[發明專利]用Nafion管去除氣體中水份的方法

無效

• 申請號: 200910097307.7
• 申請日: 2009-04-09
• 公開（公告）號: CN101524617A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 楊斌;黃安;方軍;謝建立;李文樂
• 申請（專利權）人: 陳明
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 陳小良

技術領域

本發明涉及一種氣體干燥方法，具體是指一種用Nafion管去除氣體中水份的方法。

背景技術

氣體采樣系統是固定污染源煙氣在線監測系統、大氣環境監測系統、氣體分析儀中最關 鍵的部件。處理氣含有水份會導致分析數據的不準確甚至造成分析儀器致命性損壞。如：在 紅外分析領域中，處理氣中的水份會干擾紅外分析結果導致分析數據不準確。在分析水溶性、 腐蝕性氣體中，水份可使分析儀器被腐蝕造成分析儀器致命性損壞。

國內外的氣體采樣系統對處理氣的處理過程中主要采用電子制冷、壓縮機制冷、干燥劑 等方法。電子制冷與壓縮機制冷法都是應用降低處理氣露點溫度使其達到處理氣干燥的目的。 電子制冷與壓縮機制冷法在使用過程中常見的問題是：1、管道及儀器被水或微粒淤塞；2、 水溶性分析物的流失；3、分析儀被酸霧腐蝕；4、為了達到理想的除水效果太低的露點溫度 會因為結冰導致管路堵塞。干燥劑除水無法用于腐蝕性氣體分析中并且需要經常維護。

隨著國家對環境保護工作的日益重視，各種氣體分析的精度不斷提高，對氣體采樣系統 的要求也在不斷提高。電子制冷或壓縮機制冷法除水所帶來的問題將影響我國氣體檢測行業 的發展。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提出一種操作方便，效果良好的干燥方法。

本發明是通過下述技術方案得以實現的：

用Nafion管去除氣體中水份的方法，其特征在于包括下述步驟：

(1)由氣體采樣器收集處理氣，在氣體采樣器內通過加熱部件把處理氣加熱至100~200℃；

(2)把已加熱的處理氣再經微孔過濾器過濾；

(3)經過微孔過濾器的處理氣，由氣泵把它送入由Nafion管組成的干燥器，處理氣在 Nafion管內側的流速為0.9~3升/分鐘；同時，在Nafion管外側有儀表風發生器產生的干燥 氣吹過，其流速為Nafion管內側處理氣流速的3~5倍；

(4)從Nafion管內吹出的處理氣即為干燥了的氣體。

作為優選，上述用Nafion管去除氣體中水份的方法，步驟(1)中氣體采樣器內，對處 理氣加熱的溫度為110~120℃。

作為優選，上述的用Nafion管去除氣體中水份的方法，步驟(2)中的微孔過濾器為1~5um 微孔過濾器和0.1~0.2um的微孔過濾器兩級串聯過濾，可以更好地去除處理氣中的固體雜質 等，更好地保護設備的長期使用。

作為優選，上述的用Nafion管去除氣體中水份的方法，步驟(3)中處理氣在Nafion管 內側的流速為1升/分鐘，進入Nafion管的處理氣的溫度為90~100℃。

作為優選，上述用Nafion管去除氣體中水份的方法，步驟(3)由儀表風發生器產生的 干燥氣，是把壓縮空氣通過油水分離器除油后進入過濾器，經過電子制冷器將空氣溫度降至 4℃以下，再經無熱再生式分子篩干燥器把空氣進一步干燥，直至達到-70℃的露點的空氣為 干燥氣。

作為優選，上述用Nafion管去除氣體中水份的方法，步驟(3)中干燥氣吹過Nafion管 外側的流速為Nafion管內側處理氣流速的4倍。

作為優選，上述用Nafion管去除氣體中水份的方法，步驟(3)中干燥氣吹過Nafion管 外側的流向與處理氣流過Nafion管內側的方向相反。

Nafion分子交換膜除水的技術方案是根據處理氣流量將多根Du?Pont公司生產的Nafion 管用氟橡膠固定成蜂窩狀，將其封裝在不銹鋼316L管內。兩端用帶有處理氣進口與儀表風進 口的不銹鋼蓋密封。處理氣從進口進入Nafion管后，由于Nafion管含有磺酸基團，Nafion 具有極強的滲水性。通過磺酸基團，在Nafion管壁上形成了一個交聯的離子通道，水在管壁 表面經過磺酸基吸收后，通過離子通道迅速地轉移至管壁的另一面，然后蒸發。干燥的儀表 風通過儀表風進口源源不斷的將水蒸氣帶走，達到處理氣除水干燥的目的。此管只對羥基起 吸附作用，一個磺酸基團可以接受13個水分子。因此在一定干燥度的儀表風的吹掃下可以將 氣體露點溫度降低到-27℃--40℃。由于Nafion是聚四氟乙烯和氟-3，6-二環氧-4-甲基-7- 癸烯-硫酸的共聚物，具有極強的抗化學侵蝕特性，所以可以用于強酸性氣體的場合。