CN109925887A - 一种膜式干燥器的清理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种膜式干燥器的清理方法，包括：对膜式干燥器的管芯实施超声波清洗，然后对清洗后的管芯进行干燥处理。通过采用本发明提供的清理方法对膜式干燥器进行清洗，能够在不影响膜式干燥器功能的前提下，有效去除其渗膜纤维管管壁上的污物，从而延长了膜式干燥器及安装有膜式干燥器的仪器的使用寿命、节约了生产成本和检测成本。

Description

一种膜式干燥器的清理方法

技术领域

本发明涉及一种膜式干燥器的清理方法，具体涉及一种用于TN/TS3000ZD硫氮分析仪或硫氮氯分析仪中的膜式干燥器的清理方法，属于石油化工测量计量仪器技术领域。

背景技术

膜式干燥器，又称为膜式干燥机，是工业中常用的空气干燥装置，主要包括上端盖、呈管状的外壳，以及设置在外壳内、并与上端盖连接的管芯。其中，管芯是实现空气干燥的关键部件，它是由许多束中空的渗膜纤维管组成。渗膜纤维管实际上是一种具有水分子选择透过性的高分子薄膜材料。在干燥过程中，潮湿的压缩空气从上端盖上设置的气体入口进入并从渗膜纤维管的内部流过。由于渗膜纤维管内部和外部的水蒸气分压不同，因此水分子能够穿过渗膜纤维管的管壁，从渗膜纤维管的内部扩散到外部，最终得到的干燥空气从渗膜纤维管流出并经上端盖的气体出口输送至指定地点。

由于膜式干燥器具有性能稳定、可靠性高、安装空间小、无需配套电源的优点，因此能够满足多种工况要求，通常是作为仪器的配件使用，为相应的仪器输送干燥的压缩空气。比如石油工业中所用的硫氮分析仪和硫氮氯分析仪，以及医院使用的呼吸系统等医疗器械中，都安装有膜式干燥器。

在潮湿的压缩空气中，往往会含有一定量的杂质成分，极易在膜式干燥器上沉积并造成污染，不仅使干燥效果下降，甚至会随干燥气体输送并进入后续环节中，不仅干扰了后续的分析结论，而且还会影响分析仪器的寿命。例如，随着硫氮分析仪等仪器使用时间的延长，膜式干燥器的渗膜纤维管管壁中会出现积碳，若不及时更换膜式干燥器，不仅会导致仪器测量及分析数据产生误差，而且会影响仪器的使用寿命。

正是由于膜式干燥器的性能直接影响了后续相关分析仪器的运转，而顾虑到核心部件渗膜纤维管的特殊性，比如其材质较为敏感，尺寸较小，通常渗膜纤维管的孔径一般小于1mm、管壁厚度也在微米级范围内，所以一旦出现杂质沉积或污染，就只能遵照设备厂家及行业专家的建议定期更换膜式干燥器，目前也未见对其进行有效清理和处置手段的相关报道。所以一旦发现仪器测量精度出现异常时，就需更换新的膜式干燥器。目前，仪器使用者大多采用定期更换膜式干燥器的方式，以保证仪器的测量精度。所以膜式干燥器属于工业上的易耗品，但是由于膜式干燥器的价格较高，并且绝大部分都依赖于进口，极大提高了仪器分析成本和设备维护成本。

发明内容

针对现有技术中的上述问题，本发明提供一种膜式干燥器的清理方法，通过对膜式干燥器实施超声波清洗，能够很好地清除管芯中的污物，同时不影响膜式干燥器的正常使用功能，降低了分析成本和设备维护成本。

本发明还提供一种对安装有膜式干燥器的仪器进行维护的方法，包括对膜式干燥器实施上述清理，能够避免仪器测量及分析数据产生误差，而且会延长仪器的使用寿命及维护成本。

本发明首先提供一种膜式干燥器的清理方法，包括：对膜式干燥器的管芯实施超声波清洗，然后对清洗后的管芯进行干燥处理。

可以理解，超声波的频率太低，渗膜纤维管的管壁上所附着的积碳等污物不能与渗膜纤维管有效分离；而超声波的频率过高，又会损伤渗膜纤维管的微观结构，进而对膜式干燥器带来不可逆的损伤，因此，通常控制超声波的频率为25kHz～45kHz。超声波清洗的具体时间可根据渗膜纤维管上所附着污物的情况合理设定，通常超声波清洗的时间不少于30min，即可观察到渗膜纤维管的管壁上无明显污物。在本发明具体实施过程中，通常控制超声波的频率为40kHz，超声波清洗时间为30min～40min，即可有效清除渗膜纤维管的管壁上所附着的积碳等污物，并且不会对渗膜纤维管造成损伤，从而完成超声波清洗。

实施上述超声波清洗时，一般可在常规的超声波清洗装置中进行，具体是将膜式干燥器的管芯，即渗膜纤维管放入装有超声清洗介质的超声清洗槽中，并且超声清洗介质至少应没过管芯，然后设定超声波频率、清洗时间等条件，并开启超声清洗装置。

发明人研究发现，采用去离子水或蒸馏水作为超声清洗介质对于后续膜式干燥器的正常使用是有利的，而选用乙醇等有机溶剂作为超声清洗介质时，虽然能够有利于快速除去渗膜纤维管管壁上附着的污物，但是在后续使用过程中，仪器的分析精度容易受到影响，也易增加仪器的故障率。

以硫氮分析仪或硫氮氯分析仪为例，该仪器是通过测定荧光强度来测定样品中的总硫含量，具体原理是：当样品被引入高温裂解炉后，经氧化裂解，其中的硫定量地转化为二氧化硫，反应气经膜式干燥器干燥脱水后进入荧光室。在荧光室中，部分二氧化硫受紫外光照后转化为激发态的二氧化硫SO₂*，当SO₂*跃迁到基态时发射出光子，光电子信号由光电倍增管接收放大。再经放大器放大，计算机数据处理，即可以转换为光强度成正比的电信号。在一定条件下反应中产生的荧光强度SO₂*与二氧化硫的生成量成正比，二氧化硫的量又与样品中的总硫含量成正比，故可以通过测定荧光强度来测定样品中的总硫含量。

在对上述硫氮分析仪或硫氮氯分析仪中安装的膜式干燥器进行清理时，如果采用乙醇等有机物作为超声清洗介质实施上述超声波清洗，硫氮分析仪或硫氮氯分析仪的分析准确度容易下降，使初始基线值高于正常值，并且荧光室的故障率也有一定程度的增加。而采用蒸馏水或者去离子水作为清洗介质，则不易出现上述问题。

具体的，可控制去离子水或蒸馏水的温度为20℃～30℃。发明人研究发现，在此温度下实施的超声波清洗，能够很好地将渗膜纤维管的管壁上附着的污物清洗干净，而且还避免了渗膜纤维管高温变形、变长造成的安装困难、连接处无法密封的问题。

通常情况下，若渗膜纤维管的管壁上所附着污物较多，可首先采用超声波清洗剂进行超声波预清洗，然后采用去离子水或蒸馏水浸泡5min～15min，再进行上述超声波清洗，以在彻底清洗污物的同时还能够将渗膜纤维管的管壁上所附着的超声波清洗剂去除干净。

具体的，上述超声波预清洗的超声波频率为25kHz～45kHz，超声波预清洗的时间为3min～5min。上述超声波清洗剂通常可选用中性清洗剂(pH值为7左右)，比如洗洁精。

进一步的，在超声波清洗完成后之后，还可以采用水溶性有机溶剂对管芯进行冲洗，然后对清洗后的管芯进行干燥处理。

具体的，可以采用乙醇等与水相溶性非常好的有机溶剂，对实施了超声波清洗后的管芯进行快速冲洗，以利于后续干燥过程中快速带走渗膜纤维管的管壁上所附着的水分。

超声波清洗完成后，即可以对管芯进行干燥处理。考虑到渗膜纤维管管壁具有较小的尺寸和较敏感的材质，采用净化空气风吹干的方式对于渗膜纤维管是有利的。当然也可采用本领域其它干燥方式，但需保证渗膜纤维管不出现高温变形等问题。

本发明的清理方法适用的膜式干燥器不做特别限定，可以是硫氮分析仪或硫分析仪中所用的膜式干燥器，也可以是三坐标测量机、激光切割机、医院集成化呼吸系统等仪器上所用的膜式干燥器。

进一步的，还包括拆卸和安装管芯的过程。具体的，是首先将管芯从膜式干燥器中拆卸下来，然后将管芯置于超声波清洗装置中进行超声波清洗和干燥处理，最后将管芯组装，得到膜式干燥器并安装到相应的仪器中。

本发明对膜式干燥器的清洗周期不做特别限定，一般为3～12个月，比如6～12个月。具体可根据膜式干燥器使用时长、油品组分的轻重、分析频次的多少决定及使用情况合理设置。

本发明最后提供了一种对安装有膜式干燥器的仪器进行维护的方法，包括按照上述清理方法对膜式干燥器实施清理。

具体的，是首先将仪器上的膜式干燥器拆卸下来，然后对膜式干燥器实施上述的清洗处理，最后将膜式干燥器安装回仪器中。当然，若该仪器为测量类仪器，可在膜式干燥器安装完成后，对仪器进行校准和精确度测试后正常使用。

本发明提供了一种膜式干燥器的清理方法，通过对膜式干燥器的管芯实施超声波清洗和干燥处理，能够实现膜式干燥器的彻底清洗并且不影响膜式干燥器的可靠性，因而延长了膜式干燥器的使用寿命，显著降低了分析成本和设备成本。并且，该清理方法简单易行，既节约又环保，易于大规模推广和应用。

本发明还提供了一种对安装有膜式干燥器的仪器进行维护的方法，通过对膜式干燥器实施超声波清洗及干燥处理，使膜式干燥器的可靠性得以维持，从而使得高价值的仪器精度能够达到相关标准要求，因此确保了仪器的正常使用并延长了仪器的使用寿命。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明实施例所提供的对硫氮分析仪进行维护的流程示意图；

图2为本发明一具体实施例所提供的膜式干燥器的清理方法的流程示意图；

图3为本发明另一具体实施例所提供的膜式干燥器的清理方法的流程示意图；

图4为本发明再一具体实施例所提供的膜式干燥器的清理方法的流程示意图。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下实施例仅以安装在TN/TS3000ZD硫氮分析仪上的膜式干燥器为例，对本发明的技术方案进行示例性描述，但本领域技术人员应当理解，安装在激光切割机、三坐标测量机、医疗器械等仪器设备中的膜式干燥器，均可采用相同或相似的方法进行清理，不赘述。

以下实施例中所清理的是安装在硫氮分析仪(型号：TN/TS3000ZD，厂家：美国赛默飞世尔科技公司，购买日期：2011年10月)上的膜式干燥器。膜式干燥器主要包括上端盖、呈管状的外壳，以及设置在外壳内、并与上端盖连接的管芯。其中，该管芯是由许多束中空的渗膜纤维管组成。

以下实施例中所使用的超声波清洗装置为天津恒奥超声波清洗器HS2060、超声频率固定在40kHz。

该硫氮分析仪在购买后进行安装调试，其初始基线值为4，然后测量标准物质的浓度，以获得硫氮分析仪的测试准确性数据(下同)。若其符合分析仪器的准确性要求，则可正常使用。该硫氮分析仪在安装调试后的测试准确性数据具体参见表1。

表1

项目	内容
		测量日期	2011.10.21
标准物质浓度(mg/L)	1.00
		测量结果1(mg/L)	1.12
测量结果2(mg/L)	1.17
		绝对误差(E)(mg/L)	+0.145
重复性(r＝0.1867×0.63)	0.1867

上述重复性计算参照《SH/T0689-2000轻质烃及发动机燃料和其他油品的总硫含量测定法(紫外荧光法)》的要求，下同。

在该硫氮分析仪使用过程中，若发现其初始基线值出现超高现象，比如高于8以上，则对其中的对膜式干燥器实施清理。

实施例1

2014年10月13日，对硫氮分析仪进行第一次维护，其工艺流程图如图1所示，其中对膜式干燥器进行清理的流程示意图参见图2，具体包括以下步骤：

首先将硫氮分析仪上的膜式干燥器拆卸下来，然后将膜式干燥器的管芯拆卸下来，并放置于超声波清洗装置的超声清洗槽中，该超声清洗槽中预先装有去离子水，并控制去离子水没过管芯。

设定超声波清洗时间为30min、去离子水的温度维持在20℃左右。超声波清洗完成后，能够观察到渗膜纤维管的管壁上无明显黑色积碳。

取出超声波清洗完成的管芯，使用净化空气风吹干该管芯。

干燥完成后，首先将管芯安装回膜式干燥器中，最后将膜式干燥器安装到硫氮分析仪上，同时在膜式干燥器的出口位置安装一张新的过滤膜片(过滤膜片用于进行二次过滤积碳，防止积碳进入硫氮分析仪)，即完成了硫氮分析仪的第一次维护。

经过第一次维护后，测试硫氮分析仪的准确性数据参见表2，并且其分析初始基线值约为4。

表2

项目	内容
		标准物质浓度(mg/L)	0.50
测量结果1(mg/L)	0.51
		测量结果2(mg/L)	0.48
绝对误差(E)(mg/L)	-0.005
		重复性(r＝0.1867×0.63)	0.1206

实施例2

2015年04月28日，对硫氮分析仪进行第二次维护，其工艺流程图如图1所示，其中对膜式干燥器进行清理的流程示意图参见图2，具体包括以下步骤：

首先将硫氮分析仪上的膜式干燥器拆卸下来，然后将膜式干燥器的管芯拆卸下来，并放置于超声波清洗装置的超声清洗槽中，该超声清洗槽中预先装有去离子水，并控制去离子水没过管芯。

设定清洗时间为35min，去离子水的温度维持在25℃左右。超声波清洗完成后，能够观察到渗膜纤维管的管壁上无明显黑色积碳。

取出超声波清洗完成的管芯，使用净化空气风吹干该管芯。

干燥完成后，首先将管芯安装回膜式干燥器中，最后将膜式干燥器安装到硫氮分析仪上，同时在膜式干燥器的出口位置安装一张新的过滤膜片，即完成了硫氮分析仪的第二次维护。

经过第二次维护后，测试硫氮分析仪的准确性数据参见表3，并且其分析初始基线值约为4。

表3

项目	内容
		标准物质浓度(mg/L)	0.50
测量结果1(mg/L)	0.47
		测量结果2(mg/L)	0.48
绝对误差(E)(mg/L)	-0.025
		重复性(r＝0.1867×0.63)	0.1206

实施例3

2016年01月11日，对硫氮分析仪进行第三次维护，其工艺流程图如图1所示，其中对膜式干燥器进行清理的流程示意图参见图2，具体包括以下步骤：

首先将硫氮分析仪上的膜式干燥器拆卸下来，然后将膜式干燥器的管芯拆卸下来，并放置于超声波清洗装置的超声清洗槽中，该超声清洗槽中预先装有去离子水，并控制去离子水没过管芯。

设定清洗时间为35min、去离子水的温度维持在30℃左右。超声波清洗完成后，能够观察到渗膜纤维管的管壁上无明显黑色积碳。

取出超声波清洗完成的管芯，使用空气风吹干该管芯。

干燥完成后，首先将管芯安装回膜式干燥器中，最后将膜式干燥器安装到硫氮分析仪上，同时在膜式干燥器的出口位置安装一张新的过滤膜片，即完成了硫氮分析仪的第三次维护。

经过第三次维护后，测试硫氮分析仪的准确性数据参见表4，并且其分析初始基线值约为4。

表4

项目	内容
		标准物质浓度(mg/L)	0.50
测量结果1(mg/L)	0.47
		测量结果2(mg/L)	0.48
绝对误差(E)(mg/L)	-0.025
		重复性(r＝0.1867×0.63)	0.1206

实施例4

2017年02月03日，对硫氮分析仪进行第四次维护，其工艺流程图如图1所示，其中对膜式干燥器进行清理的流程示意图参见图3，具体包括以下步骤：

首先将硫氮分析仪上的膜式干燥器拆卸下来，然后将膜式干燥器的管芯拆卸下来，并放置于超声波清洗装置的超声清洗槽中，该超声清洗槽中预先装有去离子水，并控制去离子水没过管芯。

设定清洗时间为40min、去离子水的温度维持在20℃左右。超声波清洗完成后，能够观察到渗膜纤维管的管壁上无明显黑色积碳。

取出超声波清洗完成的管芯，使用无水乙醇快速冲洗一下，然后立即使用净化空气风吹干该管芯。

干燥完成后，首先将管芯安装回膜式干燥器中，最后将膜式干燥器安装到硫氮分析仪上，同时在膜式干燥器的出口位置安装一张新的过滤膜片，即完成了硫氮分析仪的第四次维护。

经过第四次维护，测试硫氮分析仪的准确性数据参见表5，并且其分析初始基线值约为4。

表5

项目	内容
		标准物质浓度(mg/L)	5.00
测量结果1(mg/L)	5.25
		测量结果2(mg/L)	5.24
绝对误差(E)(mg/L)	+0.245
		重复性(r＝0.1867×0.63)	0.5146

实施例5

2017年05月04日，对硫氮分析仪进行第五次维护，其工艺流程图如图1所示，其中对膜式干燥器进行清理的流程示意图参见图4，具体包括以下步骤：

首先将硫氮分析仪上的膜式干燥器拆卸下来，然后将膜式干燥器的管芯拆卸下来，并放置于超声波清洗装置的超声清洗槽中，该超声清洗槽中预先装有去离子水，并控制去离子水没过管芯，设定清洗时间为5min、温度维持在25℃左右。

超声波预清洗完成后，采用去离子水浸泡该管芯5min左右，然后将该管芯再次置于超声波清洗装置的超声清洗槽中，该超声清洗槽中预先装有去离子水，并控制去离子水没过管芯，设定清洗时间为35min，温度维持在25℃左右，清洗完成后，能够观察到渗膜纤维管的管壁上无明显黑色积碳。

取出超声波清洗完成的管芯，使用无水乙醇快速冲洗一下，然后立即使用净化空气风吹干该管芯。

干燥完成后，首先将管芯安装回膜式干燥器中，最后将膜式干燥器安装到硫氮分析仪上，同时在膜式干燥器的出口位置安装一张新的过滤膜片，即完成了硫氮分析仪的第五次维护。

经过第五次维护，测试硫氮分析仪的准确性数据参见表6，并且其分析初始基线值约为4。

表6

项目	内容
		标准物质浓度(mg/L)	3.00
测量结果1(mg/L)	2.93
		测量结果2(mg/L)	2.96
绝对误差(E)(mg/L)	-0.070
		重复性(r＝0.1867×0.63)	0.3730

由上述实施例1～5的结果可知，在硫氮分析仪购买及使用的五年余时间里，通过对膜式干燥器进行清理，能够在较长时间内保证硫氮分析仪分析数据的精准度，符合《SH/T0689-2000轻质烃及发动机燃料和其他油品的总硫含量测定法(紫外荧光法)》分析数据的精密度要求。由此推之，采用本发明提供的清理方法，能够实现膜式干燥器的彻底清洗，而且并不影响膜式干燥器的使用性能，延长了膜式干燥器的使用寿命。

同时，膜式干燥器的高可靠性使得高价值的硫氮分析仪能够得到良好的保护，确保仪器的测量准确度及仪器的寿命。因此，本发明的清理方法效果明显，值得推广。

并且，对比采用定期更换膜式干燥器的方式，以平均每半年更换一次膜式干燥器计算，在上述五年多的时间，共需更换十次，每次约2,000美元，共计20,000美元，折合人民币约13.82万元。因此，采用本实施例的清理方法，还能够有效节约分析成本和设备成本，同时，减少了膜式干燥器的废弃率，有利于环境的保护。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种膜式干燥器的清理方法，其特征在于，包括：

对膜式干燥器的管芯实施超声波清洗，然后对清洗后的管芯进行干燥处理。

2.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，在所述超声波清洗过程中，控制超声波的频率为25～45kHz，超声波清洗时间不少于30min。

3.根据权利要求2所述的清理方法，其特征在于，在所述超声波清洗过程中，采用去离子水或蒸馏水作为超声清洗介质，所述超声清洗介质的温度为20～30℃。

4.根据权利要求1-3任一项所述的清理方法，其特征在于，在实施所述超声波清洗之前，还包括：

采用超声波清洗剂对所述管芯实施超声波预清洗，然后采用去离子水或蒸馏水浸泡5～15min，

所述超声波预清洗的超声波频率为25～45kHz，时间为3～5min。

5.根据权利要求1-4任一项所述的清理方法，其特征在于，在实施所述超声波清洗之后，还包括：

采用水溶性有机溶剂对所述管芯进行冲洗，然后对清洗后的管芯进行所述干燥处理。

6.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，所述干燥处理包括净化空气风吹干。

7.根据权利要求1所述的清理方法，其特征在于，所述膜式干燥器为硫氮分析仪中的膜式干燥器。

8.根据权利要求1或7所述的清理方法，其特征在于，还包括拆卸和安装所述管芯的过程。

9.根据权利要求1或7所述的清理方法，其特征在于，所述膜式干燥器的清理周期为3～12个月。

10.一种对安装有膜式干燥器的仪器进行维护的方法，其特征在于，包括按照权利要求1-9任一项所述的清理方法对所述膜式干燥器实施清理。