[发明专利]用Nafion管去除气体中水份的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种气体干燥方法，具体是指一种用Nafion管去除气体中水份的方法。

背景技术

气体采样系统是固定污染源烟气在线监测系统、大气环境监测系统、气体分析仪中最关 键的部件。处理气含有水份会导致分析数据的不准确甚至造成分析仪器致命性损坏。如：在 红外分析领域中，处理气中的水份会干扰红外分析结果导致分析数据不准确。在分析水溶性、 腐蚀性气体中，水份可使分析仪器被腐蚀造成分析仪器致命性损坏。

国内外的气体采样系统对处理气的处理过程中主要采用电子制冷、压缩机制冷、干燥剂 等方法。电子制冷与压缩机制冷法都是应用降低处理气露点温度使其达到处理气干燥的目的。 电子制冷与压缩机制冷法在使用过程中常见的问题是：1、管道及仪器被水或微粒淤塞；2、 水溶性分析物的流失；3、分析仪被酸雾腐蚀；4、为了达到理想的除水效果太低的露点温度 会因为结冰导致管路堵塞。干燥剂除水无法用于腐蚀性气体分析中并且需要经常维护。

随着国家对环境保护工作的日益重视，各种气体分析的精度不断提高，对气体采样系统 的要求也在不断提高。电子制冷或压缩机制冷法除水所带来的问题将影响我国气体检测行业 的发展。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提出一种操作方便，效果良好的干燥方法。

本发明是通过下述技术方案得以实现的：

用Nafion管去除气体中水份的方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)由气体采样器收集处理气，在气体采样器内通过加热部件把处理气加热至100~200℃；

(2)把已加热的处理气再经微孔过滤器过滤；

(3)经过微孔过滤器的处理气，由气泵把它送入由Nafion管组成的干燥器，处理气在 Nafion管内侧的流速为0.9~3升/分钟；同时，在Nafion管外侧有仪表风发生器产生的干燥 气吹过，其流速为Nafion管内侧处理气流速的3~5倍；

(4)从Nafion管内吹出的处理气即为干燥了的气体。

作为优选，上述用Nafion管去除气体中水份的方法，步骤(1)中气体采样器内，对处 理气加热的温度为110~120℃。

作为优选，上述的用Nafion管去除气体中水份的方法，步骤(2)中的微孔过滤器为1~5um 微孔过滤器和0.1~0.2um的微孔过滤器两级串联过滤，可以更好地去除处理气中的固体杂质 等，更好地保护设备的长期使用。

作为优选，上述的用Nafion管去除气体中水份的方法，步骤(3)中处理气在Nafion管 内侧的流速为1升/分钟，进入Nafion管的处理气的温度为90~100℃。

作为优选，上述用Nafion管去除气体中水份的方法，步骤(3)由仪表风发生器产生的 干燥气，是把压缩空气通过油水分离器除油后进入过滤器，经过电子制冷器将空气温度降至 4℃以下，再经无热再生式分子筛干燥器把空气进一步干燥，直至达到-70℃的露点的空气为 干燥气。

作为优选，上述用Nafion管去除气体中水份的方法，步骤(3)中干燥气吹过Nafion管 外侧的流速为Nafion管内侧处理气流速的4倍。

作为优选，上述用Nafion管去除气体中水份的方法，步骤(3)中干燥气吹过Nafion管 外侧的流向与处理气流过Nafion管内侧的方向相反。

Nafion分子交换膜除水的技术方案是根据处理气流量将多根Du Pont公司生产的Nafion 管用氟橡胶固定成蜂窝状，将其封装在不锈钢316L管内。两端用带有处理气进口与仪表风进 口的不锈钢盖密封。处理气从进口进入Nafion管后，由于Nafion管含有磺酸基团，Nafion 具有极强的渗水性。通过磺酸基团，在Nafion管壁上形成了一个交联的离子通道，水在管壁 表面经过磺酸基吸收后，通过离子通道迅速地转移至管壁的另一面，然后蒸发。干燥的仪表 风通过仪表风进口源源不断的将水蒸气带走，达到处理气除水干燥的目的。此管只对羟基起 吸附作用，一个磺酸基团可以接受13个水分子。因此在一定干燥度的仪表风的吹扫下可以将 气体露点温度降低到-27℃--40℃。由于Nafion是聚四氟乙烯和氟-3，6-二环氧-4-甲基-7- 癸烯-硫酸的共聚物，具有极强的抗化学侵蚀特性，所以可以用于强酸性气体的场合。