SF₆ रिकवरी के लिए मेम्ब्रेन सेपरेशन को क्रायोजेनिक प्यूरिफिकेशन के साथ क्यों मिलाएं?

परिचय

जीआईएस, जीआईएल, सर्किट ब्रेकर और अन्य उच्च-वोल्टेज उपकरणों से SF₆ की रिकवरी गैस के पुन: उपयोग और उत्सर्जन में कमी दोनों के लिए तेजी से महत्वपूर्ण हो रही है। हालांकि, SF₆ की रिकवरी केवल गैस को इकट्ठा करने का मामला नहीं है। जब उपकरण रखरखाव, परिवहन या गैस प्रतिस्थापन के दौरान SF₆ को नाइट्रोजन, हवा या अन्य गैसों के साथ मिलाया गया हो, तो पुन: प्राप्त गैस को पुन: उपयोग करने से पहले आगे अलगाव और शुद्धिकरण की आवश्यकता हो सकती है।

SF₆ युक्त गैस मिश्रणों पर विभिन्न अलगाव प्रौद्योगिकियों को लागू किया जा सकता है, जिसमें मेम्ब्रेन सेपरेशन और निम्न-तापमान अलगाव शामिल हैं। प्रत्येक तकनीक के अपने फायदे और सीमाएं हैं।

इस कारण से, KSTONE ने एक हाइब्रिड दृष्टिकोण विकसित किया है जो मेम्ब्रेन-सहायता प्राप्त SF₆ रिकवरी को अल्ट्रा-लो-टेम्परेचर प्यूरिफिकेशन के साथ जोड़ता है दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

एकल अलगाव सिद्धांत पर निर्भर रहने के बजाय, दो प्रौद्योगिकियां पूरक कार्य करती हैं: क्रायोजेनिक प्यूरिफिकेशन प्राथमिक उच्च-शुद्धता अलगाव प्रदान करता है, जबकि मेम्ब्रेन सेपरेशन शेष गैस से अवशिष्ट SF₆ को पुनः प्राप्त करने में मदद करता है

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SF₆ अलगाव साधारण गैस रिकवरी की तुलना में अधिक चुनौतीपूर्ण क्यों है?

पुनः प्राप्त गैस की संरचना अनुप्रयोग के आधार पर काफी भिन्न हो सकती है।

उदाहरण के लिए, जीआईएस या जीआईएल रखरखाव के दौरान, SF₆ को नाइट्रोजन या हवा के साथ पुनः प्राप्त किया जा सकता है। कुछ अनुप्रयोगों में, गैस मिश्रण में SF₆ की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता हो सकती है, जबकि अन्य में, SF₆ सांद्रता बहुत कम हो सकती है।

यह दो अलग-अलग आवश्यकताएं पैदा करता है।पहला, प्रक्रिया को दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

।दूसरा, प्रक्रिया को दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

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ये दो उद्देश्य संबंधित हैं, लेकिन वे बिल्कुल समान नहीं हैं।

SF₆ को समृद्ध करने में प्रभावी तकनीक आवश्यक रूप से अंतिम उच्च शुद्धता प्राप्त करने के लिए सबसे प्रभावी तकनीक नहीं है। इसके विपरीत, उच्च-शुद्धता अलगाव के लिए डिज़ाइन की गई प्रक्रिया बड़ी मात्रा में अवशिष्ट गैस से SF₆ की ट्रेस मात्रा को पुनः प्राप्त करने का सबसे कुशल तरीका नहीं हो सकती है।

यहीं पर एक संयुक्त प्रक्रिया मूल्यवान हो जाती है।

मेम्ब्रेन सेपरेशन क्या कर सकता है?

मेम्ब्रेन सेपरेशन एक झिल्ली के माध्यम से कुछ गैस घटकों के चयनात्मक परिवहन के लिए गैस पारगम्यता में अंतर का उपयोग करता है।SF₆ युक्त मिश्रणों के लिए, मेम्ब्रेन तकनीक का उपयोग SF₆ को समृद्ध और पुनः प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है

, विशेष रूप से जब गैस स्ट्रीम में SF₆ की अपेक्षाकृत कम सांद्रता होती है।

मेम्ब्रेन सेपरेशन का एक फायदा यह है कि यह पारंपरिक चरण-परिवर्तन अलगाव प्रक्रिया की आवश्यकता के बिना लगातार संचालित हो सकता है। इसलिए यह अवशिष्ट SF₆ के लिए एक प्रभावी रिकवरी चरण के रूप में काम कर सकता है।

हालांकि, जब मेम्ब्रेन सेपरेशन से अकेले पूरी शुद्धिकरण प्रक्रिया करने की उम्मीद की जाती है तो इसकी व्यावहारिक सीमाएं होती हैं।

अत्यधिक उच्च SF₆ शुद्धता और शेष गैस में बहुत कम SF₆ सांद्रता दोनों को प्राप्त करने के लिए कई मेम्ब्रेन चरणों, अतिरिक्त संपीड़न और अधिक जटिल प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता हो सकती है।

इसलिए, KSTONE मेम्ब्रेन सेपरेशन को एकमात्र शुद्धिकरण तंत्र नहीं मानता है।इसके बजाय, इसका उपयोग वहां किया जाता है जहां यह सबसे अधिक मूल्य प्रदान करता है:

प्राथमिक शुद्धिकरण चरण के बाद गैस स्ट्रीम में शेष SF₆ को पुनः प्राप्त करना

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अल्ट्रा-लो-टेम्परेचर प्यूरिफिकेशन का उपयोग क्यों करें?

SF₆ के भौतिक गुण नाइट्रोजन और ऑक्सीजन जैसी गैसों से काफी भिन्न होते हैं।

पर्याप्त रूप से कम तापमान पर और नियंत्रित दबाव की स्थिति में, SF₆ एक चरण परिवर्तन से गुजर सकता है जबकि अन्य घटक एक अलग भौतिक अवस्था में रहते हैं।चरण व्यवहार में यह अंतर अन्य गैसों से SF₆ को अलग करने का एक और तंत्र प्रदान करता है। दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

अल्ट्रा-लो-टेम्परेचर प्यूरिफिकेशन

के माध्यम से करता है।

मेम्ब्रेन पारगम्यता में अंतर पर पूरी तरह से निर्भर रहने के बजाय, प्रक्रिया गैस घटकों की विभिन्न चरण-परिवर्तन विशेषताओं का लाभ उठाती है।

परिणाम एक अलगाव तंत्र है जो विशेष रूप से उच्च सांद्रता वाले SF₆ प्राप्त करने के लिए उपयुक्त है।
दूसरे शब्दों में:

मेम्ब्रेन सेपरेशन पारगम्यता में अंतर का उपयोग करता है।

क्रायोजेनिक प्यूरिफिकेशन भौतिक चरण व्यवहार में अंतर का उपयोग करता है।

ये मौलिक रूप से अलग-अलग अलगाव सिद्धांत हैं, यही कारण है कि वे एक-दूसरे के पूरक हो सकते हैं।

दोनों प्रौद्योगिकियों को क्यों मिलाएं?

KSTONE की हाइब्रिड तकनीक के पीछे मुख्य विचार मेम्ब्रेन सेपरेशन और क्रायोजेनिक प्यूरिफिकेशन को एक ही काम करने के लिए नहीं है।

इसके बजाय, प्रत्येक तकनीक को एक विशिष्ट भूमिका सौंपी जाती है।

1. प्राथमिक अलगाव के लिए क्रायोजेनिक प्यूरिफिकेशन

अल्ट्रा-लो-टेम्परेचर चरण SF₆ युक्त गैस के प्राथमिक शुद्धिकरण का प्रदर्शन करता है।

SF₆ और अन्य गैस घटकों की विभिन्न चरण-परिवर्तन विशेषताओं का उपयोग करके, SF₆ को उच्च शुद्धता स्तर तक अलग और केंद्रित किया जा सकता है।

यह चरण इसलिए मुख्य शुद्धिकरण प्रदर्शन के लिए जिम्मेदार है।

2. अवशिष्ट SF₆ रिकवरी के लिए मेम्ब्रेन सेपरेशन

प्राथमिक शुद्धिकरण प्रक्रिया के बाद भी, शेष गैस में अभी भी थोड़ी मात्रा में SF₆ हो सकता है।

इस SF₆ को अवशिष्ट गैस स्ट्रीम में रहने देने के बजाय, KSTONE शेष SF₆ को और अधिक कैप्चर और केंद्रित करने के लिए मेम्ब्रेन-सहायता प्राप्त रिकवरी का उपयोग करता है।

पुनः प्राप्त SF₆ को तब रिकवरी प्रक्रिया में वापस किया जा सकता है।

3. कम SF₆ हानि

दोनों प्रौद्योगिकियों का संयोजन एक रिकवरी लूप बनाता है।

क्रायोजेनिक चरण उच्च-शुद्धता SF₆ अलगाव पर केंद्रित है, जबकि मेम्ब्रेन चरण उस SF₆ को पुनः प्राप्त करने में मदद करता है जो अन्यथा अवशिष्ट गैस में रह जाएगा।

यह दृष्टिकोण SF₆ हानि को कम कर सकता है और सिस्टम की समग्र गैस रिकवरी दक्षता में सुधार कर सकता है।

प्रक्रिया को देखने का एक अलग तरीका

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मिश्रित SF₆ युक्त गैस

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अल्ट्रा-लो-टेम्परेचर चरण-परिवर्तन अलगाव

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थोड़ी मात्रा में SF₆ युक्त अवशिष्ट गैस

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मेम्ब्रेन-सहायता प्राप्त SF₆ रिकवरी

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पुनः प्राप्त SF₆ प्रक्रिया में वापस किया गयामहत्वपूर्ण बात यह है कि मेम्ब्रेन को केवल एक अतिरिक्त सामान्य फिल्टर के रूप में क्रायोजेनिक सिस्टम के सामने नहीं रखा गया है।

इसे समग्र रिकवरी रणनीति में एकीकृत किया गया है ताकि एक विशिष्ट इंजीनियरिंग चुनौती का समाधान किया जा सके:

प्राथमिक शुद्धिकरण चरण के बाद अवशिष्ट SF₆ को पुनः प्राप्त करना

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केवल मेम्ब्रेन सेपरेशन का उपयोग क्यों न करें?

एकल तकनीक शायद ही कभी गैस अलगाव के हर चरण के लिए इष्टतम समाधान प्रदान करती है।

SF₆ रिकवरी के लिए, मेम्ब्रेन सेपरेशन उपयोगी संवर्धन और रिकवरी प्रदर्शन प्रदान कर सकता है, लेकिन गैस संरचना और आवश्यक उत्पाद शुद्धता के आधार पर, मेम्ब्रेन सेपरेशन के माध्यम से बहुत उच्च SF₆ शुद्धता प्राप्त करने के लिए अतिरिक्त चरणों और प्रक्रिया उपकरणों की आवश्यकता हो सकती है।

दूसरी ओर, क्रायोजेनिक प्यूरिफिकेशन, इसके चरण व्यवहार के आधार पर SF₆ को अलग करने के लिए एक शक्तिशाली भौतिक तंत्र प्रदान करता है, लेकिन प्राथमिक अलगाव चरण से निकलने वाली अवशिष्ट गैस में अभी भी पुनः प्राप्त करने योग्य SF₆ हो सकता है।

हाइब्रिड दृष्टिकोण इन दो सीमाओं को विपरीत दिशाओं से संबोधित करता है।

क्रायोजेनिक प्यूरिफिकेशन उत्पाद शुद्धता पर केंद्रित है।

मेम्ब्रेन-सहायता प्राप्त रिकवरी अवशिष्ट SF₆ हानि को कम करने पर केंद्रित है।

साथ में, वे एक अधिक व्यापक रिकवरी रणनीति बनाते हैं।

SF₆ रिकवरी से SF₆ पुन: उपयोग तकSF₆ रिकवरी का अंतिम उद्देश्य केवल गैस को इकट्ठा करना नहीं है।पुनः प्राप्त गैस को इसकी वास्तविक संरचना और इच्छित अनुप्रयोग की आवश्यकताओं के अनुसार संसाधित, परीक्षण और प्रबंधित किया जाना चाहिए।

उचित रूप से डिज़ाइन की गई रिकवरी और शुद्धिकरण प्रणाली के साथ, पुनः प्राप्त SF₆ को उच्च शुद्धता स्तर तक केंद्रित किया जा सकता है। KSTONE की प्रणाली को निर्दिष्ट परिचालन स्थितियों के तहत

99.99% तक SF₆ शुद्धता प्राप्त करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यह SF₆ रिकवरी प्रणाली की भूमिका को एक साधारण अपशिष्ट-गैस संग्रह उपकरण से

गैस रिकवरी और पुन: उपयोग प्रणाली

में बदल देता है।

• KSTONE की हाइब्रिड प्यूरिफिकेशन अवधारणाKSTONE के दृष्टिकोण को इसलिए तीन शब्दों में संक्षेपित किया जा सकता है:
• अलग करें। पुनः प्राप्त करें। पुन: उपयोग करें।अलग करें:
• अन्य गैसों से SF₆ के प्राथमिक अलगाव को प्राप्त करने के लिए अल्ट्रा-लो-टेम्परेचर चरण-परिवर्तन शुद्धिकरण का उपयोग करें।पुनः प्राप्त करें:

शेष गैस स्ट्रीम से अवशिष्ट SF₆ को पुनः प्राप्त करने के लिए मेम्ब्रेन-सहायता प्राप्त तकनीक का उपयोग करें।

पुन: उपयोग करें:

बाद के भंडारण, परीक्षण और संभावित पुन: उपयोग के लिए पुनः प्राप्त SF₆ को केंद्रित और शुद्ध करें।

यह संयोजन प्रत्येक तकनीक को उस कार्य को करने की अनुमति देता है जिसके लिए वह सबसे उपयुक्त है।एक तकनीक से हर अलगाव समस्या को हल करने के लिए कहने के बजाय, KSTONE विभिन्न भौतिक अलगाव सिद्धांतों को एक इंजीनियर रिकवरी सिस्टम में एकीकृत करता है। दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

SF₆ रिकवरी की चुनौती केवल विद्युत उपकरणों से गैस को कैसे पुनः प्राप्त किया जाए, यह नहीं है। बड़ी इंजीनियरिंग चुनौती यह है कि

SF₆ को कुशलतापूर्वक कैसे अलग किया जाए, उच्च-शुद्धता वाली गैस प्राप्त की जाए, और अवशिष्ट गैस स्ट्रीम में शेष SF₆ को कैसे कम किया जाए।

मेम्ब्रेन सेपरेशन और क्रायोजेनिक प्यूरिफिकेशन इस चुनौती के विभिन्न हिस्सों को संबोधित करते हैं।अल्ट्रा-लो-टेम्परेचर प्यूरिफिकेशन

चरण व्यवहार में अंतर का उपयोग करके प्राथमिक उच्च-शुद्धता अलगाव प्रदान करता है।मेम्ब्रेन-सहायता प्राप्त सेपरेशन दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

इन दोनों प्रौद्योगिकियों को मिलाकर, KSTONE एक हाइब्रिड दृष्टिकोण बनाता है जो SF₆ शुद्धता और समग्र रिकवरी दक्षता दोनों के लिए डिज़ाइन किया गया है।

बड़े पैमाने पर जीआईएस और जीआईएल अनुप्रयोगों के लिए, यह तकनीक पारंपरिक SF₆ गैस रिकवरी से