气体纯化装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于从气体中分离烃的纯化装置（２０）。它包括适用于引导气体通过其中的转化器外壳（３２），其中设置有催化剂材料，通过热源（３４）从转化器外壳（３２）的外部加热该催化剂材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体纯化装置 本专利技术涉及用于从气体中分离烃的纯化装置。当气体被压縮时，例如在压縮空气的生产过程中，压縮气体几乎不可避免 地被油气溶胶和油蒸汽污染。例如，润滑剂、油、空气中包含的人为物质、二 氧化硫、 一氧化碳和含氮气体会被引入气体或压縮空气。这些内容物可以以气 体、蒸汽和油气溶胶的形式存在。这些污染物对于许多应用是不希望的，甚至是不可接受的。目前，能产生无需进一步处理的不含油的压縮气体、特别是不含油的压縮 空气的压縮机还不为人知。虽然存在能压縮不含油的气体或压縮空气的压縮 机，但是，它们还不能产生不含至少少量例如有机污染物的压縮空气。这是压 縮机从周围空气中吸入污染物和压縮机的轴承座和轴必需要进行润滑的结果， 所以，它们也向周围空气排出挥发性的组分。为此，通常使用下游过滤装置，它应该确保压縮空气的质量。然而，众所 周知，活性炭吸附过滤器的寿命短。美国专利第5284629 A号中描述用于除去压縮空气中的压縮机油的方法， 其中，压縮空气被引导通过一个容器，由氧化催化剂组成的层位于该容器中。 提到选自铂、钯、镍、钴、铁、铑、锰和铜的金属组分作为催化剂材料。而且，德国专利第10008609 Cl号描述一种类似的方法，其中霍加拉特 (hopcalite)材料被用作氧化催化剂。霍加拉特是一种混合催化剂的术语，它主 要由二氧化锰和氧化铜(II)组成。而且，它们可以含有其它金属氧化物，例如 氧化钴和氧化银(I)。霍加拉特在室温下用(大气中的)氧气(02)催化有毒的一氧化碳(CO)氧化 成相对无害的二氧化碳(C02)。因此，它们被用于防毒面具和其它呼吸器的过 滤物质。而且，霍加拉特在升高的温度(200-500'C)下催化各种有机化合物的氧 化作用。其成分包含例如60%MnO2 /40% CuO或50% Mn02 / 30 % CuO / 15% CoO禾卩5% Ag20。虽然霍加拉特催化剂用于实际应用中已有数十年，但是关于它们的作用 机理的许多问题仍然公开的。这是由于系统的复杂性使得难以获得有关活性位 点和催化与失活的机理的信息。在任何情况下，这种材料都能够除去或分离压 縮气体中的油组分和挥发性有机化合物，并且不容易受磷、硫、锌和其它普通油添加剂的毒化。同样如德国专利第10008609号中所述，该催化剂材料通常 以加热装置的方式被加热以便达到所需的工作温度或操作温度。最佳的工作温 度是约130-150°C。已知纯化装置包含配制在容器内部并且与催化剂材料接触的加热棒。根据 结构，加热棒的长度可以大约与容器的长度对应并由此或多或少通过全部催化 剂材料；然而，还有一种安排也是已知的，其中，加热棒仅在小范围内伸入催 化剂材料中。气体的高质量纯化要求全部催化剂材料具有基本上相同的温度。因为催化 剂材料通常仅具有非常低的导热性，所以加热棒的温度通常在实际操作温度以 上。对于霍加拉特，情况尤其是如此。加热棒区域的温度更高总体导致催化剂 材料中温度分布不均匀。这继而会造成反应不均匀，特别是在纯化装置的启动 过程中即热量能均匀分布之前，情况尤其如此。或者或除了使用加热棒以外， 己知一类加热系统，它在提供的气流进入纯化装置之前加热气流。然而，这种 情况的缺点是，当气流流经容器时发生降温并因此使靠近出口的温度比容器进 口处的温度更低。这也可以导致不均匀的反应。因为降温，气流通常被过度加 热，这另外造成较高的能量消耗。当启动冷的容器时，情况尤其如此。也观察到，即使是在采用上游加热系统的情况下，在容器气体入口区域中 靠近加热棒处能形成具有明显更高温度的所谓热点。它们能达到甚至可能造成 油或催化剂材料自燃或燃烧的温度。油的燃烧发生在约250-300'C时。然而， 必需花一切代价避免燃烧的危险性，这是安装温度传感器的原因，所述温度传 感器在温度增加至某一温度阈值以上时切断所述装置或至少触发警报。最后，己知纯化装置的另一个缺点在于，它们不能分离气流中平均量以上 的烃，因此使它们通过该纯化装置到达下游装置。这会为下游装置带来相当大 的消极后果；根据被纯化的气体的用途，这也可能会危害到人类和动物。本专利技术的一个目的是提供一种高效的纯化装置，它还满足尤其是高安全需 要。该纯化装置的生产应该有成本效益，并且该装置应该分别确保连续操作和 烃的安全分离。根据本专利技术， 一种纯化装置使这个目的得以实现，该纯化装置包括适用于 引导气体通过其中的转化器外壳、设置在其中的催化剂材料和至少一个温度传 感器，其中一通过热源从转化器外壳的外部加热所述催化剂材料，一所述催化剂材料含有纯霍加拉特，如果气体中烃的含量增加，纯霍加拉 特会迅速升温，—用温度传感器测定霍加拉特的温度。通过转化器外壳从外部加热催化剂材料的一个真正的优点是可以获得更 均匀的热量分布。因为具有相当大的可用表面积，所以每单位面积将温度增加 至某一水平所需的热能可以显著减少。 一个特别有利的实施方式可任选地建议 用电热带加热包裹转化器外壳。在一个圆柱形的容器中，热量输入优选发生在 容器的整个侧面上。可用于传热的表面积大的优点是，显著减小局部温度增加 (热点)的可能性和因此引起的油自燃或燃烧的危险性。可以使用任何其它合适的热源或加热系统来代替电热带加热；重要的是热 量输入发生在尽可能大的外表面上。使用夹套加热、加热套或环形加热器也是 可能的。较优地，外部加热还能与容器内的加热组合。在这种情况下，能够显 著减小加热棒(例如在中心沿容器延伸)的功率，继而减少不可控的温度上升的 危险性。霍加拉特的用途特别适合所述催化剂材料。为了成本的原因，使用涂布霍 加拉特的氧化铝小球证明有它的价值。与普遍的观点相反，根据本专利技术，使用部分由纯霍加拉特组成的催化剂材 料。因为在增加烃输入的情况下，使用纯霍加拉特导致容器内纯霍加拉特材料 区域中的反应温度急剧上升。这种温度上升可以用合适的温度传感器来指示， 以便通过切断纯化装置来防止烃类被通过到达其它装置或气体被进一步利用。 因此，在发生故障的情况下，霍加拉特温度上升充当装置转换和/或载气明确切断的信号或触发事件，以便中断燃烧过程(例如由于缺乏氧气)。由于温度上升， 能发出警报或能立即切断纯化装置。当使用仅仅涂布的小球时，这种急剧的温 度上升的效应不会发生，因为霍加拉特的量较小。或者，可以向催化剂材料中掺合其它物质；唯一重要的是，在增加烃输入时它们导致容器内反应温度增加。掺合适当的材料(优选纯霍加拉特)可通过在转化器外壳内成层排列的方式 发生。这意味着在流动的方向上铺展在容器的整个截面上的催化剂材料层由纯 霍加拉特形成。但是，或者也可以安排多个这些层。向原本不纯的催化剂材料中添加纯霍加拉特也有意义。使不含霍加拉特成 分的催化剂材料与充足的霍加拉特组分混合也是可能的。基本上，急剧的温度上升不仅发生在球形的催化剂材料中，还发生于其它 形状或结构的催化剂材料中。例如，多孔体是可能的，气体通过它成为纯化流。 因此，用任何形式的催化剂材料基本上都能实现本专利技术利用霍加拉特作为温度 上升指示剂的观点。通过以下的附图描述来进一步说明本专利技术。其中显示的示例性的实施方式 仅仅构成实现本专利技术的一个可能的变体并起到更好地理解的作用，这是本专利技术 不局限于该示例性实施方式的原因。在附图中图l:显示依据本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于分离气体中的烃的纯化装置（２０），该纯化装置包括适用于引导气体通过其中的转化器外壳（３２）、设置在其中的催化剂材料和至少一个温度传感器（３６），其特征在于，　－通过热源（３４）从转化器外壳（３２）的外部加热所述催化剂材料，　 　－所述催化剂材料含有纯霍加拉特，如果气体中烃的含量增加，纯霍加拉特会迅速升温，　－用温度传感器（３６）测定霍加拉特的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：B科奇，FJ帕鲁塞尔，
申请(专利权)人：贝科技术有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]