El Sincrotró ALBA obre una planta de recuperació d’heli líquid

La instal·lació, que compta amb una inversió inicial de l’ICN2 (Institut Català de Nanociència i Nanotecnologia), és única a Catalunya i permet reciclar un 80% de l’heli líquid consumit a ALBA, que s’empra tant per a l’operació d’imants superconductors com per a l’execució d’experiments a ultra-baixes temperatures. 

Aquest gas inert, que es genera per la fusió d’àtoms d’hidrogen, es troba a poques reserves de gas natural. Aquelles en què l’extracció és difícil i cara. En conseqüència, s’estan explorant diferents sistemes per recuperar l’heli i facilitar-ne l’ús en un ampli ventall d’aplicacions més enllà dels populars globus. La versatilitat d’aquesta substància resideix en el baix punt d’ebullició (-268,93 ºC). 

L’heli líquid és bàsic per al funcionament de l’equipament mèdic com, per exemple, la IRM (Imatge per Ressonància Magnètica), ja que és necessari per refrigerar els imants superconductors que conté. A quatre de les vuit línies de llum del sincrotró, l’heli líquid és indispensable per mantenir fredes les mostres a analitzar quan s’irradien amb la llum del sincrotró. També és necessari, en grans quantitats, per refredar dos imants superconductors, un dels quals destinat a la producció de radiació per al sincrotró i l’altre ubicat a una de les línies experimentals.

Amb la fi de garantir la disponibilitat d’aquesta substància limitada, el preu de la qual està previst que es dupliqui en un futur no gaire llunyà, l’ALBA ha construït una planta per a liquar l’heli gas i reutilitzar-lo un cop està liqüefacte. Així, se’n pot reciclar un 80% del consumit en els experiments i estalviar més de 10 €/l. 

 

Quan l’heli líquid s’utilitza als experiments del sincrotró, canvia a estat gasós. Aquest gas és recuperat, purificat i liquat per la planta per poder reutilitzar-lo mitjançant el procés que detallem a continuació.

L’heli gasós és dirigit a la planta a través d’un anell de recuperació (de 400 m de perímetre) i emmagatzemat en un globus de 20 m3 a pressió atmosfèrica. Seguidament, aquest heli és comprimit a 200 bar i emmagatzemat en unes ampolles. El següent pas, just abans de la liqüefacció, és eliminar les substàncies contaminants que puguin haver-se introduït durant el procés de recuperació fins a assolir una puresa del 99,999%. Després, l’heli pur és comprimit a una pressió base de 17,3 bar per a sotmetre’s, posteriorment, a un seguit d’expansions fins que es refreda per sota dels -268,93 ºC, moment en el qual una part esdevé líquida. Aquesta porció líquida s’emmagatzema en un dipòsit de 1.000 l de capacitat per distribuir-lo als equips que requereixen heli líquid. La part gasosa se sotmet de nou a la compressió de 17,3 bar i a les expansions posteriors per refredar-se altre cop i produir més heli líquid.

La planta, única a Catalunya, permet reciclar fins a 24.960 litres d’heli a l’any. Aquesta activitat no només representa un estalvi econòmic, sinó que també redueix la vulnerabilitat a les fluctuacions de preu i a les interrupcions de subministrament, ja que la planta pot garantir prou heli líquid durant dues setmanes sense necessitat de subministraments externs. Degut a la inversió inicial, l’ICN2 es beneficiarà d’una part de la producció de la planta. 

L’àrea de Recursos Interns del sincrotró ha dut a terme el projecte, la instal·lació, així com la legalització dels equips a pressió, d’una planta construïda en un espai de 80 m2 adjacent a l’edifici principal, gràcies a la col·laboració de companyies de la zona.

Autor 1:

Montserrat Prieto Moliné

Enginyera Industrial. Enginyera de Projectes de la Secció Transversal (Desenvolupament). Divisió d’Enginyeria del Sincrotró ALBA

Publicat: 05/09/2018

Etiquetes:heli lquid Sincrotró Alba Enginyeria planta industrial

Comparteix a
Cap vot de moment