilir?

Giriş

GIS, GIL, devre kesiciler ve diğer yüksek gerilim ekipmanlarından SF₆'yı geri kazanmak, hem gazın yeniden kullanımı hem de emisyon azaltımı açısından giderek daha önemli hale gelmektedir. Ancak, SF₆'yı geri kazanmak sadece gazı toplamakla ilgili bir durum değildir. Ekipman bakımı, nakliyesi veya gaz değişimi sırasında SF₆'nın nitrojen, hava veya diğer gazlarla karışmış olması durumunda, geri kazanılan gazın yeniden kullanılabilmesi için daha fazla ayrıştırma ve arıtma işlemine tabi tutulması gerekebilir.

SF₆ içeren gaz karışımlarına membran ayırma ve düşük sıcaklıkta ayırma dahil olmak üzere farklı ayırma teknolojileri uygulanabilir. Her teknolojinin kendi avantajları ve sınırlamaları vardır.

Bu nedenle KSTONE, hibrit bir yaklaşım geliştirmiştir: membran destekli SF₆ geri kazanımını ultra düşük sıcaklıkta arıtma ile birleştirir etrafında tasarlanmış hibrit bir yaklaşım oluşturur.

Tek başına bir ayırma prensibine dayanmak yerine, iki teknoloji birbirini tamamlayan işlevler yerine getirir: kriyojenik arıtma birincil yüksek saflıkta ayırmayı sağlar, membran ayırma ise kalan gazdan artık SF₆'yı geri kazanmaya yardımcı olur

.

SF₆ Ayırması Neden Basit Gaz Geri Kazanımından Daha Zorludur?

Geri kazanılan gazın bileşimi uygulamaya bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir.

Örneğin, GIS veya GIL bakımı sırasında SF₆, nitrojen veya hava ile birlikte geri kazanılabilir. Bazı uygulamalarda, gaz karışımı nispeten yüksek bir SF₆ konsantrasyonu içerebilirken, diğerlerinde SF₆ konsantrasyonu çok daha düşük olabilir.

Bu, iki farklı gereksinim yaratır.Birincisi, işlem etrafında tasarlanmış hibrit bir yaklaşım oluşturur.

.İkincisi, işlem etrafında tasarlanmış hibrit bir yaklaşım oluşturur.

.

Bu iki hedef birbiriyle ilişkilidir, ancak tam olarak aynı değildir.

SF₆'yı zenginleştirmede etkili olan bir teknoloji, son yüksek saflığı elde etmede mutlaka en etkili teknoloji değildir. Tersine, yüksek saflıkta ayırma için tasarlanmış bir işlem, büyük hacimli artık gazdan eser miktarda SF₆'yı geri kazanmanın en verimli yolu olmayabilir.

İşte burada birleşik bir işlem değer kazanır.

Membran Ayırma Ne Yapabilir?

Membran ayırma, gaz geçirgenliğindeki farklılıkları kullanarak belirli gaz bileşenlerini bir membrandan seçici olarak taşır.SF₆ içeren karışımlar için, membran teknolojisi SF₆'yı zenginleştirmek ve geri kazanmak

için kullanılabilir, özellikle gaz akışı nispeten düşük bir SF₆ konsantrasyonu içerdiğinde.

Membran ayırmanın avantajlarından biri, geleneksel bir faz değişimli ayırma işlemi gerektirmeden sürekli çalışabilmesidir. Bu nedenle, artık SF₆ için etkili bir geri kazanım aşaması olarak hizmet edebilir.

Ancak, membran ayırmanın tüm arıtma işlemini tek başına gerçekleştirmesi beklendiğinde pratik sınırlamaları vardır.

Hem son derece yüksek SF₆ saflığına hem de kalan gazda çok düşük SF₆ konsantrasyonuna ulaşmak, birden fazla membran aşaması, ek sıkıştırma ve daha karmaşık proses kontrolü gerektirebilir.

Bu nedenle KSTONE, membran ayırmayı tek başına arıtma mekanizması olarak ele almaz.Bunun yerine, en büyük değeri sağladığı yerde kullanılır:

birincil arıtma aşamasından sonra gaz akışında kalan SF₆'yı geri kazanmak

.

Neden Ultra Düşük Sıcaklıkta Arıtma Kullanılır?

SF₆'nın fiziksel özellikleri, nitrojen ve oksijen gibi gazların özelliklerinden önemli ölçüde farklıdır.

Yeterince düşük sıcaklıklarda ve kontrollü basınç koşulları altında, SF₆ bir faz değişimi geçirebilirken diğer bileşenler farklı bir fiziksel durumda kalır.Bu faz davranışı farkı, SF₆'yı diğer gazlardan ayırmak için başka bir mekanizma sağlar. etrafında tasarlanmış hibrit bir yaklaşım oluşturur.

ultra düşük sıcaklıkta arıtma

yoluyla kullanır.

Membran geçirgenliğindeki farklılıklara tamamen güvenmek yerine, işlem gaz bileşenlerinin farklı faz değişim özelliklerinden yararlanır.

Sonuç, yüksek bir SF₆ konsantrasyonu elde etmek için özellikle uygun bir ayırma mekanizmasıdır.
Başka bir deyişle:

Membran ayırma geçirgenlik farklarını kullanır.

Kriyojenik arıtma fiziksel faz davranışı farklarını kullanır.

Bunlar temelde farklı ayırma prensipleridir, bu yüzden birbirlerini tamamlayabilirler.

Neden İki Teknolojiyi Birleştirmeli?

KSTONE'un hibrit teknolojisinin arkasındaki temel fikir, membran ayırmayı ve kriyojenik arıtmayı aynı işi yapmaya zorlamak değildir.

Bunun yerine, her teknolojiye belirli bir rol atanır.

1. Birincil ayırma için kriyojenik arıtma

Ultra düşük sıcaklık aşaması, SF₆ içeren gazın birincil arıtmasını gerçekleştirir.

SF₆ ve diğer gaz bileşenlerinin farklı faz değişim özelliklerinden yararlanarak, SF₆ yüksek bir saflık seviyesine ayrıştırılabilir ve konsantre edilebilir.

Bu aşama bu nedenle ana arıtma performansından sorumludur.

2. Artık SF₆ geri kazanımı için membran ayırma

Birincil arıtma işleminden sonra bile, kalan gaz hala az miktarda SF₆ içerebilir.

Bu SF₆'nın artık gaz akışında kalmasına izin vermek yerine, KSTONE kalan SF₆'yı daha fazla yakalamak ve konsantre etmek için membran destekli geri kazanımı kullanır.

Geri kazanılan SF₆ daha sonra geri kazanım işlemine geri döndürülebilir.

3. Azaltılmış SF₆ kaybı

İki teknolojinin birleşimi bir geri kazanım döngüsü oluşturur.

Kriyojenik aşama yüksek saflıkta SF₆ ayırmasına odaklanırken, membran aşaması artık gazda kalacak olan SF₆'yı geri kazanmaya yardımcı olur.

Bu yaklaşım SF₆ kaybını azaltabilir ve sistemin genel gaz geri kazanım verimliliğini artırabilir.

İşleme Farklı Bir Bakış Açısı

↓

Karışık SF₆ içeren gaz

↓

↓

Ultra düşük sıcaklıkta faz değişimli ayırma

↓

↓

Az miktarda SF₆ içeren artık gaz

↓

Membran destekli SF₆ geri kazanımı

↓

İşleme geri döndürülen geri kazanılmış SF₆Önemli olan nokta, membranın sadece ek bir genel filtre olarak kriyojenik sistemin önüne yerleştirilmemesidir.

Belirli bir mühendislik zorluğunu ele almak için genel geri kazanım stratejisine entegre edilmiştir:

birincil arıtma aşamasından sonra artık SF₆'yı geri kazanmak

.

Neden Sadece Membran Ayırma Kullanılmaz?

Tek bir teknoloji nadiren gaz ayırmanın her aşaması için optimum çözümü sağlar.

SF₆ geri kazanımı için, membran ayırma faydalı zenginleştirme ve geri kazanım performansı sağlayabilir, ancak gaz bileşimine ve gerekli ürün saflığına bağlı olarak, sadece membran ayırma yoluyla çok yüksek SF₆ saflığına ulaşmak ek aşamalar ve proses ekipmanı gerektirebilir.

Öte yandan, kriyojenik arıtma, faz davranışı temelinde SF₆'yı ayırmak için güçlü bir fiziksel mekanizma sağlar, ancak birincil ayırma aşamasından çıkan artık gaz hala geri kazanılabilir SF₆ içerebilir.

Hibrit yaklaşım, bu iki sınırlamayı zıt yönlerden ele alır.

Kriyojenik arıtma ürün saflığına odaklanır.

Membran destekli geri kazanım artık SF₆ kaybını en aza indirmeye odaklanır.

Birlikte, daha kapsamlı bir geri kazanım stratejisi oluştururlar.

SF₆ Geri Kazanımından SF₆ Yeniden KullanımınaSF₆ geri kazanımının nihai amacı sadece gazı toplamak değildir.Geri kazanılan gaz, gerçek bileşimine ve amaçlanan uygulamanın gereksinimlerine göre işlenmeli, test edilmeli ve yönetilmelidir.

Uygun şekilde tasarlanmış bir geri kazanım ve arıtma sistemi ile, geri kazanılan SF₆ yüksek bir saflık seviyesine konsantre edilebilir. KSTONE'un sistemi, belirtilen çalışma koşulları altında

%99,99'a kadar SF₆ saflığı elde etmek için tasarlanmıştır. etrafında tasarlanmış hibrit bir yaklaşım oluşturur.

Bu, bir SF₆ geri kazanım sisteminin rolünü basit bir atık gaz toplama cihazından

gaz geri kazanım ve yeniden kullanım sistemi

haline getirir.

• KSTONE'un Hibrit Arıtma KonseptiKSTONE'un yaklaşımı bu nedenle üç kelimeyle özetlenebilir:
• Ayır. Geri Kazan. Yeniden Kullan.Ayır:
• SF₆'yı diğer gazlardan birincil ayırma işlemini gerçekleştirmek için ultra düşük sıcaklıkta faz değişimli arıtmayı kullan.Geri Kazan:

Kalan gaz akışından artık SF₆'yı geri kazanmak için membran destekli teknolojiyi kullan.

Yeniden Kullan:

Sonraki depolama, test ve potansiyel yeniden kullanım için geri kazanılan SF₆'yı konsantre et ve arıt.

Bu kombinasyon, her teknolojinin en uygun olduğu görevi yerine getirmesini sağlar.Tek bir teknolojiden her ayırma problemini çözmesini istemek yerine, KSTONE farklı fiziksel ayırma prensiplerini tek bir tasarlanmış geri kazanım sistemine entegre eder. etrafında tasarlanmış hibrit bir yaklaşım oluşturur.

SF₆ geri kazanımının zorluğu sadece elektrikli ekipmanlardan gazın nasıl geri kazanılacağı değildir. Daha büyük mühendislik zorluğu,

SF₆'nın verimli bir şekilde nasıl ayrıştırılacağı, yüksek saflıkta gaz elde edileceği ve artık gaz akışında kalan SF₆'nın nasıl en aza indirileceğidir.

Membran ayırma ve kriyojenik arıtma, bu zorluğun farklı kısımlarını ele alır.Ultra düşük sıcaklıkta arıtma

, faz değişim davranışı farklılıklarından yararlanarak birincil yüksek saflıkta ayırmayı sağlar.Membran destekli ayırma etrafında tasarlanmış hibrit bir yaklaşım oluşturur.

Bu iki teknolojiyi birleştirerek KSTONE, hem SF₆ saflığı hem de genel geri kazanım verimliliği etrafında tasarlanmış hibrit bir yaklaşım oluşturur.

Büyük ölçekli GIS ve GIL uygulamaları için bu teknoloji, geleneksel SF₆ gaz geri kazanımından daha eksiksiz bir