一种催化无油供气装置及催化无油压缩系统的制作方法

1.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无油供气装置及催化无油压缩系统。


背景技术：

2.压缩气体作为一种廉价的动力源，被广泛应用于各行各业，如设备驱动、物料输送、干燥、吹料、吹扫、气动仪表元件、自动控制等，一些特殊的行业会对压缩气体的品质要求较高，有些明确要求采用无油压缩气体，但是目前正在被广泛应用的压缩机，其产出的压缩气体中会不可避免地含有油类杂质。现有技术通常会在压缩机的排气端配置催化净化器来构建无油压缩系统，压缩气体被通入催化净化器后，其中的油类杂质会被催化分解成二氧化碳和水，从而达到除油的效果，使压缩气体得到净化。
3.催化净化器排出的压缩气体的含油量是否符合行业的生产用气要求，还需要检测才能确定，由于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，往往是检测结果还未出来，被检测的压缩气体就已经进入用户的用气设备中了，如此就使得含油量检测设备的检测数据出现滞后的弊端，不能实时反映从催化净化器中排出的压缩气体的含油量，也无法实时反映输入用户的用气设备中的压缩气体的含油量，更不能在压缩气体输入用户的用气设备之前就提早反馈出其含油量。如果压缩机出现密封件失效而导致润滑油泄漏跑油的情况，含油量检测设备会由于上述的弊端而无法第一时间发现产出的压缩气体中含油量超标，一旦含油量超标的压缩气体输入用户的用气设备中，就会给用户的生产造成经济损失，比如在氢能源应用场合（汽车加氢站），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，所以，如何保证催化净化器排出的压缩气体的含油量符合行业的生产用气要求，是具有重要意义的。
4.现有技术中还没看到解决上述技术问题的技术方案，现有技术中的关注焦点在于如何提高分解油类杂质的催化剂的性能或者保持催化剂的性能一致性，从而比较好的解决含油问题，比如公开号为cn 111830191 a的专利文献中公开的催化剂性能评价装置，将待评价的催化剂装在筒体的催化剂仓内，压缩气体依次经进气管、预热侧、第一管道、加热器、第二管道进入反应器内，然后在催化剂的催化作用下，压缩气体中的油渍发生催化氧化反应，最后压缩气体再依次通过第三管道、热回收侧和出气管排出，对排出的压缩气体进行含油量的分析，即可完成催化剂性能的评价，法兰盘筒盖以可拆卸地方式安装在筒体的上端，打开法兰盘筒盖即可更换催化剂，以实现对不同种类的催化剂进行性能评价。虽然前述方案一定程度上解决了含油的问题，但是无法解决本技术人所提出的问题，也没有给出启示。
5.综上，本技术人将进行更深入的研究，期望能够解决上述问题。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是，提供一种催化无油供气装置，有利于避免含油量超标的压缩气体输入用户的用气设备中，保障用户用气品质，确保用户用气安全。
7.本发明的技术解决方案是，提供一种催化无油供气装置，包括催化净化器，催化净化器上设置有催化进气管和催化排气管，催化排气管上设置有含油量检测设备和缓冲设备，催化进气管用于向催化净化器内导入压缩气体，催化净化器用于催化分解压缩气体中的油类杂质，催化排气管用于将催化净化器内的压缩气体导出到缓冲设备中，含油量检测设备用于在压缩气体进入缓冲设备之前检测压缩气体的含油量，缓冲设备用于对压缩气体缓冲并对外排出，含油量检测设备的检测速率不大于压缩气体通过缓冲设备的速率。
8.与现有技术相比，本发明的催化无油供气装置，有以下优点：在催化排气管上设置含油量检测设备，能实时检测出经催化净化器净化后的压缩气体的含油量，即实时检测经本发明的催化无油供气装置提供的压缩气体的含油量是否符合行业的生产用气要求；在催化排气管上位于含油量检测设备之后设置缓冲设备，使缓冲设备对被含油量检测设备检测之后的压缩气体缓冲并延迟对外排出，则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缓冲设备中，不会直接对外输入用户的用气设备中；如此，就能对经催化净化器净化后的压缩气体进行实时检测其含油量，对将要输入用户用气设备中的压缩气体则能提早检测出其含油量，保障用户用气品质，保证在压缩气体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用户用气设备的供气，不会给用户造成损失，确保用户用气安全。
9.优选的，还包括热交换器，热交换器内设置有两条相互隔绝的气流通道，其中一条气流通道的两端设置有第一进气口和第一排气口，另一条气流通道的两端设置有第二进气口和第二排气口，第一进气口用于向外对接压缩气体的气源，第一排气口与催化进气管连通，第二进气口与催化排气管连通，第二排气口与缓冲设备连通，两条气流通道相互之间能进行热传导，热交换器用于使压缩气体在进入催化净化器之前先与从催化净化器排出的压缩气体进行热交换。采用此结构，可以对催化净化器的排气进行余热回收，现有技术中，压缩气体在催化净化器内要被加热到180-200℃的高温后，油类物质才能被催化分解，采用热交换器使催化净化器排出的压缩气体对即将进入催化净化器的压缩气体进行预热，使催化净化器减轻对压缩气体加热的负担，可以在节能的同时提高催化净化器的工作效率。
10.优选的，热交换器作为缓冲设备，两条气流通道是两条蜿蜒曲折且相互交错的u型换热管道，第一进气口和第一排气口分别位于同一条u型换热管道的两端，第二进气口和第二排气口分别位于另一条u型换热管道的两端，压缩气体能在u型换热管道内缓冲。采用此结构，通过热交换器内蜿蜒曲折的u型换热管道对压缩气体换热并缓冲，可以在节能的同时给含油量检测设备的检测争取时间，避免被检测的压缩气体在其含油量检测结果出来之前就被输入用户的用气设备中；将气体换热与缓冲的功能集成在热交换器上，也有利于减小整机的体积。
11.优选的，缓冲设备上设置有对外供气管，对外供气管用于向外对接用气设备，并将缓冲设备内的压缩气体导出到用气设备中，对外供气管上还设置有对空排气管，对空排气管用于对空排放压缩气体，对外供气管上设置有供气阀门和排气阀门，供气阀门用于控制对外供气管是否对用气设备供气，排气阀门用于控制对空排气管是否对空排放压缩气体。采用此结构，在压缩气体的含油量不超标时，可以打开供气阀门，并关闭排气阀门，使本发明的催化无油供气装置可以通过对外供气管对用气设备供气；在压缩气体的含油量超标时，可以关闭供气阀门，并打开排气阀门，使本发明的催化无油供气装置停止对用气设备供
气，并使产出的压缩气体通过对空排气管对外排出，避免排气不畅危及整机安全。
12.优选的，催化排气管上设置有检测细支管，检测细支管与含油量检测设备连通，检测细支管用于向含油量检测设备提供压缩气体的检测样本。采用此结构，催化净化器排出的压缩气体中，仅有一小部分压缩气体的检测样本会从检测细支管进入含油量检测设备进行检测，不会影响本发明的催化无油供气装置的对外供气气量。
13.优选的，含油量检测设备包括减压装置、含油量检测芯和排气单向阀，检测细支管与含油量检测设备之间还设置有降温装置和除水装置，检测细支管与降温装置连接后再与除水装置连通，除水装置、减压装置、含油量检测芯和排气单向阀则依次连通，降温装置用于对压缩气体检测样本降温，除水装置用于对降温后的压缩气体检测样本除水，减压装置用于对除水后的压缩气体检测样本进行减压，含油量检测芯用于对减压后的压缩气体检测样本进行含油量检测，排气单向阀用于对外排放经过含油量检测后的压缩气体检测样本。采用此结构，压缩气体的检测样本在进行含油量检测之前，先对其进行降温、除水、减压，有利于保证检测的准确率，压缩气体的检测样本在经过含油量检测后能通过排气单向阀对外排出，使含油量检测芯能继续检测新的样本，排气单向阀还能避免外界的气体进入含油量检测芯中影响检测结果。
14.优选的，减压装置包括减压阀体、压力传感器和电磁阀，压力传感器与减压阀体、电磁阀均连接，减压阀体与除水装置连通，用于对除水后的压缩气体检测样本进行减压，压力传感器用于检测减压后的压缩气体检测样本的气压并控制电磁阀的打开或关闭，电磁阀用于将减压后的压缩气体检测样本导入含油量检测芯中。采用此结构，可以对压缩气体进行有效的减压，避免压缩气体气压过高、流速过快而影响检测效果。
15.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输入用户用气设备中的压缩气体的含油量，避免在压缩气体的含油量超标时由于无法及时发现并处理而给用户造成损失，保障用户用气品质，确保用户用气安全。
16.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、气液分离器以及如上所述的催化无油供气装置，压缩机的进气口设置有用于过滤气体的空滤总成，压缩机的排气口与油气分离器的进气口连通，油气分离器的排气口与气液分离器的进气口连通，气液分离器的排气口与催化进气管连通，压缩机用于压缩气体，油气分离器用于分离压缩气体中的油液，气液分离器用于分离压缩气体中的液态水。
17.与现有技术相比，本发明的催化无油压缩系统有以下优点：含油量检测设备能实时检测本发明的催化无油压缩系统产出的压缩气体的含油量是否符合行业的生产用气要求，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缓冲设备中，不会直接输入用户的用气设备中，如此，能确保将要输入用户用气设备中的压缩气体的含油量符合行业的生产用气要求，保障用户用气品质，保证在压缩气体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用户用气设备的供气，不会给用户造成损失，确保用户用气安全；通过对经催化净化器净化后的压缩气体进行实时检测，还可以对本发明的催化无油压缩系统做出故障预判，及时发现问题，尽早停机检修，减少整机损失。
18.优选的，还包括显示屏，所述的显示屏用于实时显示含油量检测设备测得的压缩气体的含油量。采用此结构，可以实时观察压缩气体的含油量检测结果，直观方便，如果含油量出现异常，有利于工作人员及时干预，停机检修并切断对外供气。
4向外对接用气设备并向用气设备供气，即从催化净化器中排出的压缩气体会先进入另一条u型换热管道内缓冲，再供入用气设备中；如此，压缩气体在进入催化净化器之前会先与从催化净化器中排出的压缩气体在热交换器4内进行充分的热交换。
30.催化排气管7上设置有检测细支管13，从催化净化器中排出的压缩气体在进入热交换器4之前，会有一小部分通过检测细支管13进入含油量检测设备11进行含油量检测，即检测细支管13为含油量检测设备11提供压缩气体检测样本，检测细支管13上设置有作为降温装置的电子冷却器9，使180-200℃高温的压缩气体检测样本先降温，检测细支管13经过电子冷却器9后再与作为除水装置的过滤吸附罐10连通，除去压缩气体检测样本由于冷却降温而析出的水滴，之后，过滤吸附罐10与含油量检测设备11连通，使压缩气体检测样本在降温除水后进入含油量检测设备11进行含油量检测，含油量检测设备11的检测速率不大于压缩气体通过一条u型换热管道的速率。
31.如图3中所示，含油量检测设备11包括减压装置、含油量检测芯11-4和排气单向阀11-5，减压装置包括减压阀体11-1、压力传感器11-2和电磁阀11-3，压力传感器11-2与减压阀体11-1、电磁阀11-3均连接，过滤吸附罐10、减压阀体11-1、电磁阀11-3、含油量检测芯11-4和排气单向阀11-5依次连通，进入含油量检测设备11的压缩气体检测样本先经过减压阀体11-1减压，并由压力传感器11-2实时检测通过减压阀体11-1的压缩气体检测样本的气压，当压力传感器11-2检测到减压后的压缩气体检测样本的气压达到标准值后，压力传感器11-2发出信号使电磁阀11-3的打开，减压后的压缩气体检测样本通过电磁阀11-3进入含油量检测芯11-4中进行含油量检测，检测后通过排气单向阀11-5对外排放。
32.本发明的催化无油供气装置之所以要对净化后的压缩气体进行缓冲，是由于含油量检测设备11的检测速率没有压缩气体的流速快，为了确保用户用气安全，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用户的用气设备中。举例说明，压缩气体a从催化净化器6内排出后，先从压缩气体a中取样一小部分气体进入含油量检测设备11中检测含油量，压缩气体a中的绝大部分气体则进入作为缓冲设备的热交换器4内缓冲，在检测结果出来之前的这段时间内，进入热交换器4内的压缩气体a一直都未从热交换器4内流出，直至压缩气体a的含油量检测结果符合用户用气标准的数值之后，压缩气体a才从热交换器4内排出并对外输入到用户的用气设备中，有效保障了用户用气品质，在外接的压缩气体的气源运行正常的情况下，只要压缩气体的含油量不超标，本发明的催化无油供气装置可以持续不间断的对用户的用气设备供气，保障用户的用气。而一旦压缩气体a的含油量检测结果超标，则可以立即切断对用户的用气设备供气，确保用户用气安全。
33.实施例2：本实施例中的催化无油供气装置与实施例1中的区别在于，第二排气口4-4上设置有对外供气管8，对外供气管8向外对接用气设备，从催化净化器6内排出的压缩气体经过热交换器4的一条u型换热管道缓冲后，由对外供气管8导出到用气设备中，对外供气管8上还设置有对空排气管，对空排气管用于对空排放压缩气体，对外供气管8上设置有供气阀门和排气阀门。当压缩气体的含油量检测结果达标时，供气阀门打开且排气阀门关闭，压缩气体经由对外供气管8流入用气设备中；当压缩气体的含油量检测结果不达标时，排气阀门打开且供气阀门关闭，不合格的压缩气体通过对空排气管对空排放，既避免流入用气设备中，又
避免排气不畅危及装置安全。
34.实施例3：如图4中所示，本发明的催化无油压缩系统包括压缩机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中所述的催化无油供气装置，压缩机1的进气口设置有用于过滤气体的空滤总成15，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的排气口设置有气液分离排气管3，气液分离排气管3与热交换器4的第一进气口4-1对接，即通过热交换器4内的一条u型换热管道与催化进气管5连通。压缩机1可以是螺杆式油润滑压缩机、无油润滑压缩机、活塞式压缩机、涡旋机、旋片式压缩机等多种类型压缩机。
35.本发明的催化无油压缩系统工作时，由压缩机1对常温常压的气体进行压缩并排出，压缩气体经油气分离器14分离出油液后进入气液分离器2中，由气液分离器2进行二次旋分分离除去液态水，再由气液分离排气管3导入先在热交换器4的一条u型换热管道内进行预热，此时的压缩气体大约80℃左右，然后从热交换器4内流出并经由催化进气管5进入催化净化器6内进行催化除油净化，压缩气体在催化净化器6内被加热到180-200℃，然后在催化剂的作用下进行复杂的催化氧化反应，将c6 含碳化合物分解成二氧化碳和水，使压缩气体得到净化；净化后的压缩气体，一小部分经降温、除水后导入含油量检测设备11中检测含油量，大部分则经由催化排气管7进入热交换器4内的另一条u型换热管道进行缓冲并与前一条u型换热管道内的即将要导入催化净化器内的压缩气体进行充分的热交换，使净化后的压缩气体的热量得以回收利用，也使催化净化器6内的催化反应更有效率，在压缩气体的含油量检测结果出来之后，热交换器4内的压缩气体才从热交换器4内排出并输入到用户的用气设备中，有效保障了用户用气品质，在催化无油压缩系统整机运行正常的情况下，压缩气体的含油量不超标，本发明的催化无油压缩系统可以持续不间断的对用户的用气设备供气，保障用户的用气。
36.本实施例中还可以设置显示屏和警报器，压缩气体的含油量检测结果可以通过显示屏实时显示，一旦含油量检测设备11测得的压缩气体的含油量超标，警报器就发出声音和\或灯光警报，如此，工作人员既能随时通过显示屏观察压缩气体的含油量检测结果，直观方便，又不用实时盯着显示屏也一样可以在压缩气体的含油量超标时及时干预，切断对外供气并停机检修，排查是压缩机1跑油还是催化净化器6故障，保护整机安全。
37.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。