[发明专利]净化气流的方法

说明书

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的方法，以及一种如权利要求7前序部分所述的设备。

US5,547,652或US5,612,011中已经公开了此类的方法或装置。它们采用催化剂的方法来净化工艺废气(与气体洗涤净化相反)，或换句话说，采用后烧(氧化)杂质的方法来净化工艺废气。勿庸赘言，正因为此，氧气与杂质的比例是最为重要的因素。在这一点上，有两方面的考虑是决定性的：一方面假定氧气的最小化学计算量是杂质完全燃烧所必需的；另一方面，从上述要求来看，监控氧气的量是控制净化过程的最佳方法。

已经发现尽管按化学计算的量添加了氧气，却没有发生完全的氧化，所以在前面第一篇提到的专利中仍允许至少有10ppm的未燃烧的氧气。从净化效果的角度来看，这也证明不是最优化的，因为氧气的过量程度又被增加。在第二篇专利中甚至必须容许更高量的未燃烧的氧气，其量可达250ppm。然而，却被认为已经提供了最优化的方案。

列举的两篇专利均是关于芳香聚酯生产中工艺气体的净化。自然，气体净化的重点是芳香化合物，特别是聚酯。不过，很明显这样的净化方法也可以用于其它的气体或杂质，例如聚酰胺象芳香PA等；或者用于净化在加工天然物质过程中所产生的废气，如咖啡或可可的烤制过程中产生的废气。

而本发明则采用相反的方法。这基本上意味着本发明不是采用氧气的量作基准，而是采用残余杂质的量或氧气与残余杂质的比例作为测量物。因而本发明的第一步导致了出人意料的发现。一方面，申请人的实验表明，与专家们以前的观察恰好相反，化学计量的或者超化学计量的氧气量不会得到最佳的净化；以前的测量不仅需要大量的氧气(如果不简单地使用空气)，而且整个系统过于庞大，成本昂贵。另一方面，证明以前所采用的测量准则是基于不准确的假设之上，因而最终得到不准确的结果。

因此，本发明的主要目的就是改进在权利要求1前序部分所述领域中气体净化的方法，以提高其效率。而这一目的可通过权利要求1中特征部分的技术特征得以实现。

次化学计量的氧气量优选为化学计量的98％至＜100％，更优选为至少99％。

完全出乎意料的是：即使是次化学计量的氧气量，反而得到更好的结果，而这一现象的理论解释尚不存在。然而，试验却证实了这一事实，即几乎检测不到任何残余的杂质或残余的未燃烧的氧气。自然，要检测如此少的残余物是很困难的。业已证明，如果确实要使得净化的改进达到极端的程度，那么通常的氧气探测器只会给出不完善的结果。因此按本发明要使用Λ探针。显然，如此的Λ探针即使应用于目前已知的、使用化学计量氧气量或超化学计量氧气量的方法时，也会进行更好地检测。不过，在应用于监测量特别低的情况时更具优点。

Λ探针(在Roempps化学辞典中“Λ”是电解质摩尔电导率的符号)有两个贵金属膜如Pt的膜，它们位于连结到电极的固体电解质上。令人惊奇的是，这种设计与要进行检测的催化剂非常相似。因此，在本发明的框架范围内，完全有可能用催化剂本身来作为与Λ探针相似的探测头，当然监测信号必须进行相应地过滤、解藕或解调。

不论Λ探针怎样插入和插在何处，使用它带来的一个本质特征是，它可以对所涉及的元素或电解质进行直接的测量，从而替代目前的间接测量，而且Λ探针具有特别适于精确测量的特征曲线。以前没有使用它的原因可能在于人们过分注意化学计量的氧气量或者超化学计量计的氧气量，以致于认为必须测定未燃烧的氧气。另一方面，人们使用Λ探针可以进行自由测量，因为当本发明的方法不是用于合成树脂的缩聚的工艺时，有时可能根本不需要惰性气体，若按照目前的方法通过工艺中剩余的氧气进行测量，结果可能会进一步受到不利影响。

不过，正如大家所知，在每种情况下惰性气体都可用作杂质气体，优选使其在净化后至少部分地循环回反应器。

为了能使值班人员进行简单地监控，以便能够进行快速调节，当然优选在催化剂之前至少用一个Λ探针进行监控和/或在催化剂之上至少用一个Λ探针进行监控。自然，对最终净化结果的监控即在催化剂之后进行监控特别重要；但是这种监控可以在调节时另外进行。

特别优选的完成本发明方法的系统具有权利要求8所述的特征。

下面的用流程图对实施方案进行的说明以及所用方法的实施例，可以对本发明进行更进一步地详细描述。其中：

图1是根据本发明实施方案所采用方法的流程图；

图2是本发明所使用的Λ探针的设计；

图3是其特性曲线；及

图4是Λ探针的另一特性曲线。