一种手套箱的除氧方法

文档序号:9295832阅读:2463来源:国知局
一种手套箱的除氧方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种除氧方法,具体涉及一种手套箱的除氧方法。
【背景技术】
[0002]手套箱广泛应用于医学、生物、化学化工、核能、锂电,以及机械加工等高科技研究领域和生产制造过程中。手套箱不仅可以为各种科研与生产提供无水、无氧的实验环境,同时还可以给科研工作者以安全防护,比如医疗生物防菌防病、核能防辐射防泄漏,还有化学化工防有毒气体等等。
[0003]目前手套箱主要包括箱体、净化除氧单元、净化除水单元、循环单元,以及控制单元等。原理就是控制单元控制循环单元开启,驱动箱体内气体不断流经净化除氧和净化除水单元,净化除水除氧单元不断除去箱体泄露或科研、生产操作导致增加的氧气和水,使氧气和水控制在一定范围来满足使用者的要求。
[0004]目前手套箱除氧单元的原理是,箱体内氧气与净化除氧单元中除氧材料的活性铜发生氧化反应生成氧化铜,以此来消耗掉手套箱中的氧气达到控制手套箱氧气指标在要求范围的目的。当除氧材料中活性铜被消耗完时,可以通入氢气并加热,氢气与氧化铜发生还原反应生成铜后重复使用。但是目前的手套箱,铜除氧材料本身参与化学反应不断被消耗,导致除氧容量有限,尤其是工业生产应用时常无法满足条件,并且铜除氧材料隔一段时间吸氧量饱和就需要再生,也不能无限次再生,给使用带来诸多不便,并且再生需要加热导致净化除氧单元结构设计和控制都变得复杂,成本大体积大且笨重。

【发明内容】

[0005]为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种手套箱的除氧方法,从而能够使得净化除氧单元容量大、结构设计简单、控制简单,且不需要再生。
[0006]为达到上述目的,本发明的技术方案如下:
[0007]—方面,本发明提供一种手套箱,包括箱体和过渡仓,还包括设置在所述箱体上的空气净化系统,所述空气净化系统包括循环风机和净化除氧单元,所述净化除氧单元内填充有钯催化剂,所述循环风机用于将循环气体送到箱体中,所述气体通过净化除氧单元中的钯催化剂将所述气体中的氧气除去。
[0008]本发明的手套箱,通过在净化除氧单元中填充钯催化剂使氧气与氢气反应,钯催化剂只起催化作用,不是反应物,因而不需要设置再生系统,从而使手套箱的结构简单,而且由于净化除氧单元不需要再生,其手套箱的净化除氧单元的使用寿命大大延长;并且可以优化选取体积小巧而适中的循环单元和净化除氧单元,使这些结构可以直接利用在箱体侧面或顶面、或背面少量空间;此外,净化除氧单元容量大,这是由于传统铜触媒净化柱,单工位标准柱只能吸附60L左右氧气,而钯催化剂不参与反应(铜触媒参与,并被消耗,消耗完需要再生)可以除掉无限量氧气,按其除氧量来算,其使用寿命大大延长;并且使用氧含量范围非常大,这是因为标准铜触媒柱只能吸附60升左右,所以其适用范围都是氧含量比较低,如果氧含量高会很快饱和,对手套箱泄漏率要求很高,而钯催化剂由于容量大,可以在很高的氧含量下工作,对手套箱泄漏率要求也没那么高,可以应用在更广的范围领域。
[0009]作为优选地方案,所述箱体上还设有净化除水单元,所述循环风机、净化除水单元和净化除氧单元均集成在所述箱体上,并且所述循环风机、净化除水单元和净化除氧单元依次连接。
[0010]采用上述优选的方案,优化净化除水单元结构,使手套箱的结构更为简单。
[0011]作为优选的方案,所述箱体上还设有用于控制氧气含量的氧气传感器和用于控制水分的水分传感器。
[0012]采用上述优选的方案,能够有效地控制手套箱中水分和氧气的含量。
[0013]作为优选的方案,所述空气净化系统设置在所述箱体底部。
[0014]采用上述优选的方案,使手套箱的结构更为简单,体积更小,使用更为便捷。
[0015]作为优选的方案,所述过滤仓设置在所述箱体一侧,包括大过滤仓和小过滤仓。
[0016]作为优选的方案,所述箱体上还设有手套。
[0017]另一方面,本发明提供一种手套箱的除氧方法,所述方法包括以下步骤:
[0018]I)通过循环风机将循环气体输入手套箱的箱体;
[0019]2)所述循环气体经过净化氧气单元,所述净化氧气单元中填充有钯催化剂,所述循环气体中的氧气在所述钯催化剂的催化作用下与氢气混合反应,将氧气去除。
[0020]本发明的手套箱的除氧方法,在钯催化剂的作用下,使循环气体中的氧气与氢气混合反应,钯催化剂只是催化剂不是反应物,因而能够重复应用,净化除氧单元不需要再生,使得净化除氧单元容量大、结构设计简单、控制简单,并使手套箱的体积大大减小,而且由于净化除氧单元不需要再生,其手套箱的净化除氧单元的使用寿命大大延长。
[0021]在上述技术方案的基础上,本发明还可作出如下改进:
[0022]作为优选的方案,在所述钯催化剂的催化作用下,所述箱体内的氧气含量维持在< Ippm0
[0023]采用上述优选的方案,通过使用钯催化剂不但能够带来好的除氧效果,将手套箱中的氧含量维持在很低的范围内,从而延长手套箱的使用寿命;还能使手套箱的结构简单,体积小,使用更为方便。
[0024]作为优选的方案,所述箱体内的氧气含量维持在< 0.1ppm0
[0025]采用上述优选的方案,该手套箱选用目前常见流量的风机就可以轻易超越现有手套箱的氧气指标一个数量级,而且使用寿命大大延长倍。
[0026]作为优选的方案,在步骤I)中,所述循环气体以I?10000m3/h的流量输入所述手套箱的箱体内;优选地,当手套箱为常规大小(0.75m?3m)时,所述循环气体以20?60m3/h的流量输入所述手套箱的箱体内。
[0027]采用上述优选的方案,手套箱选用比目前常见流量小3-5倍的风机就可以轻易超越现有手套箱的氧气指标,降低了成本,而且使用寿命大大延长3?6倍。
[0028]作为优选的方案,所述箱体上还设有净化除水单元,所述循环风机、净化除氧单元和净化除氧单元依次连接。
[0029]作为优选地方案,所述循环风机、净化除水单元和净化除氧单元设置在箱体下方。
[0030]作为优选地方案,所述箱体一侧还设有过滤仓,所述过滤仓包括大过滤仓和小过滤仓。
[0031 ] 另一方面,本发明还提供一种钯催化剂用于手套箱除氧的应用。
[0032]在上述技术方案的基础上,本发明还可作出如下改进:
[0033]作为优选的方案,在所述钯催化剂的催化作用下,所述手套箱的箱体内的氧气含量维持在< lppm。
[0034]采用上述优选的方案,通过使用钯催化剂不但能够带来好的除氧效果,还能使手套箱的结构简单,体积小,使用更为方便。
[0035]作为优选的方案,在所述钯催化剂的催化作用下,所述手套箱的箱体内的氧气含量维持在< 0.lppm。
[0036]采用上述优选的方案,该手套箱选用目前常见流量的风机就可以轻易超越现有手套箱的氧气指标一个数量级,而且使用寿命大大延长3?6倍。
【附图说明】
[0037]图1为本发明的手套箱的结构示意图;
[0038]其中
[0039]1.氧气传感器,2.水分传感器,3.箱体,4.大过渡仓,5.小过渡仓,6.手套,7.循环风机,8.净化除水单元,9.净化除氧单元。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
[0041]为了达到本发明的目的,在一些实施方式中,如图1所示,本发明的手套箱,包括箱体3和过渡仓,还包括设置在所述箱体3上的空气净化系统,所述空气净化系统包括循环风机7和净化除氧单元9,所述净化除氧单元9内填充有钯催化剂,所述循环风机7用于将气体送到箱体3中,所述气体通过净化除氧单元9将所述气体中的氧气除去,具体为,在钯催化剂的作用下,氧气与氢气反应,钯催化剂只作为催化剂,不参与反应,所以能重复利用。本发明的手套箱,通过在净化除氧单元中填充钯催化剂使氧气与氢气反应,不需要设置再生系统,从而使手套箱的结构简单,而且由于净化除氧单元不需要再生,其手套箱的净化除氧单元的使用寿命大大延长;从而可以优化选取体积小巧而适中的循环单元和净化除氧单元,使这些结构可以直接利用在箱体侧面或顶面、或背面少量空间。
[0042]为了进一步地优化本发明的实施效果,所述箱体3上还设有净化除水单元8,所述循环风机7、净化除水单元8和净化除氧单元9均集成在所述箱体上,并且所述循环风机7、净化除水单元8和净化除氧单元9依次连接,从而优化净化除水单元结构,使手套箱的结构更为简单。
[0043]为了进一步地优化本发明的实施效果,所述箱体3上还设有用于控制
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