用于管理气体纯化的方法和系统技术方案

提供了一种用于延长吸附剂的使用寿命的方法，该吸附剂用于通过吸附杂质来纯化气体。该方法包括在气体内产生放电以获得代表杂质的浓度的光谱发射。该方法还包括根据光谱发射监测杂质的浓度。该方法还包括通过将杂质的至少一部分转化为与该杂质相比对吸附剂具有更大的亲和力的二次杂质来降低杂质的浓度。该方法还包括将杂质的浓度与污染浓度进行比较，并根据该比较来管理将气体吸附到吸附剂上。

Methods and systems for the management of gas purification

A method for prolonging the service life of adsorbents is provided, which is used to purify gases by adsorbing impurities. The method consists of generating a discharge in a gas to obtain the spectral emission of the concentration of the representative impurity. The method also includes monitoring the concentration of impurities according to spectral emission. The method also includes reducing the impurity concentration by converting at least part of the impurity to the two impurity that has greater affinity to the adsorbent than the impurity. The method also includes the comparison of the concentration of the impurity with the pollution concentration and the adsorption of the gas to the adsorbent according to the comparison.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于管理气体纯化的方法和系统
本领域大体上涉及通过表面吸附进行气体纯化(purify，净化)，更具体地涉及利用光谱发射来管理气体纯化的方法和系统。
技术介绍
从气体中去除杂质可以通过将杂质吸附在催化吸附剂诸如非蒸发型吸杂合金(gatteringalloy，吸气合金)的活性表面上来执行。例如，通过使惰性气体诸如氩气、氦气、氖气、氪气或氙气通过加热的锆基吸附剂例如锆合金来对这样的惰性气体进行纯化是已知的。锆合金可以以粉末或颗粒的形式提供，并且被容纳在隔热的且可以被加热的不锈钢容器中。锆合金用作吸杂合金，以用于从气体中去除杂质诸如H2O、N2、CH4、CO、CO2、H2和NMHC(非甲烷烃)等。与大多数吸附剂一样，当吸杂合金失活时，该吸杂合金不会无限期地保持其吸附活性。吸附剂的失活可以例如由以下因素引起，这样的因素为：老化，即表面晶体结构的改变；抑制(poison，毒化)，即将一物质不可逆地沉积在合金的活性位点上；或变污秽，即将碳质材料沉积在吸附剂表面上。在所有以上杂质中，一旦吸杂合金达到其使用寿命的终点，N2和CH4通常是首先将不再被吸杂合金吸附的杂质。通常，当下游的分析系统受污染而导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于延长吸附剂的使用寿命的方法，所述吸附剂用于通过吸附杂质来纯化气体，所述方法包括：在所述气体内产生放电以获得代表所述杂质的浓度Ci的光谱发射；根据所述光谱发射监测所述杂质的所述浓度Ci；通过将所述杂质的至少一部分转化为与所述杂质相比对所述吸附剂具有更大的亲和力的二次杂质来降低所述杂质的所述浓度Ci；以及将Ci与污染浓度Cp进行比较，并根据所述比较来管理所述杂质的吸附，包括：当Ci<Cp时，允许将所述杂质吸附到所述吸附剂上，以获得经纯化的气体；并且当Ci≥Cp时，阻止所述杂质吸附到所述吸附剂上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.06 US 62/129,1941.一种用于延长吸附剂的使用寿命的方法，所述吸附剂用于通过吸附杂质来纯化气体，所述方法包括：在所述气体内产生放电以获得代表所述杂质的浓度Ci的光谱发射；根据所述光谱发射监测所述杂质的所述浓度Ci；通过将所述杂质的至少一部分转化为与所述杂质相比对所述吸附剂具有更大的亲和力的二次杂质来降低所述杂质的所述浓度Ci；以及将Ci与污染浓度Cp进行比较，并根据所述比较来管理所述杂质的吸附，包括：当Ci&lt;Cp时，允许将所述杂质吸附到所述吸附剂上，以获得经纯化的气体；并且当Ci≥Cp时，阻止所述杂质吸附到所述吸附剂上。2.根据权利要求1所述的方法，其中：允许将所述杂质吸附到所述吸附剂上包括使所述气体与所述吸附剂接触；并且阻止所述杂质吸附到所述吸附剂上包括阻止所述气体接触所述吸附剂。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中：允许将所述杂质吸附到所述吸附剂上包括对所述吸附剂通电；并且阻止所述杂质吸附到所述吸附剂上包括切断供应至所述吸附剂的电力。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括：如果Ci≥Cp，进一步降低所述杂质的所述浓度Ci。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括向所述气体添加掺杂剂，通过所述杂质与所述掺杂剂的反应来执行所述杂质的转化，所述反应通过所述放电触发。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述掺杂剂包括水和O2中的至少一种。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述掺杂剂包括水。8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，以10ppm至200ppm之间的浓度添加所述掺杂剂。9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，还包括在使所述气体与所述吸附剂接触之前从所述气体中去除所述掺杂剂。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括：监测所述吸附剂的温度Ts；将Ts与临界温度Tc进行比较，并且当Ts≥Tc时，阻止所述杂质吸附到所述吸附剂上。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，还包括：在所述经纯化的气体内产生放电，以获得代表所述经纯化的气体中所述杂质的残留浓度Cf的第二光谱发射；根据所述第二光谱发射监测所述杂质的所述残留浓度Cf；以及将Cf与参考浓度CRef进行比较，并且当Cf≥CRef时，阻止所述杂质吸附到所述吸附剂上并且/或者向使用者发送警告信号。12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述气体包括惰性气体。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述惰性气体包括氦气、氩气、氖气、氪气、氙气或其混合物。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中，所述吸附剂包括吸杂合金、分子筛、催化吸附剂和活性炭中的至少一种。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中，所述吸附剂包括吸杂合金。16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述吸杂合金是锆基的。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中，所述杂质包括H2O、N2、CH4、CO、CO2、H2和非甲烷烃(NHMC)中的至少一种。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，所述放电包括电介质阻挡放电、脉冲放电、直流电压放电和电晕型放电中的至少一种。19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，所述放电是多级的。20.一种用于通过将杂质吸附到吸附剂上来纯化气体的方法，所述方法包括：在所述气体内产生放电以获得代表所述杂质的浓度Ci的光谱发射；根据所述光谱发射监测所述杂质的所述浓度Ci；通过将所述杂质的至少一部分转化为与所述杂质相比对所述吸附剂具有更大的亲和力的二次杂质来降低所述杂质的所述浓度Ci，以获得经预处理的气体；以及当Ci降低到污染浓度Cp以下时，使所述经预处理的气体与所述吸附剂接触以用于将所述杂质吸附到所述吸附剂上。21.根据权利要求20所述的方法，还包括向所述气体添加掺杂剂，通过所述杂质与所述掺杂剂的反应来执行所述杂质的转化，所述反应通过所述放电触发。22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述掺杂剂包括水和O2中的至少一种。23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述掺杂剂包括水。24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，以10ppm至200ppm之间的浓度添加所述掺杂剂。25.根据权利要求20至24中任一项所述的方法，还包括在使所述经预处理的气体与所述吸附剂接触之前从所述气体中去除所述掺杂剂。26.根据权利要求20至25中任一项所述的方法，其中，所述气体包括惰性气体。27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述惰性气体包括氦气、氩气、氖气、氪气、氙气或其混合物。28.根据权利要求20至27中任一项所述的方法，其中，所述吸附剂包括吸杂合金、分子筛、催化吸附剂和活性炭中的至少一种。29.根据权利要求20至27中任一项所述的方法，其中，所述吸附剂包括吸杂合金。30.根据权利要求28或29所述的方法，其中，所述吸杂合金是锆基的。31.根据权利要求20至30中任一项所述的方法，其中，所述杂质包括H2O、N2、CH4、CO、CO2、H2和非甲烷烃(NHMC)中的至少一种。32.根据权利要求20至31中任一项所述的方法，其中，所述放电包括电介质阻挡放电、脉冲放电...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊夫斯·加马什，
申请(专利权)人：机械解析有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA