[發明專利]一種自供再生氣的凈化系統及控制方法

在審

• 申請號: 202010553607.8
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111603932A
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 比格爾·帕特里克;科赫·卡斯滕;屈希勒爾·亞歷山大
• 申請（專利權）人: 布勞恩惰性氣體系統有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;C01B3/02;B01D53/46;B01D53/26
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明公開了一種自供再生氣的凈化系統及控制方法，屬于氣體凈化技術領域，包括氣體凈化系統、氫氣發生裝置和氣體混合裝置，所述氫氣發生裝置用于生成氫氣，所述氣體混合裝置用于混合惰性氣體與氫氣形成混合氣體；所述氣體混合裝置形成的混合氣體通入到氣體凈化系統。在氣體混合裝置中將氫氣和惰性氣體混合成再生氣后通入氣體凈化系統中使用，相比直接將氫氣和惰性氣體通入氣體凈化系統中直接混合使用，安全系數大大提高。針對現有技術中以混合氫為基礎的再生氣體的危險系數高、運輸存放困難的技術問題，本發明提供了一種自供再生氣的凈化系統及控制方法，它可以隨時隨地的制備混合氫為基礎的再生氣體，從根本上杜絕了混合氫氣體的存儲問題。

技術領域

本發明涉及氣體凈化技術領域，具體涉及一種自供再生氣的凈化系統及控制方法。

背景技術

氣體凈化系統是指把一個密閉空間內的氧氣和水分去除的系統，去除的原理是用銅觸媒和空氣中的氧氣反應，另外有分子篩來去除水分，銅觸媒和分子篩裝在一個凈化柱中。當銅觸媒氧化以后失去活性了，就需要用氫氣和氧化銅反應生成媒介和銅，這樣，銅觸媒又可以繼續凈化空氣了。氣體凈化系統通過過濾器去除惰性氣體中的微量污染物，如氧氣和濕氣；在超純氣體氣氛中，允許材料和工藝進行生產和工作，對微量氣體污染高度敏感，過濾器經過一段時間的運行后達到飽和，并失去其凈化能力。然后，必須將其替換為新的。標準或典型的間隔替換周期平均為幾個月。但是，在使用中的氣體凈化系統具有更先進的技術，其中的過濾器可以通過以下稱為“再生過程”的方式進行更新、替換以重新使用。此過程使用一種特殊的處理氣體，稱為“再生氣體”。

氣體凈化器應用中最常用的“再生氣體”是惰性氣體和少量氫氣的混合物。全球市場上出售各種惰性氣體，如壓力瓶，以標準氣瓶形式提供壓縮氣體，便于填充和輸送。最常用的是50升的壓力瓶，可充裝最大壓力為200巴(20MPa)的壓縮氣體。一個這樣的壓力瓶可以支持一個實驗室規模的氣體凈化系統的再生；然而，高性能的氣體凈化系統和工業氣體凈化系統會消耗更多體積和容量的惰性氣體和少量氫氣的混合物(再生氣體)。在凈化室(氣體凈化系統)中應用時，通常必須將再生氣體的基礎設施(壓力瓶)放置在潔凈室之外，需要加長管道和大量的配件。因此，需要一個復雜的供應基礎設施，包括氫壓力瓶的固定電池，甚至是固定的氫壓力容器和混合氣體單元的組合。

儲存和處理以混合氫為基礎的再生氣體可能是危險的，它是高壓縮氣體，如果不采取預防措施，或者，如果非熟練和未經培訓的人員操縱它，從本質上講可能會變得更加危險。氫與另一種氣體的混合物具有較低的著火閾值，在發生故障時很容易與周圍的空氣著火。為了使系統運行平穩，盡管再生氣體使用頻率相對很少，但必須在氣體凈化系統中永久存儲和操縱再生氣體。因此，相關的安全問題，如需要培訓，特殊設備(例如安全的三輪手推車)，內部SOP，監控，詳細的跟蹤程序以及更多的安全措施，增加了工作量和操作的復雜性。

如上所述，有害氣體的長期存儲，例如客戶場所壓力罐或壓力瓶中的再生氣體，需要專用的基礎設施，安全功能和安全措施的實施，需要技能嫻熟且訓練有素的專人操作。需要對許多安全措施和設施以及(取決于當地適用的規則和法律)證書的證明進行監測。它需要監視眾多的安全措施和設施以及(取決于當地適用的法規和法律)認證證明。需要額外的管理能力，額外的存儲成本，安全措施和特殊過程的操作。這些問題均增加了運行氣體凈化系統的總成本。

由于對再生氣體的需求相對稀少，氣體供應配件的聯接和脫開，均是潛在的氣體泄漏危險故障的源頭，必須通過進行風險分析來預防，可能的話，可以安裝和實施附加的附件量身定制的安全措施。

在工業氣體凈化系統方面的高額投資，需要建立當地配套的基礎設施來供應再生氣體，這使得一個系統變得昂貴。它們增加了系統整個生命周期的操作、認證、監測和維護的經常性費用。

所有不希望的安全問題和投資，再加上對降低成本的強烈需求，導致市場不斷要求風險更低的解決方案。通常，該要求導致最終氣體混合物中氫氣濃度的降低，另一方面，效率降低。這反過來了又增加了再生氣體更換的間隔頻次，從而增加了總成本。