Waarom membraanseparatie combineren met cryogene zuivering voor SF6-herwinning?

Inleiding

Het terugwinnen van SF6 uit GIS, GIL, schakelaars en andere hoogspanningsapparatuur is steeds belangrijker voor zowel hergebruik van gas als vermindering van emissies.het terugwinnen van SF6 is niet alleen een kwestie van het verzamelen van het gas. Wanneer SF6 is gemengd met stikstof, lucht of andere gassen tijdens het onderhoud van apparatuur, het vervoer of het vervangen van gas,het teruggewonnen gas kan voor hergebruik verder moeten worden gescheiden en gezuiverd.

Op SF6-bevattende gasmengsels kunnen verschillende scheidingstechnologieën worden toegepast, waaronder membraanscheiding en laagtemperatuurscheiding.

Om deze reden heeft KSTONE een hybride aanpak ontwikkeld diemet membraanondersteunde terugwinning van SF6 met ultralage temperatuurzuivering.

In plaats van alleen op één scheidingsprincipe te vertrouwen, vervullen de twee technologieën complementaire functies:cryogene zuivering zorgt voor de primaire hoogzuivere scheiding, terwijl membraanscheiding bijdraagt tot het terugwinnen van residuele SF6 uit het resterende gas.

Waarom is de scheiding van SF6 moeilijker dan een eenvoudige gaswinning?

De samenstelling van het teruggewonnen gas kan aanzienlijk variëren, afhankelijk van de toepassing.

In sommige toepassingen kan het gasmengsel een relatief hoge concentratie van SF6 bevatten.Terwijl in andere, kan de SF6-concentratie veel lager zijn.

Dit leidt tot twee verschillende eisen.

Ten eerste moet het procesConcentreer en zuiver SF6 tot een niveau dat geschikt is voor verder gebruik.

Ten tweede moet het procesde hoeveelheid SF6 die in de gasstroom buiten de SF6 blijft, tot een minimum beperken;.

Deze twee doelstellingen zijn met elkaar verbonden, maar niet precies hetzelfde.

Een technologie die effectief is bij het verrijken van SF6 is niet noodzakelijkerwijs de meest effectieve technologie om uiteindelijke hoge zuiverheid te bereiken.een proces dat is ontworpen voor een zuivere scheiding is mogelijk niet de meest efficiënte manier om sporen van SF6 uit een groot volume restgas te herstellen.

Dit is waar een gecombineerd proces waardevol wordt.

Wat kan membraanseparatie doen?

Membraanseparatie maakt gebruik van verschillen in gaspermeabiliteit om bepaalde gascomponenten selectief door een membraan te transporteren.

Voor SF6-bevattende mengsels kan membraantechnologie worden gebruikt omverrijken en terugwinnen van SF6, met name wanneer de gasstroom een relatief lage concentratie SF6 bevat.

Een van de voordelen van membraanseparatie is dat het continu kan werken zonder een conventionele faseveranderingsseparatie.Het kan daarom dienen als een effectieve terugwinningsfase voor residuele SF6..

De membraneseparatie heeft echter praktische beperkingen wanneer wordt verwacht dat deze het gehele zuiveringsproces zelf uitvoert.

Het bereiken van zowel een extreem hoge zuiverheid van SF6 als een zeer lage concentratie van SF6 in het resterende gas kan meerdere membraanstadia, extra compressie en een complexere procescontrole vereisen.

Daarom beschouwt KSTONE de membraanseparatie niet als het enige zuiveringsmechanisme.

In plaats daarvan wordt het gebruikt wanneer het de grootste waarde biedt:het terugwinnen van SF6 dat na de primaire zuivering in de gasstroom blijft.

Waarom gebruik maken van ultralage temperatuurreiniging?

De fysische eigenschappen van SF6 verschillen aanzienlijk van die van gassen zoals stikstof en zuurstof.

Bij voldoende lage temperaturen en onder gecontroleerde drukomstandigheden kan SF6 een faseverandering ondergaan terwijl andere componenten in een andere fysische toestand blijven.

Dit verschil in fasegedrag biedt een ander mechanisme om SF6 van andere gassen te scheiden.

KSTONE maakt gebruik van dit principe door middel vanultralage temperatuurzuivering.

In plaats van volledig afhankelijk te zijn van verschillen in membranenpermeabiliteit, maakt het proces gebruik van de verschillende fasenveranderingskenmerken van de gascomponenten.

Het resultaat is een scheidingmechanisme dat bijzonder geschikt is voor het verkrijgen van een hoge concentratie SF6.

Met andere woorden:

Bij membraanscheiding wordt gebruik gemaakt van verschillen in doorlaatbaarheid.
Cryogene zuivering maakt gebruik van verschillen in fysiek fasengedrag.

Dit zijn fundamenteel verschillende scheidsprincipes, en daarom kunnen ze elkaar aanvullen.

Waarom de twee technologieën combineren?

Het belangrijkste idee achter de hybride technologie van KSTONE is niet om membraanscheiding en cryogene zuivering hetzelfde werk te laten doen.

In plaats daarvan krijgt elke technologie een specifieke rol toegewezen.

1Cryogene zuivering voor primaire scheiding

De ultralage temperatuurfase voert de primaire zuivering uit van het SF6-bevattende gas.

Door gebruik te maken van de verschillende faseveranderingskenmerken van SF6 en andere gascomponenten, kan SF6 worden gescheiden en geconcentreerd tot een hoog zuiverheidsniveau.

Deze fase is derhalve verantwoordelijk voor de belangrijkste zuiveringsprestaties.

2Membraanseparatie voor rest SF6-recuperatie

Zelfs na het primaire zuiveringsproces kan het resterende gas nog steeds een kleine hoeveelheid SF6 bevatten.

In plaats van deze SF6 in de restgasstroom te laten blijven, gebruikt KSTONE membraan-geassisteerde terugwinning om de resterende SF6 verder op te vangen en te concentreren.

De teruggevonden SF6 kan vervolgens worden teruggestuurd naar het herstelproces.

3Verminderd SF6-verlies

De combinatie van de twee technologieën creëert een herstellus.

De cryogene fase concentreert zich op de scheiding van hoogzuiver SF6, terwijl de membraanfase bijdraagt aan het terugwinnen van SF6 dat anders in het restgas zou blijven.

Deze aanpak kan het SF6-verlies verminderen en de algehele gasterugwinningsefficiëntie van het systeem verbeteren.

Een andere kijk op het proces

De hybride technologie kan worden begrepen door een eenvoudige verdeling van de verantwoordelijkheden:

Gemengd gas dat SF6 bevat

↓

Primaire zuivering

Ultralage temperatuurfase-wisselseparatie

↓

SF6 van hoge zuiverheid

Restgas met een kleine hoeveelheid SF6

↓

Met membraanondersteunde terugwinning van SF6

↓

Hergebruikte SF6 wordt teruggestuurd naar het proces

Het belangrijkste is dat het membraan niet simpelweg voor het cryogene systeem wordt geplaatst als een aanvullend algemeen filter.

Het is geïntegreerd in de algemene herstelstrategie om een specifieke technische uitdaging aan te pakken:het terugwinnen van residuele SF6 na de primaire zuiveringsfase.

Waarom niet alleen gebruik maken van membraanseparatie?

Een enkele technologie biedt zelden de optimale oplossing voor elke fase van de gasseparatie.

Voor SF6-recuperatie kan membraanseparatie een nuttige verrijking en terugwinning opleveren, maar afhankelijk van de gascompositie en de vereiste zuiverheid van het producthet bereiken van een zeer hoge zuiverheid van SF6 alleen door membraanseparatie kan aanvullende fasen en procesapparatuur vereisen.

Cryogene zuivering daarentegen biedt een krachtig fysiek mechanisme voor het scheiden van SF6 op basis van het fasengedrag,maar het restgas dat de primaire scheidingstap verlaat, kan nog steeds terug te winnen SF6 bevatten.

De hybride aanpak behandelt deze twee beperkingen vanuit tegengestelde richtingen.

De cryogene zuivering richt zich op de zuiverheid van het product.

Met membraan-geassisteerd herstel wordt gefocust op het minimaliseren van residuele SF6-verlies.

Samen creëren ze een meer uitgebreide herstelstrategie.

Van SF6-terugwinning naar SF6-hergebruik

Het uiteindelijke doel van SF6-winning is niet alleen het gas te verzamelen.

Het teruggewonnen gas moet worden verwerkt, getest en beheerd volgens de werkelijke samenstelling en de vereisten van de beoogde toepassing.

Met een passend ontworpen herstel- en zuiveringssysteem kan teruggewonnen SF6 tot een hoog zuiverheidsniveau worden geconcentreerd.tot 99,99% SF6 zuiverheidonder bepaalde bedrijfsomstandigheden.

Na zuivering kan het gas worden opgeslagen en vervolgens worden geëvalueerd voor hergebruik volgens de desbetreffende gaskwaliteitseisen.

Dit verandert de rol van een SF6-terugwinningssysteem van een eenvoudig apparaat voor het verzamelen van afvalgassen in eengasterugwinnings- en hergebruikingssysteem.

KSTONE's concept voor hybride zuivering

De aanpak van KSTONE kan dus in drie woorden worden samengevat:

Scheidt, herstelt, hergebruikt.

• Afzonderlijk:Voor de primaire scheiding van SF6 van andere gassen wordt gebruik gemaakt van ultralage temperatuurfaseveranderingszuivering.
• Herstel:Gebruik membraanondersteunde technologie om residuele SF6 uit de resterende gasstroom te herstellen.
• Hergebruik:De teruggevonden SF6 wordt geconcentreerd en gezuiverd voor latere opslag, testen en mogelijk hergebruik.

Deze combinatie stelt elke technologie in staat de taak uit te voeren waarvoor zij het meest geschikt is.

In plaats van één technologie te vragen om elk scheidingsprobleem op te lossen, integreert KSTONE verschillende fysieke scheidingsprincipes in één gerealiseerd terugwinningssysteem.

Conclusies

De uitdaging van SF6-herwinning is niet alleen hoe gas uit elektrische apparatuur kan worden teruggewonnen.efficiënt SF6 scheiden, hoogzuiver gas verkrijgen en het in de restgasstroom overgebleven SF6 tot een minimum beperken;.

Membraanscheiding en cryogene zuivering zijn verschillende onderdelen van deze uitdaging.

Ultralaagtemperatuurzuiveringbiedt de primaire hoogzuivere scheiding door gebruik te maken van verschillen in faseverandering.

Membraangespecialiseerde scheidingbiedt een extra terugwinningsfase voor residuele SF6, waardoor het gasverlies na het primaire zuiveringsproces wordt verminderd.

Door deze twee technologieën te combineren, creëert KSTONE een hybride aanpak die is ontworpen rondSF6-zuiverheid en algemene terugwinningsefficiëntie.

Voor grootschalige GIS- en GIL-toepassingen biedt deze technologie een weg van de conventionele SF6-gaswinning naar een completer concept vanSF6-terugwinning, zuivering en hergebruik.

KSTONE Engineering Better SF6 Recovery.