Cách SF₆ Phục hồi, Tách và Tinh chế Hoạt động: Một Quy trình Hoàn chỉnh

SF₆ được sử dụng rộng rãi làm môi chất cách điện và dập hồ quang trong GIS, GIL, bộ ngắt mạch và các thiết bị điện cao áp khác. Khi thiết bị điện ngừng hoạt động, được bảo trì hoặc nâng cấp, khí bên trong buồng có thể cần được thu hồi trước khi thiết bị được mở.

Đối với việc thu hồi SF₆ thông thường, mục tiêu thường là thu gom và tái sử dụng khí. Tuy nhiên, khi SF₆ trộn lẫn với các loại khí khác như nitơ (N₂), một quy trình tiên tiến hơn là cần thiết để tách SF₆ khỏi các thành phần không phải SF₆ và thu hồi càng nhiều SF₆ có thể tái sử dụng càng tốt.

KSTONE đã phát triển một hệ thống phục hồi, tách và tinh chế SF₆ tích hợp dựa trêncơ chế đông đặc ở nhiệt độ cực thấp kết hợp với hấp phụ và thu hồi SF₆ còn sót lại.

Quy trình được thiết kế để thu hồi SF₆ có độ tinh khiết cao, đồng thời giảm phát thải SF₆ và cho phép khí giàu N₂ còn lại được thải ra sau khi xử lý.

1. Thu hồi khí hỗn hợp từ GIS, GIL và các buồng khí khác

Quy trình bắt đầu bằng việc thu hồi khí hỗn hợp chứa SF₆ từ các thiết bị như:

• Thiết bị đóng cắt cách điện bằng khí (GIS)
• Đường dây cách điện bằng khí (GIL)
• Bộ ngắt mạch SF₆
• Thiết bị điện cách điện bằng khí
• Các buồng khí khác chứa SF₆

Tùy thuộc vào ứng dụng, khí thu hồi có thể chứa SF₆ cùng với nitơ hoặc các loại khí khác.

Khí hỗn hợp được đưa vào hệ thống xử lý khí KSTONE và chuyển đến giai đoạn nén và tách.

2. Nén và Đông đặc ở nhiệt độ cực thấp

Khí hỗn hợp thu hồi trước tiên đi qua bộ phận máy nén.

Sau khi nén, khí đi vào giai đoạn tách ở nhiệt độ cực thấp.

Trong điều kiện nhiệt độ cực thấp được kiểm soát, SF₆ sẽ đông đặc và tách khỏi các loại khí vẫn ở trạng thái khí dưới cùng điều kiện hoạt động.

Điều này tạo ra hai dòng:

SF₆ đông đặc

và

Khí không đông đặc chứa SF₆ còn sót lại

Do đó, giai đoạn đông đặc cung cấp cơ chế tách chính để thu hồi SF₆ từ khí hỗn hợp.

3. Thu gom SF₆ đã thu hồi

SF₆ đông đặc được thu gom trong một bình chứa bằng thép không gỉ đông lạnh dung tích 120 L tích hợp.

Sau quy trình tách, SF₆ đã thu hồi có thể được chuyển từ hệ thống thu gom bằng bơm chuyển SF₆ dạng lỏng.

Khí thu hồi sau đó có thể được chuyển vào các bình chứa SF₆ để lưu trữ, vận chuyển hoặc tái sử dụng sau đó, tùy thuộc vào việc xác minh chất lượng khí yêu cầu.

Điều này cho phép SF₆ đã thu hồi quay trở lại chu trình hoạt động thay vì bị coi là chất thải.

4. Điều gì xảy ra với khí không đông đặc?

Không phải tất cả khí đi vào giai đoạn tách nhiệt độ thấp đều trở thành SF₆ đông đặc.

Khí còn lại chủ yếu là khí giàu N₂ chứa SF₆ còn sót lại.

Điều quan trọng là khí này không được thải trực tiếp. Ngay cả một lượng SF₆ tương đối nhỏ cũng đại diện cho khí có thể thu hồi và nên được xử lý trước khi thải ra.

Do đó, khí không đông đặc được bơm thải/chuyển khí chuyển đến mô-đun hấp phụ và thu hồi SF₆ còn sót lại.

5. Hấp phụ và thu hồi SF₆ còn sót lại

Mô-đun hấp phụ thu giữ SF₆ còn sót lại từ khí giàu N₂.

Sau khi xử lý hấp phụ, nồng độ SF₆ trong khí còn lại giảm xuống dưới 0,05% (500 ppm) và có thể giảm xuống thấp tới 10 ppm trong các điều kiện hoạt động phù hợp.

Khí giàu N₂ đã xử lý sau đó có thể được thải ra theo các yêu cầu về môi trường và vận hành hiện hành.

Quan trọng hơn, SF₆ được mô-đun hấp phụ thu giữ không bị loại bỏ đơn giản.

Nó được thu hồi và trả lại quy trình tách.

6. Quy trình thu hồi SF₆ vòng kín

Quy trình trả lại này là một trong những tính năng chính của hệ thống KSTONE.

SF₆ thu hồi trong giai đoạn đông đặc nhiệt độ thấp chính được thu gom để tái sử dụng, trong khi SF₆ còn sót lại trong khí không đông đặc được mô-đun hấp phụ thu giữ và trả lại giai đoạn tách.

Do đó, quy trình có thể được biểu diễn như sau:

Khí hỗn hợp chứa SF₆

→ Nén

→ Đông đặc ở nhiệt độ cực thấp

→ Thu gom SF₆

→ Chuyển dạng lỏng

→ Đổ đầy bình và tái sử dụng

Đồng thời:

Khí giàu N₂ không đông đặc

→ Hấp phụ SF₆ còn sót lại

→ Thu hồi SF₆

→ Trả lại quy trình tách

→ Thu hồi SF₆ thêm

Chu trình này tiếp tục cho đến khi SF₆ có thể thu hồi được tách và thu hồi đến mức yêu cầu.

7. Tại sao kết hợp tách nhiệt độ thấp với hấp phụ?

Một bước tách duy nhất không nhất thiết có thể thu hồi tất cả SF₆ từ dòng khí hỗn hợp.

Giai đoạn nhiệt độ cực thấp chịu trách nhiệm cho việc tách và thu gom SF₆ chính, trong khi giai đoạn hấp phụ xử lý SF₆ còn sót lại trong khí không đông đặc.

Do đó, hai giai đoạn thực hiện các chức năng khác nhau nhưng bổ sung cho nhau:

Sự kết hợp này giúp cải thiện khả năng thu hồi SF₆ tổng thể đồng thời giảm thiểu việc phát thải SF₆ không cần thiết.

8. Từ thu hồi SF₆ đến tái sử dụng SF₆

Mục tiêu của một hệ thống xử lý khí SF₆ tiên tiến không chỉ đơn giản là loại bỏ khí khỏi thiết bị điện.

Mục tiêu lớn hơn là thu hồi SF₆ có giá trị, tách nó khỏi các loại khí không mong muốn, xử lý nó theo chất lượng yêu cầu và đưa nó trở lại sử dụng thực tế.

Đối với các công ty điện lực, nhà sản xuất GIS, nhà thầu bảo trì và nhà cung cấp dịch vụ khí SF₆, phương pháp này có thể mang lại nhiều lợi ích:

• Giảm tổn thất SF₆ trong quá trình bảo trì thiết bị
• Thu hồi SF₆ từ các ứng dụng khí hỗn hợp
• Cải thiện việc sử dụng SF₆ đã thu hồi
• Giảm phát thải SF₆ ra môi trường
• Thu hồi SF₆ còn sót lại vòng kín
• Quản lý khí thu hồi hiệu quả hơn

Chất lượng khí và hiệu suất thu hồi thực tế có thể đạt được phụ thuộc vào thành phần khí ban đầu, điều kiện hoạt động, cấu hình thiết bị và thông số kỹ thuật chất lượng khí yêu cầu.

9. Công nghệ phục hồi, tách và tinh chế SF₆ của KSTONE

KSTONE phát triển thiết bị xử lý khí SF₆ cho các ứng dụng phục hồi, tách, tinh chế, đổ đầy và quản lý khí liên quan.

Hệ thống phục hồi và tách của chúng tôi kết hợp xử lý nhiệt độ cực thấp với hấp phụ và thu hồi SF₆, cung cấp một quy trình để thu hồi SF₆ từ khí hỗn hợp và trả lại SF₆ đã thu giữ vào chu trình tách.

Đối với các ứng dụng yêu cầu giải pháp tách tiên tiến hơn, KSTONE cũng phát triển công nghệ tách hỗ trợ màng kết hợp với tinh chế nhiệt độ cực thấp.

Công nghệ này đặc biệt liên quan khi SF₆ cần được tách khỏi các loại khí khác và thu hồi với độ tinh khiết cao.

Các ứng dụng điển hình

Hệ thống phục hồi và tách SF₆ của KSTONE có thể được xem xét cho:

• Bảo trì GIS và GIL
• Bảo dưỡng bộ ngắt mạch SF₆
• Thu hồi khí hỗn hợp SF₆/N₂
• Thiết bị điện cách điện bằng khí
• Các dự án tái chế khí SF₆
• Các nhà sản xuất thiết bị điện
• Các công ty dịch vụ và bảo trì khí SF₆
• Các ứng dụng thu hồi khí công nghiệp

Kết luận

Việc thu hồi SF₆ từ khí hỗn hợp không chỉ đơn thuần là một thao tác bơm.

Một quy trình thu hồi hoàn chỉnh cần giải quyết cả dòng SF₆ chính và SF₆ còn sót lại trong khí không đông đặc.

Quy trình của KSTONE sử dụng cơ chế đông đặc ở nhiệt độ cực thấp để thu hồi SF₆, hệ thống thu gom đông lạnh để thu gom khí đã thu hồi và giai đoạn thu hồi dựa trên hấp phụ để thu giữ SF₆ còn sót lại từ khí giàu N₂.

Bằng cách trả lại SF₆ đã thu giữ vào quy trình tách, hệ thống tạo ra một vòng thu hồi được thiết kế để tối đa hóa việc thu hồi SF₆ và giảm thiểu phát thải không cần thiết.

Đối với các dự án liên quan đến tách khí hỗn hợp SF₆/N₂, thu hồi SF₆, tinh chế khí hoặc tái chế SF₆, KSTONE có thể phát triển cấu hình xử lý khí theo thành phần khí, thể tích khí, tốc độ thu hồi yêu cầu và chất lượng khí mục tiêu.