كيف يعمل استرداد SF₆ وفصله وتنقيته: عملية كاملة

يستخدم SF₆ على نطاق واسع كوسيلة عازلة وإطفاء القوس في نظم المعلومات الجغرافية، وGIL، وقواطع الدائرة، وغيرها من المعدات الكهربائية ذات الجهد العالي. عند إيقاف تشغيل المعدات الكهربائية أو صيانتها أو تحديثها، قد يلزم استعادة الغاز الموجود داخل الغرفة قبل فتح المعدات.

بالنسبة لاسترداد SF₆ التقليدي، يكون الهدف عادةً هو جمع الغاز وإعادة استخدامه. ومع ذلك، عندما يتم خلط SF₆ مع غازات أخرى مثل النيتروجين (N₂)، يلزم إجراء عملية أكثر تقدمًا لفصل SF₆ عن المكونات التي لا تحتوي على SF₆ واستعادة أكبر قدر ممكن من SF₆ القابل لإعادة الاستخدام.

قامت KSTONE بتطوير نظام متكامل لاستعادة وفصل وتنقية SF₆ بناءً علىالتصلب في درجات الحرارة المنخفضة جدًا جنبًا إلى جنب مع امتصاص واسترداد SF₆ المتبقي.

تم تصميم هذه العملية لاستعادة SF₆ عالي النقاء مع تقليل انبعاثات SF₆ والسماح بتفريغ الغاز المتبقي الغني بـ N₂ بعد المعالجة.

1. استخلاص الغاز المختلط من غرف الغاز GIS وGIL وغرف الغاز الأخرى

تبدأ العملية بغاز مختلط يحتوي على SF₆ يتم استخلاصه من معدات مثل:

• المفاتيح الكهربائية المعزولة بالغاز (GIS)
• الخطوط المعزولة بالغاز (GIL)
• قواطع الدائرة SF₆
• المعدات الكهربائية المعزولة بالغاز
• غرف غاز أخرى تحتوي على SF₆

اعتمادًا على التطبيق، قد يحتوي الغاز المستعاد على SF₆ مع النيتروجين أو الغازات الأخرى.

يتم إدخال الغاز المختلط إلى نظام معالجة الغاز KSTONE ونقله إلى مرحلة الضغط والفصل.

2. الضغط والتصلب في درجات الحرارة المنخفضة للغاية

يمر الغاز المختلط المستعاد أولاً عبر وحدة الضاغط.

بعد الضغط، يدخل الغاز إلى مرحلة الفصل ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية.

في ظل ظروف درجات الحرارة المنخفضة للغاية التي تسيطر عليها،يتم ترسيخ SF₆ وفصله عن الغازات التي تبقى في الحالة الغازية تحت نفس ظروف التشغيل.

يؤدي هذا إلى إنشاء تيارين:

الصلبة SF₆

و

غاز غير متصلب يحتوي على بقايا SF₆

ولذلك توفر مرحلة التصلب آلية الفصل الأولية لاستعادة SF₆ من الغاز المختلط.

3. مجموعة من SF₆ المستردة

يتم جمع SF₆ المتصلب في صورة متكاملةخزان تجميع مصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ بسعة 120 لترًا.

بعد عملية الفصل، يمكن نقل SF₆ المسترد من نظام التجميع باستخدام مضخة نقل السائل SF₆.

يمكن بعد ذلك نقل الغاز المستعاد إلى أسطوانات SF₆ للتخزين أو النقل أو إعادة الاستخدام لاحقًا، وفقًا للتحقق المطلوب من جودة الغاز.

وهذا يسمح لـ SF₆ المستعاد بالعودة إلى دورة التشغيل بدلاً من معاملته كنفايات.

4. ماذا يحدث للغاز غير المتصلب؟

لا يصبح كل الغاز الذي يدخل مرحلة الفصل ذات درجة الحرارة المنخفضة متصلبًا بـ SF₆.

الغاز المتبقي هو في الأساسغاز غني بـ N₂ يحتوي على بقايا SF₆.

ومن المهم ألا يتم تفريغ هذا الغاز مباشرة. حتى الكمية الصغيرة نسبيًا من SF₆ تمثل غازًا قابلاً للاسترداد ويجب معالجته قبل إطلاقه.

وبالتالي يتم نقل الغاز غير المتصلب بواسطة مضخة عادم/نقل الغاز إلىوحدة الامتزاز والاسترداد SF₆ المتبقية.

5. الامتزاز والاسترداد المتبقي لـ SF₆

تلتقط وحدة الامتزاز SF₆ المتبقي من الغاز الغني بـ N₂.

بعد معالجة الامتزاز، يتم تقليل تركيز SF₆ في الغاز المتبقي إلى أقل من 0.05% (500 جزء في المليون)، ويمكن تقليله أيضًا إلى ما يصل إلى 10 جزء في المليون في ظل ظروف التشغيل المناسبة.

يمكن بعد ذلك تفريغ الغاز المعالج الغني بالنيتروجين وفقًا للمتطلبات البيئية والتشغيلية المعمول بها.

والأهم من ذلك، أنه لا يتم التخلص من SF₆ الذي تم التقاطه بواسطة وحدة الامتزاز ببساطة.

يتم استعادته وإعادته إلى عملية الفصل.

6. عملية استرداد SF₆ ذات حلقة مغلقة

تعد عملية الإرجاع هذه إحدى الميزات الرئيسية لنظام KSTONE.

يتم جمع SF₆ المستعاد خلال مرحلة التصلب الأولية ذات درجة الحرارة المنخفضة لإعادة استخدامه، في حين يتم التقاط SF₆ المتبقي في الغاز غير المتصلب بواسطة وحدة الامتزاز وإعادته إلى مرحلة الفصل.

وبالتالي يمكن تمثيل العملية على النحو التالي:

غاز مختلط يحتوي على SF₆

→ضغط

→تصلب درجة حرارة منخفضة للغاية

→مجموعة SF₆

→نقل السائل

→تعبئة الاسطوانة وإعادة استخدامها

في نفس الوقت:

غاز غير متصلب غني بالنيتروز

→الامتزاز SF₆ المتبقية

→استرداد SF₆

→العودة إلى عملية الانفصال

→مزيد من الانتعاش SF₆

يستمر هذا التداول حتى يتم فصل SF₆ القابل للاسترداد واستعادته إلى المستوى المطلوب.

7. لماذا نجمع بين الفصل في درجات الحرارة المنخفضة والامتزاز؟

لا يمكن لخطوة فصل واحدة بالضرورة استرداد كل SF₆ من تيار غاز مختلط.

مرحلة درجات الحرارة المنخفضة للغاية هي المسؤولة عنالفصل الأولي وجمع SF₆بينما تتناول مرحلة الامتزازبقايا SF₆ المتبقية في الغاز غير المتصلب.

وبالتالي تؤدي المرحلتان وظائف مختلفة ولكنها متكاملة:

يساعد هذا المزيج على تحسين استرداد SF₆ الإجمالي مع تقليل إطلاق SF₆ غير الضروري.

8. من استرداد SF₆ إلى إعادة استخدام SF₆

الهدف من نظام معالجة غاز SF₆ المتقدم ليس مجرد إزالة الغاز من المعدات الكهربائية.

الهدف الأكبر هواستعادة SF₆ الثمين، وفصله عن الغازات غير المرغوب فيها، ومعالجته بالجودة المطلوبة، وإعادته للاستخدام العملي.

بالنسبة للمرافق وشركات تصنيع نظم المعلومات الجغرافية ومقاولي الصيانة ومقدمي خدمات غاز SF₆، يمكن أن يوفر هذا النهج العديد من الفوائد:

• تقليل فقدان SF₆ أثناء صيانة المعدات
• استعادة SF₆ من تطبيقات الغاز المختلط
• تحسين الاستفادة من SF₆ المستردة
• انخفاض الإطلاق البيئي لـ SF₆
• استعادة حلقة مغلقة من SF₆ المتبقية
• إدارة أكثر كفاءة للغاز المسترد

يعتمد أداء نقاء الغاز واسترداده الفعلي الذي يمكن تحقيقه على تركيبة الغاز الأصلية، وظروف التشغيل، وتكوين المعدات، ومواصفات جودة الغاز المطلوبة.

9. تقنية الاسترداد والفصل والتنقية KSTONE SF₆

تقوم KSTONE بتطوير معدات معالجة غاز SF₆ من أجل الاسترداد والفصل والتنقية والتعبئة وتطبيقات إدارة الغاز ذات الصلة.

تجمع أنظمة الاسترداد والفصل لدينامعالجة درجات حرارة منخفضة للغاية مع امتصاص واسترداد SF₆، مما يوفر عملية لاستعادة SF₆ من الغازات المختلطة وإعادة SF₆ الملتقط إلى دورة الفصل.

بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب حل فصل أكثر تقدمًا، يتم تطوير KSTONE أيضًاالفصل بمساعدة الغشاء مع تقنية التنقية ذات درجة الحرارة المنخفضة للغاية.

تعتبر هذه التقنية ذات أهمية خاصة عندما يلزم فصل SF₆ عن الغازات الأخرى واستعادتها بدرجة نقاء عالية.

التطبيقات النموذجية

يمكن اعتبار أنظمة الاسترداد والفصل KSTONE SF₆ من أجل:

• صيانة نظم المعلومات الجغرافية و GIL
• خدمة قاطع الدائرة SF₆
• SF₆/N₂ استعادة الغاز المختلط
• المعدات الكهربائية المعزولة بالغاز
• مشاريع إعادة تدوير غاز SF₆
• الشركات المصنعة للمعدات الكهربائية
• شركات خدمة وصيانة الغاز SF₆
• تطبيقات استعادة الغاز الصناعي

خاتمة

يعد استرداد SF₆ من الغازات المختلطة أكثر من مجرد عملية ضخ بسيطة.

تحتاج عملية الاسترداد الكاملة إلى معالجة كلا الأمرينتيار SF₆ الرئيسيوبقايا SF₆ المتبقية في الغاز غير المتصلب.

تستخدم عملية KSTONE التصلب بدرجة حرارة منخفضة للغاية لاستعادة SF₆، ونظام تجميع مبرد لجمع الغاز المسترد، ومرحلة استرداد قائمة على الامتزاز لالتقاط SF₆ المتبقي من الغاز الغني بـ N₂.

من خلال إعادة SF₆ الملتقط إلى عملية الفصل، يقوم النظام بإنشاء حلقة استرداد مصممة لزيادة استرداد SF₆ إلى الحد الأقصى وتقليل الانبعاثات غير الضرورية.

للمشاريع التي تنطوي علىفصل الغاز المختلط SF₆/N₂، أو استعادة SF₆، أو تنقية الغاز، أو إعادة تدوير SF₆، يمكن لـ KSTONE تطوير تكوين معالجة الغاز وفقًا لتكوين الغاز وحجم الغاز ومعدل الاسترداد المطلوب وجودة الغاز المستهدف.