SF₆ 회수 시 막 분리 기술과 극저온 정제 기술을 결합하는 이유?
소개
GIS, GIL, 차단기 및 기타 고전압 장비에서 SF₆를 회수하는 것은 가스 재사용과 배출량 감소 모두에 점점 더 중요해지고 있습니다. 그러나 SF₆를 회수하는 것은 단순히 가스를 수집하는 문제가 아닙니다. 장비 유지 보수, 운송 또는 가스 교체 중에 SF₆가 질소, 공기 또는 기타 가스와 혼합된 경우 회수된 가스는 재사용 전에 추가 분리 및 정제가 필요할 수 있습니다.
막 분리 및 저온 분리를 포함한 다양한 분리 기술을 SF₆ 함유 가스 혼합물에 적용할 수 있습니다. 각 기술에는 장점과 한계가 있습니다.
이러한 이유로 KSTONE은 막 보조 SF₆ 회수와 초저온 정제를 결합한 하이브리드 접근 방식을 개발했습니다.단일 분리 원리에만 의존하는 대신 두 기술은 상호 보완적인 기능을 수행합니다. 극저온 정제는 주요 고순도 분리를 제공하고, 막 분리는 잔류 가스에서 잔류 SF₆를 회수하는 데 도움이 됩니다.
회수된 가스의 조성은 응용 분야에 따라 크게 달라질 수 있습니다.예를 들어 GIS 또는 GIL 유지 보수 중에 SF₆가 질소 또는 공기와 함께 회수될 수 있습니다. 일부 응용 분야에서는 가스 혼합물에 상대적으로 높은 농도의 SF₆가 포함될 수 있지만, 다른 응용 분야에서는 SF₆ 농도가 훨씬 낮을 수 있습니다.
이는 두 가지 다른 요구 사항을 만듭니다.
첫째, 공정은 추가 사용에 적합한 수준으로 SF₆를 농축하고 정제해야 합니다.
둘째, 공정은 비SF₆ 가스 흐름에 남아 있는 SF₆의 양을 최소화해야 합니다.
이 두 가지 목표는 관련이 있지만 정확히 동일하지는 않습니다.
SF₆를 농축하는 데 효과적인 기술이 반드시 최종 고순도를 달성하는 데 가장 효과적인 기술은 아닙니다. 반대로 고순도 분리를 위해 설계된 공정은 대량의 잔류 가스에서 미량의 SF₆를 회수하는 가장 효율적인 방법이 아닐 수 있습니다.이것이 결합된 공정이 가치 있는 이유입니다.
막 분리는 가스 투과성의 차이를 이용하여 막을 통해 특정 가스 성분을 선택적으로 운반합니다.SF₆ 함유 혼합물의 경우 막 기술을 사용하여 SF₆를 농축하고 회수할 수 있으며, 특히 가스 흐름에 SF₆ 농도가 상대적으로 낮은 경우에 유용합니다.
그러나 막 분리는 전체 정제 공정을 단독으로 수행해야 하는 경우 실질적인 한계가 있습니다.
매우 높은 SF₆ 순도와 잔류 가스에서 매우 낮은 SF₆ 농도를 모두 달성하려면 여러 막 단계, 추가 압축 및 더 복잡한 공정 제어가 필요할 수 있습니다.
따라서 KSTONE은 막 분리를 단독 정제 메커니즘으로 취급하지 않습니다.
대신, 가장 큰 가치를 제공하는 곳에 사용됩니다. 즉, 주요 정제 단계 후 가스 흐름에 남아 있는 SF₆를 회수하는 데 사용됩니다.
극저온 정제 기술을 사용하는 이유는 무엇입니까?
SF₆의 물리적 특성은 질소 및 산소와 같은 가스의 특성과 상당히 다릅니다.충분히 낮은 온도와 제어된 압력 조건에서 SF₆는 다른 구성 요소가 다른 물리적 상태로 유지되는 동안 상변화를 겪을 수 있습니다.이러한 상 거동의 차이는 SF₆를 다른 가스로부터 분리하는 또 다른 메커니즘을 제공합니다.
KSTONE은 극저온 정제를 통해 이 원리를 활용합니다.
막 투과성의 차이에만 의존하는 대신, 공정은 가스 구성 요소의 다른 상변화 특성을 활용합니다.
결과는 SF₆의 높은 농도를 얻는 데 특히 적합한 분리 메커니즘입니다.
즉:
막 분리는 투과성의 차이를 이용합니다.극저온 정제는 물리적 상 거동의 차이를 이용합니다.
이들은 근본적으로 다른 분리 원리이며, 이것이 상호 보완될 수 있는 이유입니다.
두 기술을 결합하는 이유는 무엇입니까?
KSTONE의 하이브리드 기술의 핵심 아이디어는 막 분리와 극저온 정제가 동일한 작업을 수행하도록 하는 것이 아닙니다.
대신 각 기술에 특정 역할이 할당됩니다.
1. 주요 분리를 위한 극저온 정제초저온 단계는 SF₆ 함유 가스의 주요 정제를 수행합니다.
따라서 이 단계는 주요 정제 성능을 담당합니다.
2. 잔류 SF₆ 회수를 위한 막 분리
주요 정제 공정 후에도 잔류 가스에는 여전히 소량의 SF₆가 포함될 수 있습니다.
이 SF₆가 잔류 가스 흐름에 남아 있도록 하는 대신 KSTONE은 막 보조 회수를 사용하여 잔류 SF₆를 추가로 포집하고 농축합니다.
회수된 SF₆는 회수 공정으로 다시 보낼 수 있습니다.
3. SF₆ 손실 감소
두 기술의 조합은 회수 루프를 만듭니다.
극저온 단계는 고순도 SF₆ 분리에 중점을 두고, 막 단계는 잔류 가스에 남아 있을 SF₆를 회수하는 데 도움이 됩니다.
이 접근 방식은 SF₆ 손실을 줄이고 시스템의 전반적인 가스 회수 효율을 향상시킬 수 있습니다.
공정을 다르게 보는 방법
하이브리드 기술은 책임의 간단한 분할을 통해 이해할 수 있습니다:
혼합 SF₆ 함유 가스
↓
주요 정제
초저온 상변화 분리
↓
고순도 SF₆
소량의 SF₆가 포함된 잔류 가스
↓
막 보조 SF₆ 회수
↓
공정으로 반환된 회수 SF₆
중요한 점은 막이 추가적인 일반 필터로 극저온 시스템 앞에 단순히 배치되는 것이 아니라는 것입니다.
주요 정제 단계 후 잔류 SF₆를 회수하는 특정 엔지니어링 과제를 해결하기 위해 전체 회수 전략에 통합됩니다.
SF₆ 회수에서 SF₆ 재사용까지
단일 기술이 가스 분리의 모든 단계에 대해 최적의 솔루션을 제공하는 경우는 드뭅니다.
SF₆ 회수의 경우 막 분리는 유용한 농축 및 회수 성능을 제공할 수 있지만, 가스 조성 및 필요한 제품 순도에 따라 막 분리만으로 매우 높은 SF₆ 순도를 달성하려면 추가 단계와 공정 장비가 필요할 수 있습니다.
SF₆ 회수에서 SF₆ 재사용까지
하이브리드 접근 방식은 이러한 두 가지 한계를 반대 방향에서 해결합니다.
극저온 정제는 제품 순도에 중점을 둡니다.
SF₆ 회수에서 SF₆ 재사용까지
함께 더 포괄적인 회수 전략을 만듭니다.
SF₆ 회수에서 SF₆ 재사용까지
SF₆ 회수의 궁극적인 목표는 단순히 가스를 수집하는 것이 아닙니다.
회수된 가스는 실제 조성과 의도된 응용 분야의 요구 사항에 따라 처리, 테스트 및 관리되어야 합니다.
적절하게 설계된 회수 및 정제 시스템을 통해 회수된 SF₆는 높은 순도 수준으로 농축될 수 있습니다. KSTONE의 시스템은 지정된 작동 조건에서 최대 99.99%의 SF₆ 순도를 달성하도록 설계되었습니다.정제 후 가스는 저장될 수 있으며, 이후 관련 가스 품질 요구 사항에 따라 재사용을 위해 평가될 수 있습니다.
이는 SF₆ 회수 시스템의 역할을 단순한 폐가스 수집 장치에서 가스 회수 및 재사용 시스템으로 변경합니다.
KSTONE의 하이브리드 정제 개념
따라서 KSTONE의 접근 방식은 세 단어로 요약할 수 있습니다:
분리. 회수. 재사용.
분리:
초저온 상변화 정제를 사용하여 다른 가스로부터 SF₆의 주요 분리를 달성합니다.
회수:
막 보조 기술을 사용하여 잔류 가스 흐름에서 잔류 SF₆를 회수합니다.
재사용:
회수된 SF₆를 농축하고 정제하여 후속 저장, 테스트 및 잠재적 재사용을 위해 준비합니다.
이 조합을 통해 각 기술은 가장 적합한 작업을 수행할 수 있습니다.
하나의 기술에 모든 분리 문제를 해결하도록 요청하는 대신 KSTONE은 서로 다른 물리적 분리 원리를 하나의 엔지니어링된 회수 시스템으로 통합합니다.결론SF₆ 회수의 과제는 단순히 전기 장비에서 가스를 회수하는 방법이 아닙니다. 더 큰 엔지니어링 과제는 SF₆를 효율적으로 분리하고, 고순도 가스를 얻고, 잔류 가스 흐름에 남아 있는 SF₆를 최소화하는 방법입니다.
막 분리와 극저온 정제는 이 과제의 다른 부분을 해결합니다.
초저온 정제는 상변화 거동의 차이를 활용하여 주요 고순도 분리를 제공합니다.막 보조 분리는 잔류 SF₆에 대한 추가 회수 단계를 제공하여 주요 정제 공정 후 가스 손실을 줄이는 데 도움이 됩니다.
대규모 GIS 및 GIL 응용 분야의 경우 이 기술은 기존 SF₆ 가스 회수에서 SF₆ 회수, 정제 및 재사용에 대한 보다 완전한 개념으로 가는 경로를 제공합니다.
KSTONE — 더 나은 SF₆ 회수 엔지니어링.