CN114405263A - 一种催化除油设备的保护装置及催化无油压缩系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种催化除油设备的保护装置及催化无油压缩系统，催化除油设备的保护装置包括催化除油设备、延时进气管和进气检测器，延时进气管的进气口向外对接压缩气体的气源，延时进气管的出气口与催化除油设备的进气口连通，进气检测器设置在延时进气管的进气端，进气检测器用于在压缩气体进入延时进气管之前检测压缩气体的含油量，延时进气管用于对压缩气体进行缓冲后再导入催化除油设备内，进气检测器的检测速率小于压缩气体通过延时进气管的速率，催化除油设备用于催化分解压缩气体中的油类杂质。本发明的催化除油设备的保护装置能实时或者提早检测出将要进入催化除油设备中的压缩空气的含油量，保护催化除油设备。
Description
技术领域
本发明涉及压缩气体除油净化的技术领域，更确切地说涉及一种催化除油设备的保护装置及催化无油压缩系统。
背景技术
在当前热门的氢能源领域，储氢、运氢、加氢等各环节都需要对氢气进行压缩，如果压缩后的氢气含油，就会对氢燃料电池造成不可逆的损害。现有技术通常会在压缩机的排气端配置催化除油设备来除去压缩气体中的油类杂质，催化除油设备中设有催化剂，该催化剂能使油类杂质在高温条件下进行催化氧化反应，使油类杂质分解成二氧化碳和水，除油效果好，而且不会产生新的杂质，能确保用气安全。
由于催化除油设备内催化剂的量是有限的，能处理的油类杂质也是有限的，如果压缩机内润滑油泄漏出现跑油现象，大量的油类杂质会随压缩空气进入催化除油设备内，一旦进入的油类杂质超过催化剂的最大负载量，很快就会导致催化剂过载失效，同时产生大量的热能，造成催化除油设备损毁。要保护催化除油设备，首先就要实时或者提早掌握将要进入催化除油设备内的压缩空气的含油量。
现有技术的含油量检测设备的检测速率没有高压气体的流速快，当含油量检测设备在催化除油设备的进气端检测压缩空气的含油量时，很可能检测结果还未出来，被检测的压缩空气就已经进入催化除油设备内了，如此就使得含油量检测设备的检测数据出现滞后，不能实时反应进入催化除油设备中的压缩空气的含油量，更无法在压缩空气进入催化除油设备之前就提早反馈出其含油量，在压缩机出现跑油现象的时候，含油量检测设备不能为用户预警，无法有效保护催化除油设备。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种催化除油设备的保护装置，有利于避免由于无法及时发现压缩空气的含油量超标而使大量的油类杂质进入催化除油设备内导致催化剂过载失效，保护催化除油设备。
本发明的技术解决方案是，提供一种催化除油设备的保护装置，包括催化除油设备、延时进气管和进气检测器，延时进气管的进气口向外对接压缩气体的气源，延时进气管的出气口与催化除油设备的进气口连通，进气检测器设置在延时进气管的进气端，进气检测器用于在压缩气体进入延时进气管之前检测压缩气体的含油量，延时进气管用于对压缩气体进行缓冲后再导入催化除油设备内，进气检测器的检测速率小于压缩气体通过延时进气管的速率，催化除油设备用于催化分解压缩气体中的油类杂质。
与现有技术相比，本发明的催化无油压缩系统有以下优点：压缩气体进入催化除油设备之前先检测其含油量，然后进入延时进气管内缓冲，直至含油量检测结果出来后才从延时进气管内流出并导入催化除油设备内，即实时或者提早检测出将要进入催化除油设备中的压缩空气的含油量，保证在压缩空气的含油量超标时可以及时发现，从而可以及时采取措施切断对催化除油设备的供气，避免由于无法及时发现压缩空气的含油量超标而使大量的油类杂质进入催化除油设备内导致催化剂过载失效，保护催化除油设备。
优选的，延时进气管内设置有丝网除沫器，丝网除沫器厚度不小于50毫米，丝网除沫器用于对通过延时进气管的压缩气体去除液沫并同时进行缓冲。采用此结构，既能对通过延时进气管的压缩气体进行缓冲，又能进一步去除压缩气体内的微小液沫，降低催化除油设备中催化剂的负载。
优选的，丝网除沫器包括若干层钢丝网片，钢丝网片沿气流方向依次相互叠加。采用此结构，可以通过添加或删减钢丝网片的数目来自由配置丝网除沫器的厚度，进而调整压缩气体通过延时进气管的速率。
优选的，丝网除沫器的两端各设置有一块透气钢片，透气钢片上设置有若干个透气小孔。采用此结构，透气钢片能阻挡一部分固体杂质进入丝网除沫器，起到保护丝网除沫器的作用，压缩气体则可以通过透气小孔进入丝网除沫器。
优选的，延时进气管内设置有一条螺旋型气道或者多转折的U型气道，压缩气体沿所述的气道通过延时进气管，所述的气道对通过延时进气管的压缩气体进行缓冲。采用此结构，压缩气体进入螺旋型气道或者多转折的U型气道后都能得到有效的缓冲，避免压缩气体在含油量检测结果出来之前进入催化除油设备内。
优选的，还包括除油进气管，延时进气管的出气口与催化除油设备的进气口通过除油进气管连通，除油进气管用于向催化除油设备内导入压缩气体，除油进气管上设置有角座阀，角座阀用于控制除油进气管是否向催化除油设备内导入压缩气体、以及控制压缩气体进入催化除油设备的流速。采用此结构，在进气检测器检测到催化除油设备进气端的压缩空气含油量超标时，工作人员能及时关闭角座阀，切断催化除油设备的进气通路，保护催化除油设备；在进气检测器检测到催化除油设备进气端的压缩空气含油量达标时，角座阀常开，能配合催化剂的催化效率来控制压缩气体进入催化除油设备的流速。
优选的，除油进气管上设置有安全排气管，安全排气管用于将压缩气体向外排放，安全排气管内设置有排气阀门，排气阀门用于控制安全排气管是否向外排放压缩气体。采用此结构，在进气检测器检测到催化除油设备进气端的压缩空气含油量超标时，角座阀关闭，此时可以打开排气阀门，使压缩气体由安全排气管向外排放，避免排气不畅危及整机安全。
优选的，还包括全热交换器，全热交换器内设置有冷气道和热气道，冷气道和热气道相互隔绝并能进行全热交换，冷气道与延时进气管的出气口和催化除油设备的进气口均连通，热气道与催化除油设备的排气口连通，全热交换器用于对催化除油设备的排气进行热回收，并对即将进入催化除油设备的气体预热。采用此结构，现有技术中，压缩气体在催化除油设备内要被加热到180-200℃的高温后，油类物质才能被催化分解，在全热交换器中对催化除油设备的排气进行热回收，并对即将进入催化除油设备的气体预热，使催化除油设备减轻对压缩气体加热的负担，可以在节能的同时提高催化除油设备的工作效率。
本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种催化无油压缩系统，能实时或者提早检测出将要进入催化除油设备中的压缩空气的含油量，既能及时发现压缩机是否出现跑油现象，又能避免含油量超标的压缩空气进入催化除油设备内导致催化剂过载失效，保护催化除油设备。
本发明的技术解决方案是，提供一种催化无油压缩系统，包括压缩机、油气分离器、气液分离器，还包括如上所述的催化除油设备的保护装置，压缩机的排气口、油气分离器、气液分离器、延时进气管、催化除油设备依次连通。
与现有技术相比，本发明的催化无油压缩系统有以下优点：进气检测器能实时检测出从气液分离器中排出的压缩气体的含油量，在被检测的压缩气体的含油量检测结果出来之前，被检测的压缩气体会一直在延时进气管内缓冲，直至含油量检测结果出来后才会从延时进气管内流出并导入催化除油设备内，即实时或者提早检测出将要进入催化除油设备中的压缩空气的含油量，保证在压缩空气的含油量超标时可以及时发现，从而可以及时采取措施切断对催化除油设备的供气，避免由于无法及时发现压缩空气的含油量超标而使大量的油类杂质进入催化除油设备内导致催化剂过载失效，保护催化除油设备，同时可以及时发现压缩机是否出现跑油现象，尽早停机检修，减少整机损失。
附图说明
图1为本发明的催化除油设备的保护装置的结构示意图。
图2为本发明的延时进气管的横向剖面结构示意图。
图3为本发明的延时进气管内丝网除沫器的纵向剖面结构示意图。
图4为本发明的催化无油压缩系统的结构示意图。
如图中所示：1、喷油螺杆压缩机，2、气液分离器，4、全热交换器，5、除油进气管，6、催化除油设备，6-1、加热室，7、除油排气管，8、热交换排气管，9、角座阀，10、延时进气管，10-1、丝网除沫器，10-2、钢丝网片，10-3、透气钢片，13、进气检测器，14、油气分离器，15、空气滤清器。
具体实施方式
为了更好得理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。
在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而非严格按比例绘制。
还应理解的是，用语“包括”、“具有”、“包含”、“包含有”，当在本说明书中使用时表示存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或它们的组合。此外，当诸如“…至少一个”的表述出现在所列特征的列表之后时，修饰整个所列特征，而不是修改列表中的单独元件。
实施例1：
如图1中所示，本发明的催化除油设备的保护装置包括催化除油设备6、除油进气管5、延时进气管10和进气检测器13，延时进气管10的进气口向外对接压缩气体的气源，延时进气管10的出气口与除油进气管5的一端连通，除油进气管5的另一端与催化除油设备6的进气口连通，除油进气管5上设置有角座阀9，进气检测器13设置在延时进气管10的进气端，进气检测器13的检测速率小于压缩气体通过延时进气管10的速率。压缩气体在进入延时进气管10之前先经过进气检测器13检测含油量，再进入延时进气管10缓冲，在含油量检测结果出来之前，压缩气体会一直在延时进气管10内缓冲，在含油量检测结果出来之后，压缩气体才会从延时进气管10内流出并经除油进气管5导入催化除油设备6内，催化除油设备6内设置有催化剂，压缩气体中的油类物质会在催化除油设备6内进行复杂的催化氧化反应，最终被分解成二氧化碳和水。当进气检测器13检测到压缩空气的含油量超标时，可以及时关闭角座阀9，切断催化除油设备6的进气，保护催化除油设备6；当进气检测器13检测到压缩空气含油量达标时，可以打开角座阀9，角座阀9能配合催化除油设备6内的催化剂的催化效率来控制压缩气体进入催化除油设备6的流速。
为了在角座阀9关闭时防止排气不畅危及装置安全，可以在除油进气管5上设置安全排气管，安全排气管内设置有排气阀门，排气阀门打开，压缩气体就能通过安全排气管向外排放，排气阀门关闭，则压缩气体不能通过安全排气管向外排放。
如图2和图3中所示，延时进气管10内设置有丝网除沫器10-1，丝网除沫器10-1包括若干层钢丝网片10-2，钢丝网片10-2沿气流方向依次相互叠加，使丝网除沫器10-1的整体厚度达到100毫米，丝网除沫器10-1沿气流方向的前后两端各设置有一块透气钢片10-3，透气钢片10-3上设置有若干个透气小孔。进入延时进气管10内的压缩气体会通过透气钢片10-3上的透气小孔和网除沫器10-1的若干层钢丝网片10-2，在此过程中，压缩气体中的液沫会被网除沫器10-1除去，压缩气体同时得到缓冲。
现有技术的催化剂会在180-200℃的时候才生效，因此，催化净化器6包括加热室6-1、催化净化室，催化剂设置在催化净化室内，催化净化室则外包裹有保温棉，加热室6-1将压缩气体加热到180-200℃，压缩气体被加热后进入催化净化室，并在催化剂的作用下分解成二氧化碳和水，除油后的压缩气体温度高，带有大量的热能，为了回收这部分热能，还可以在实施例中设置全热交换器4，全热交换器4内设置有冷气道和热气道，冷气道和热气道相互隔绝并能进行全热交换，冷气道与延时进气管10的出气口和除油进气管5的一端连通均连通，催化除油设备6的排气口设置有除油排气管7，热气道通过除油排气管7与催化除油设备6的排气口连通，热气道还与热交换排气管8连通。除油前的压缩气体通过冷气道进入催化除油设备6，除油后的压缩气体则通过热气道后由热交换排气管8向外排出，通过冷气道和热气道之间的热交换，全热交换器4对催化除油设备6的排气进行热回收，并对即将进入催化除油设备6的气体预热。
本发明的催化除油设备的保护装置之所以要先对压缩气体进行缓冲再导入催化除油设备6内，是由于进气检测器13的检测速率没有压缩气体的流速快，为了确保催化除油设备6安全，在压缩气体的含油量检测结果出来之前，该部分含油量不明的压缩气体都不允许被输入催化除油设备6中。
实施例2：
本实施例中的催化除油设备的保护装置与实施例1中的区别在于，延时进气管10内没有设置丝网除沫器，而是设置有一条螺旋型气道或者多转折的U型气道，压缩气体沿所述的气道通过延时进气管10，所述的气道对通过延时进气管10的压缩气体进行缓冲。
实施例3：
如图4中所示，本发明的催化无油压缩系统包括喷油螺杆压缩机1、油气分离器14、气液分离器2以及如实施例1或实施例2中所述的催化除油设备的保护装置，喷油螺杆压缩机1的进气口设置有用于过滤气体的空气滤清器15，喷油螺杆压缩机1的排气口与油气分离器14的进气口连通，油气分离器14的排气口与气液分离器2的进气口连通，气液分离器2的排气口与延时进气管10的进气口连通。本发明的催化无油压缩系统不止对喷油螺杆压缩机1适用，也适用于其他多种类型的压缩机，并且不止针对高压的压缩机，对于中压、低压的压缩机也均可配置，可以填补部分压力下没有相关无油润滑压缩机设备可选的空白。
本发明的催化无油压缩系统工作时，由喷油螺杆压缩机1对常温常压的空气进行压缩并排出，压缩空气经油气分离器14分离出油液、经气液分离器2进行二次旋分分离除去液态水之后，再导入延时进气管10中，由实施例1中的延时进气管10中的丝网除沫器10-1对该压缩气体缓冲并进一步去除液沫，或者由实施例2中的延时进气管10中的螺旋型气道或者多转折的U型气道对压缩气体缓冲，在进入延时进气管10中之前，压缩气体先通过进气检测器13检测其含油量，在进气检测器13的检测结果出来后，压缩气体才会从延时进气管10中流出并被导入全热交换器4内的冷气道内，此时的压缩空气大约80℃左右，然后从全热交换器4内流出，由除油进气管5流入催化除油设备6内被加热到180-200℃，油类杂质在催化除油设备6内被分解成二氧化碳和水，压缩气体得到净化；净化后的压缩气体经由除油排气管7导入全热交换器4内的热气道内，通过冷气道和热气道之间的热交换，净化后的压缩气体经全热交换器4进行热回收后由热交换排气管8对外排出。在进气检测器13测得压缩空气含油量超标时，此时应该立即切断除油进气管5与全热交换器4的连接，保护催化除油设备6，还应停机检查，确认喷油螺杆压缩机1是否出现跑油现象。
以上仅为本发明的具体实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。
Claims (9)
1.一种催化除油设备的保护装置，其特征在于，包括催化除油设备(6)、延时进气管(10)和进气检测器(13)，延时进气管(10)的进气口向外对接压缩气体的气源，延时进气管(10)的出气口与催化除油设备(6)的进气口连通，进气检测器(13)设置在延时进气管(10)的进气端，进气检测器(13)用于在压缩气体进入延时进气管(10)之前检测压缩气体的含油量，延时进气管(10)用于对压缩气体进行缓冲后再导入催化除油设备(6)内，进气检测器(13)的检测速率小于压缩气体通过延时进气管(10)的速率，催化除油设备(6)用于催化分解压缩气体中的油类杂质。
2.根据权利要求1所述的催化除油设备的保护装置，其特征在于，延时进气管(10)内设置有丝网除沫器(10-1)，丝网除沫器(10-1)厚度不小于50毫米，丝网除沫器(10-1)用于对通过延时进气管(10)的压缩气体去除液沫并同时进行缓冲。
3.根据权利要求2所述的催化除油设备的保护装置，其特征在于，丝网除沫器(10-1)包括若干层钢丝网片(10-2)，钢丝网片(10-2)沿气流方向依次相互叠加。
4.根据权利要求2所述的催化除油设备的保护装置，其特征在于，丝网除沫器(10-1)的两端各设置有一块透气钢片(10-3)，透气钢片(10-3)上设置有若干个透气小孔。
5.根据权利要求1所述的催化除油设备的保护装置，其特征在于，延时进气管(10)内设置有一条螺旋型气道或者多转折的U型气道，压缩气体沿所述的气道通过延时进气管(10)，所述的气道对通过延时进气管(10)的压缩气体进行缓冲。
6.根据权利要求1所述的催化除油设备的保护装置，其特征在于，还包括除油进气管(5)，延时进气管(10)的出气口与催化除油设备(6)的进气口通过除油进气管(5)连通，除油进气管(5)用于向催化除油设备(6)内导入压缩气体，除油进气管(5)上设置有角座阀(9)，角座阀(9)用于控制除油进气管(5)是否向催化除油设备(6)内导入压缩气体、以及控制压缩气体进入催化除油设备(6)的流速。
7.根据权利要求6所述的催化除油设备的保护装置，其特征在于，除油进气管(5)上设置有安全排气管，安全排气管用于将压缩气体向外排放，安全排气管内设置有排气阀门，排气阀门用于控制安全排气管是否向外排放压缩气体。
8.根据权利要求1所述的催化除油设备的保护装置，其特征在于，还包括全热交换器(4)，全热交换器(4)内设置有冷气道和热气道，冷气道和热气道相互隔绝并能进行全热交换，冷气道与延时进气管(10)的出气口和催化除油设备(6)的进气口均连通，热气道与催化除油设备(6)的排气口连通，全热交换器(4)用于对催化除油设备(6)的排气进行热回收，并对即将进入催化除油设备(6)的气体预热。
9.一种催化无油压缩系统，其特征在于，包括压缩机、油气分离器(14)、气液分离器(2)，其特征在于，还包括如权利要求1至8中任意一项所述的催化除油设备的保护装置，压缩机的排气口、油气分离器(14)、气液分离器(2)、延时进气管(10)、催化除油设备(6)依次连通。
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