Come Funziona il Recupero, la Separazione e la Purificazione di SF₆: Un Processo Completo

L'SF₆ è ampiamente utilizzato come mezzo isolante e di estinzione dell'arco in GIS, GIL, interruttori automatici e altre apparecchiature elettriche ad alta tensione. Quando le apparecchiature elettriche vengono dismesse, sottoposte a manutenzione o ammodernate, il gas all'interno della camera potrebbe dover essere recuperato prima che l'apparecchiatura venga aperta.

Per il recupero convenzionale di SF₆, l'obiettivo è solitamente quello di raccogliere e riutilizzare il gas. Tuttavia, quando l'SF₆ è miscelato con altri gas come l'azoto (N₂), è necessario un processo più avanzato per separare l'SF₆ dai componenti non-SF₆ e recuperare la maggior quantità possibile di SF₆ riutilizzabile.

KSTONE ha sviluppato un sistema integrato di recupero, separazione e purificazione di SF₆ basato su solidificazione a ultra-bassa temperatura combinata con adsorbimento e recupero di SF₆ residuo.

Il processo è progettato per recuperare SF₆ ad alta purezza riducendo le emissioni di SF₆ e consentendo lo scarico del gas rimanente ricco di N₂ dopo il trattamento.

1. Recupero di Gas Misto da GIS, GIL e Altre Camere di Gas

Il processo inizia con un gas misto contenente SF₆ recuperato da apparecchiature come:

• Apparecchiature di interruzione isolate in gas (GIS)
• Linee isolate in gas (GIL)
• Interruttori automatici SF₆
• Apparecchiature elettriche isolate in gas
• Altre camere di gas contenenti SF₆

A seconda dell'applicazione, il gas recuperato può contenere SF₆ insieme ad azoto o altri gas.

Il gas misto viene introdotto nel sistema di gestione del gas KSTONE e trasferito alla fase di compressione e separazione.

2. Compressione e Solidificazione a Ultra-Bassa Temperatura

Il gas misto recuperato passa prima attraverso l'unità compressore.

Dopo la compressione, il gas entra nella fase di separazione a ultra-bassa temperatura.

In condizioni controllate di ultra-bassa temperatura, l'SF₆ viene solidificato e separato dai gas che rimangono allo stato gassoso nelle stesse condizioni operative.

Ciò crea due flussi:

SF₆ solidificato

e

Gas non solidificato contenente SF₆ residuo

La fase di solidificazione fornisce quindi il meccanismo di separazione primario per il recupero di SF₆ dal gas misto.

3. Raccolta di SF₆ Recuperato

L'SF₆ solidificato viene raccolto in un serbatoio criogenico integrato in acciaio inossidabile da 120 L.

Dopo il processo di separazione, l'SF₆ recuperato può essere trasferito dal sistema di raccolta utilizzando una pompa di trasferimento liquido di SF₆.

Il gas recuperato può quindi essere trasferito in bombole di SF₆ per lo stoccaggio, il trasporto o il successivo riutilizzo, previa verifica della qualità del gas richiesta.

Ciò consente all'SF₆ recuperato di rientrare nel ciclo operativo anziché essere trattato come rifiuto.

4. Cosa Succede al Gas Non Solidificato?

Non tutto il gas che entra nella fase di separazione a bassa temperatura diventa SF₆ solidificato.

Il gas rimanente è principalmente un gas ricco di N₂ contenente SF₆ residuo.

È importante che questo gas non venga semplicemente scaricato direttamente. Anche una quantità relativamente piccola di SF₆ rappresenta gas recuperabile e dovrebbe essere trattata prima del rilascio.

Il gas non solidificato viene quindi trasferito dalla pompa di scarico/trasferimento gas al modulo di adsorbimento e recupero di SF₆ residuo.

5. Adsorbimento e Recupero di SF₆ Residuo

Il modulo di adsorbimento cattura l'SF₆ residuo dal gas ricco di N₂.

Dopo il trattamento di adsorbimento, la concentrazione di SF₆ nel gas rimanente viene ridotta a meno dello 0,05% (500 ppm) e può essere ulteriormente ridotta fino a 10 ppm in condizioni operative adeguate.

Il gas trattato ricco di N₂ può quindi essere scaricato in conformità con i requisiti ambientali e operativi applicabili.

Ancora più importante, l'SF₆ catturato dal modulo di adsorbimento non viene semplicemente scartato.

Viene recuperato e restituito al processo di separazione.

6. Un Processo di Recupero di SF₆ a Ciclo Chiuso

Questo processo di restituzione è una delle caratteristiche chiave del sistema KSTONE.

L'SF₆ recuperato durante la fase primaria di solidificazione a bassa temperatura viene raccolto per il riutilizzo, mentre l'SF₆ residuo presente nel gas non solidificato viene catturato dal modulo di adsorbimento e restituito alla fase di separazione.

Il processo può quindi essere rappresentato come:

Gas misto contenente SF₆

→ Compressione

→ Solidificazione a ultra-bassa temperatura

→ Raccolta di SF₆

→ Trasferimento liquido

→ Riempimento bombole e riutilizzo

Allo stesso tempo:

Gas non solidificato ricco di N₂

→ Adsorbimento di SF₆ residuo

→ Recupero di SF₆

→ Restituzione al processo di separazione

→ Ulteriore recupero di SF₆

Questa circolazione continua fino a quando l'SF₆ recuperabile non è stato separato e recuperato al livello richiesto.

7. Perché Combinare Separazione a Bassa Temperatura con Adsorbimento?

Un singolo passaggio di separazione non può necessariamente recuperare tutto l'SF₆ da un flusso di gas misto.

La fase a ultra-bassa temperatura è responsabile della separazione e raccolta primaria di SF₆, mentre la fase di adsorbimento gestisce l'SF₆ residuo presente nel gas non solidificato.

Le due fasi svolgono quindi funzioni diverse ma complementari:

Questa combinazione aiuta a migliorare il recupero complessivo di SF₆ riducendo al minimo il rilascio non necessario di SF₆.

8. Dal Recupero di SF₆ al Riutilizzo di SF₆

L'obiettivo di un sistema avanzato di gestione del gas SF₆ non è semplicemente quello di rimuovere il gas dalle apparecchiature elettriche.

L'obiettivo più ampio è recuperare prezioso SF₆, separarlo dai gas indesiderati, trattarlo alla qualità richiesta e restituirlo all'uso pratico.

Per le utility, i produttori di GIS, gli appaltatori di manutenzione e i fornitori di servizi di gas SF₆, questo approccio può offrire diversi vantaggi:

• Riduzione della perdita di SF₆ durante la manutenzione delle apparecchiature
• Recupero di SF₆ da applicazioni a gas misto
• Migliore utilizzo dell'SF₆ recuperato
• Riduzione del rilascio ambientale di SF₆
• Recupero a ciclo chiuso di SF₆ residuo
• Gestione più efficiente del gas recuperato

La purezza del gas effettivamente ottenibile e le prestazioni di recupero dipendono dalla composizione originale del gas, dalle condizioni operative, dalla configurazione dell'apparecchiatura e dalle specifiche di qualità del gas richieste.

9. Tecnologia KSTONE per il Recupero, la Separazione e la Purificazione di SF₆

KSTONE sviluppa apparecchiature di gestione del gas SF₆ per applicazioni di recupero, separazione, purificazione, riempimento e gestione del gas correlata.

I nostri sistemi di recupero e separazione combinano l'elaborazione a ultra-bassa temperatura con l'adsorbimento e il recupero di SF₆, fornendo un processo per il recupero di SF₆ da gas misti e la restituzione dell'SF₆ catturato al ciclo di separazione.

Per applicazioni che richiedono una soluzione di separazione più avanzata, KSTONE sviluppa anche tecnologia di separazione assistita da membrana combinata con purificazione a ultra-bassa temperatura.

Questa tecnologia è particolarmente rilevante quando l'SF₆ deve essere separato da altri gas e recuperato ad alta purezza.

Applicazioni Tipiche

I sistemi di recupero e separazione di SF₆ KSTONE possono essere considerati per:

• Manutenzione GIS e GIL
• Servizio di interruttori automatici SF₆
• Recupero di gas misto SF₆/N₂
• Apparecchiature elettriche isolate in gas
• Progetti di riciclaggio di gas SF₆
• Produttori di apparecchiature elettriche
• Aziende di servizi e manutenzione di gas SF₆
• Applicazioni di recupero di gas industriali

Conclusione

Il recupero di SF₆ da gas misti è più di una semplice operazione di pompaggio.

Un processo di recupero completo deve affrontare sia il flusso principale di SF₆ sia l'SF₆ residuo presente nel gas non solidificato.

Il processo KSTONE utilizza la solidificazione a ultra-bassa temperatura per recuperare SF₆, un sistema di raccolta criogenico per raccogliere il gas recuperato e una fase di recupero basata sull'adsorbimento per catturare l'SF₆ residuo dal gas ricco di N₂.

Restituendo l'SF₆ catturato al processo di separazione, il sistema crea un ciclo di recupero progettato per massimizzare il recupero di SF₆ e minimizzare le emissioni non necessarie.

Per progetti che coinvolgono separazione di gas misto SF₆/N₂, recupero di SF₆, purificazione del gas o riciclaggio di SF₆, KSTONE può sviluppare la configurazione di gestione del gas in base alla composizione del gas, al volume del gas, al tasso di recupero richiesto e alla qualità del gas target.