Por que combinar a separação por membrana com a purificação criogénica para a recuperação de SF6?

Introdução

A recuperação de SF6 a partir de SIG, GIL, disjuntores e outros equipamentos de alta tensão é cada vez mais importante tanto para a reutilização do gás como para a redução das emissões.A recuperação do SF6 não é simplesmente uma questão de recolha do gásQuando o SF6 for misturado com nitrogénio, ar ou outros gases durante a manutenção, transporte ou substituição de gás,O gás recuperado pode necessitar de mais separação e purificação antes de poder ser reutilizado..

Para as misturas de gases que contêm SF6, podem ser aplicadas diferentes tecnologias de separação, incluindo a separação por membrana e a separação a baixa temperatura.

Por esta razão, a KSTONE desenvolveu uma abordagem híbrida que combinaRecuperação de SF6 assistida por membrana com purificação a ultra-baixa temperatura.

Em vez de depender apenas de um princípio de separação, as duas tecnologias desempenham funções complementares:A purificação criogénica proporciona a separação primária de alta pureza, enquanto a separação por membrana ajuda a recuperar o SF6 residual do gás restante.

Por que a separação de SF6 é mais desafiadora do que a simples recuperação de gás?

A composição do gás recuperado pode variar significativamente consoante a aplicação.

Durante a manutenção de SIG ou GIL, por exemplo, o SF6 pode ser recuperado junto com nitrogénio ou ar. Em algumas aplicações, a mistura de gases pode conter uma concentração relativamente elevada de SF6,enquanto em outros, a concentração de SF6 pode ser muito menor.

Isto cria dois requisitos diferentes.

Em primeiro lugar, o processo deveConcentrar e purificar o SF6 até um nível adequado para utilização posterior.

Em segundo lugar, o processo deveMinimizar a quantidade de SF6 restante no fluxo de gases não SF6.

Estes dois objectivos estão relacionados, mas não são exactamente o mesmo.

Uma tecnologia que é eficaz no enriquecimento de SF6 não é necessariamente a tecnologia mais eficaz para alcançar a alta pureza final.um processo concebido para a separação de alta pureza pode não ser a forma mais eficiente de recuperar quantidades mínimas de SF6 de um grande volume de gás residual;.

É aqui que um processo combinado se torna valioso.

O que pode fazer a separação por membrana?

A separação por membrana utiliza diferenças na permeabilidade do gás para transportar seletivamente certos componentes de gás através de uma membrana.

Para misturas que contenham SF6, a tecnologia de membrana pode ser utilizada paraenriquecer e recuperar o SF6, nomeadamente quando o fluxo de gás contém uma concentração relativamente baixa de SF6.

Uma das vantagens da separação por membrana é que pode funcionar continuamente sem exigir um processo convencional de separação por mudança de fase.Por conseguinte, pode servir como um estágio de recuperação eficaz do SF6 residual..

No entanto, a separação por membrana tem limitações práticas quando se espera que ela execute sozinha todo o processo de purificação.

A obtenção de uma pureza extremamente elevada de SF6 e de uma concentração muito baixa de SF6 no gás restante pode exigir vários estágios de membrana, compressão adicional e um controle de processo mais complexo.

Por conseguinte, a KSTONE não considera a separação por membrana como o único mecanismo de purificação.

Em vez disso, é utilizado onde fornece o maior valor:Recuperação do SF6 que permanece no fluxo de gás após a fase de purificação primária.

Por que usar a purificação a temperatura ultrabaxa?

As propriedades físicas do SF6 são significativamente diferentes das dos gases como o nitrogénio e o oxigénio.

A temperaturas suficientemente baixas e sob condições de pressão controlada, o SF6 pode sofrer uma mudança de fase enquanto outros componentes permanecem num estado físico diferente.

Esta diferença no comportamento de fase fornece outro mecanismo para separar o SF6 de outros gases.

A KSTONE utiliza este princípio através dePurificação a ultrabaixa temperatura.

Em vez de depender inteiramente das diferenças de permeabilidade da membrana, o processo aproveita as diferentes características de mudança de fase dos componentes de gás.

O resultado é um mecanismo de separação particularmente adequado para obter uma elevada concentração de SF6.

Em outras palavras:

A separação por membrana utiliza diferenças de permeabilidade.
A purificação criogénica utiliza diferenças no comportamento da fase física.

Estes são princípios de separação fundamentalmente diferentes, razão pela qual podem complementar-se.

Por que combinar as duas tecnologias?

A ideia-chave por trás da tecnologia híbrida da KSTONE não é fazer com que a separação da membrana e a purificação criogénica façam o mesmo trabalho.

Em vez disso, a cada tecnologia é atribuído um papel específico.

1Purificação criogénica para separação primária

O estágio de ultrabaixa temperatura realiza a purificação primária do gás que contém SF6.

Utilizando as diferentes características de mudança de fase do SF6 e de outros componentes gasosos, o SF6 pode ser separado e concentrado até um nível de pureza elevado.

Esta fase é, portanto, responsável pelo principal desempenho de purificação.

2Separação por membrana para recuperação de SF6 residual

Mesmo após o processo de purificação primária, o gás remanescente pode ainda conter uma pequena quantidade de SF6.

Em vez de permitir que este SF6 permaneça no fluxo de gás residual, o KSTONE utiliza a recuperação assistida por membrana para capturar e concentrar o SF6 restante.

O SF6 recuperado pode então ser devolvido ao processo de recuperação.

3Redução da perda de SF6

A combinação das duas tecnologias cria um ciclo de recuperação.

O estágio criogênico concentra-se na separação de SF6 de alta pureza, enquanto o estágio da membrana ajuda a recuperar SF6 que, de outra forma, permaneceria no gás residual.

Esta abordagem pode reduzir a perda de SF6 e melhorar a eficiência global da recuperação de gás do sistema.

Uma maneira diferente de ver o processo

A tecnologia híbrida pode ser entendida através de uma simples divisão de responsabilidades:

Gás misturado que contenha SF6

↓

Purificação primária

Separação de mudança de fase a ultrabaixa temperatura

↓

SF6 de alta pureza

Gás residual contendo uma pequena quantidade de SF6

↓

Recuperação de SF6 assistida por membrana

↓

SF6 recuperado devolvido ao processo

O ponto importante é que a membrana não é simplesmente colocada na frente do sistema criogénico como um filtro genérico adicional.

É integrado na estratégia global de recuperação para dar resposta a um desafio específico de engenharia:Recuperação do SF6 residual após a fase de purificação primária.

Por que não usar apenas a separação por membrana?

Uma única tecnologia raramente proporciona a solução ideal para todas as fases da separação de gases.

Para a recuperação de SF6, a separação por membrana pode proporcionar um enriquecimento e um desempenho de recuperação úteis, mas, dependendo da composição do gás e da pureza do produto exigida,A obtenção de uma pureza muito elevada de SF6 apenas através da separação por membrana pode exigir etapas e equipamentos de processo adicionais..

A purificação criogénica, por outro lado, fornece um poderoso mecanismo físico para separar o SF6 com base no seu comportamento de fase,Mas o gás residual que sai do estágio de separação primária pode ainda conter SF6 recuperável..

A abordagem híbrida aborda estas duas limitações de direções opostas.

A purificação criogénica concentra-se na pureza do produto.

A recuperação assistida por membrana concentra-se na minimização da perda residual de SF6.

Juntos, criam uma estratégia de recuperação mais abrangente.

De recuperação de SF6 para reutilização de SF6

O objectivo final da recuperação do SF6 não é simplesmente recolher o gás.

O gás recuperado deve ser tratado, testado e gerido de acordo com a sua composição real e os requisitos da aplicação pretendida.

Com um sistema de recuperação e purificação adequadamente concebido, o SF6 recuperado pode ser concentrado a um nível de pureza elevado.até 99,99% de pureza de SF6em condições de funcionamento especificadas.

Após a purificação, o gás pode ser armazenado e posteriormente avaliado para reutilização de acordo com os requisitos de qualidade do gás pertinentes.

Isto altera o papel de um sistema de recuperação de SF6 de um simples dispositivo de recolha de gases residuais para um sistema de recolha de gases residuais de alta qualidade.Sistema de recuperação e reutilização de gás.

O conceito de purificação híbrida da KSTONE

A abordagem da KSTONE pode, portanto, resumir-se em três palavras:

Separar, recuperar, reutilizar.

• Separado:Utilize a purificação por mudança de fase a ultrabaixa temperatura para obter a separação primária do SF6 de outros gases.
• Recuperação:Usar a tecnologia assistida por membrana para recuperar o SF6 residual do fluxo de gás restante.
• Reutilização:Concentrar e purificar o SF6 recuperado para posterior armazenagem, ensaio e reutilização.

Esta combinação permite que cada tecnologia execute a tarefa para a qual é mais adequada.

Em vez de pedir a uma tecnologia para resolver todos os problemas de separação, KSTONE integra diferentes princípios de separação física em um sistema de recuperação de engenharia.

Conclusão

O desafio da recuperação de SF6 não é simplesmente como recuperar o gás de equipamentos elétricos.separar o SF6 de forma eficiente, obter gás de alta pureza e minimizar o SF6 restante no fluxo de gás residual,.

A separação por membrana e a purificação criogénica abordam diferentes aspectos deste desafio.

Purificação a ultrabaixa temperaturafornece a separação primária de alta pureza utilizando diferenças no comportamento de mudança de fase.

Separação assistida por membranaProporciona uma fase adicional de recuperação do SF6 residual, ajudando a reduzir as perdas de gás após o processo de purificação primária.

Ao combinar estas duas tecnologias, a KSTONE cria uma abordagem híbrida concebida em tornoPureza e eficiência global de recuperação do SF6.

Para aplicações GIS e GIL em larga escala, esta tecnologia fornece um caminho da recuperação de gás SF6 convencional para um conceito mais completo deRecuperação, purificação e reutilização de SF6.

KSTONE Engineering Better SF6 Recovery (Engenharia de Recuperação de SF6 Melhor).