美国博纯产品综合宣传册20140401dition.pdf

1、 博纯 创新的样气预处理技术领导者 Perma Pure the leader in Gas Conditioning 美国博纯简介 Perma Pure Profile 创新的样气预处理技术领导者 美国博纯有限责任公司 Perma Pure LLC 总部设在美国新 泽西州Toms River 是豪迈集团 Halma p l c 旗下的子公 司 我们是气体采样和预处理类产品如 干燥器 加湿器 过滤器 冷凝器 特种气体洗涤器及完整采样系统的世界顶 级制造商 长期以来公司运用Nafion 膜渗透技术 连同其 它多样技术和专业知识 帮助客户安全 准确地分析采样气 体 现公司面向全球的医疗 燃料电池 工业及科学应用领 域提供相关样气预处理系列产品 在医疗上的应用包括麻醉 检测 呼吸监测及代谢测试中对呼吸气体进行干燥 同时对 呼吸器的供气或供氧进行加湿 工业应用主要在过程分析和 环保监测中的气体采样预处理 燃料电池和科学应用主要是 燃料电池加湿 同时还可应用于实验室的气体分析采样预处 理 1992年 英国投资集团Halma将博纯公司纳入旗下 随 后公司成功收购BALDWIN品牌 产品体系中增加了

2、冷凝器 采样探头 过滤器等针对工业领域应用的产品 从而转变成 为气体分析预处理领域的行业整体解决方案供应商 2013 年初公司荣获ISO13485 2003医疗设备生产质量体系认证 这是博纯在原有ISO 9001 2008之上对质量认证的又一次扩 展 目前 随着业务的拓展 我们正着力于成为全球范围内 完善的工程设计 制造及服务供应商 科学研究医疗燃料电池 工业过程与环境 2 公司总裁致辞 CEO Speech Richard Curran 博纯总裁 Perma Pure中国分公司是全球第一家海外运营公司 在其 他国家和地区都是采取代表处或代理商的形式进行业务的推 广 中国市场的重要性不言而喻 当然 对于成立中国分公 司 我们也是进行了深思熟虑的考察 调研 首先 作为一 家国际化公司 Perma Pure与多家全球知名企业建立了合作 关系 如ABB 赛默飞世尔 西门子 GE 艾默生等 这些 公司在中国均实现了相当程度的本土化 而为了更好地为其 提供服务 我们也有必要将产品带到中国 这一点我们在收 购BALDWIN公司后也是深有感触 对于工业产品来说 本土 化的设计 制造都是非常重要的 我

3、们对中国市场有着很高的期许 同时也将逐步加大投资力 度 接下来我们将在上海建立客户支持 服务中心 这也是我 此行的目的之一 另外 我们非常高兴和欣慰的是 我们已经 在中国寻求找到了一些很好的合作伙伴 以刚刚结束的万众瞩 目的北京奥运会为例 众所周知 赛默飞世尔公司是北京环境 监测领域的主要供应商 而我们也很荣幸地与赛默飞世尔达成 合作 在空气中的氮氧化物检测中 提供Nafion 干燥管进行样 气的干燥 当然 北京奥运会对于赛默飞世尔和博纯来说只是 一次很好的发展契机 而中国政府和人民对环境治理的深入理 解和渴望 都将对中国的环境监测带来深远的影响 这对于仪 器供应商来说也意味着巨大的市场潜力 3 耐腐蚀 Nafion 是聚四氟乙烯 Teflon 和全氟 3 6 二环 氧 4 甲基 7 癸烯 硫酸的共聚物 象Teflon一样 Nafion 具有 极强的抗化学侵蚀特性 所以它能被用于强酸性气体的场合 快速 因为含有磺酸基团 Nafion 具有极强的渗水性 在此 化学结构中 磺酸基最多可以接受13个水份子 通过磺酸基 团 在Nafion 管壁上形成了一个交联的离子通道 水在管壁表 面经过磺酸

4、基吸收后 通过离子通道迅速地转移至管壁的另一 面 然后蒸发 选择性 与微孔渗透膜是一种相对较慢的扩散过程不同 Nafion 对水份的吸收和转移是非常迅速的水合过程 这是一个 只和水发生的特殊化学反应 其他物质通常不会受到影响 过程简单 当水份在气相的状态下由管内转移到管外 没有自 由能的变化 所以不需要额外的能量来驱动该反应 反应的驱 动力来源于管内和管外的水份浓度差 湿度差 最佳的水份交换材料 Nafion 简介 CF2 CF2 m CF CF2 n O CF2 CF CF3 O CF2 CF2 SO3H H2O X Z When m 5 to 13 5 n ca 1 000 z 1 2 3 x 1 to 13 Nafion 化学结构示意图 样气分析需要保证其干燥 洁净 才能确保分析结果的精确和可靠 过滤器能够除去颗粒物 但是 从样气中除去水份并且不影响待分析物则并不容易 冷凝器 包括帕尔帖冷凝器 适于冷凝除去水 份 但易溶于水的气体成份同时也会因此流失 干燥剂能吸收水份 但也会吸收待分析物 美国博 纯Nafion 干燥管是最佳的选择 它的一体化结构没有可拆卸的零部件 无需维护 而且

5、在不影响待 分析物的情况下能够连续且高选择性的以气态形式去除水份 经Nafion 干燥管处理后的样气出口露 点最低可达 45 某些类型的燃料电池需要对氢气和氧气流进行加湿以增加效能 虽然现存有很多技术能够加湿气 体 但要实现精确的 连续的且低成本的加湿并不容易 焓轮加湿技术不仅耗能 而且存在密封问 题 一旦设备进水就会失效 超声波设备易堵塞设备而且必须对气体流量进行匹配控制比较困难 博纯的气体加湿器是最佳选择 它可以持续不断地加湿气流 没有可拆分的零部件 而且不需要耗 能 它们可以在很宽泛的工况下运行 且可得到持续稳定的加湿效果 应 用 应 用 样气干燥 燃料电池加湿 4 干燥原理 当气体通过Nafion 干燥管的时候 水份被管道内壁吸收并且通 过外壁渗出 除水的过程是靠管道内外的湿度差产生的 样气 中的水份在不到1秒钟的时间内就会从管内转移到管外 大多数的博纯干燥器和加湿器内装有一根或多根Nafion 干燥 管并有一个外壳供吹扫气反向流动 这种管壳式的设计已被 证实其对于水份的转化十分有效 ME 系列加湿器由Nafion 管组成但是受到聚丙烯编织套 的保护 当气体通过Nafion 管

6、的时候 气体湿度和环境湿度 达到平衡 这些加湿器既可以用于干燥也可以用于增加样气 湿度 Nafion 干燥管 博纯干燥管中 干燥的吹扫气持续通过Nafion 管的外表面 从干燥管内的气流中带走水蒸气 使样气得到干燥且不会产 生冷凝水以致待分析物溶于水而损失 若无吹扫气 可以利用回流的方式来去除水份 管内外湿度 差 水蒸汽分压差 是Nafion 除水的驱动力 如果样气通过 干燥管之后又经过针形阀 出来的气流总压就降低了 因此 水蒸气分压也降低了 该气流可以用作吹扫气 只要降了压 的气体循环气流流速比通过干燥管的样气流量大两倍 样气 就能够完全得以干燥 因为不可能将Nafion 磺酸基结合的水份全部除去 所以 Nafion 管壁总会残留一些水份 残留水份的多少取决于干燥 管的环境温度 若样气中的水份含量与管壁中的水份含量持 平 此时水份浓度的梯度就消失了 干燥过程停止下来 在 环境温度 20 下 干燥管可将样气脱水至露点 45 即 水份体积浓度为75ppm 吹扫气进口 吹扫气出口 样气进口 样气出口 干燥器和加湿器工作原理 干燥器和加湿器工作原理 Nafion 加湿器 博纯加湿器既可以进行

7、水 气增湿 也可以进行气 气增湿 当进行水 气增湿时 水在干燥管外侧运行 样气在管内被 加湿 该种加湿方法能够产生最大的湿度 因为和水接触的 Nafion 管壁的磺酸基一直处于饱和状态 在此种加湿方法中 可以用热水来增加加湿的效果 水从液相转为气相的过程中 因为需要消耗能量 干燥管会自动降温而轻微地降低样气的湿 度 若不使用热水 会轻微降低水份交换的效率 气 气加湿模式采用反向流动的干湿气流 在运行中水份发 生交换 这种运行的能效很高 并不需要额外的加热 气 气加湿模式有热交换的功能 可将湿气流中的大部分热量转 移到干燥的气流中 博纯大部分的加湿器都具有水 气及气 气 增湿功能 FC 100除外 湿度 压力和化学特性 Nafion 管在160 时 化学性质依然稳定 且能够承受超过 80psig的压力 和Teflon一样 它的化学惰性非常强 能够 抵抗绝大多数化学物质的侵蚀 即使在高温下也能抵御高浓 度的腐蚀性气体如HCl H2S和HF等 除了Nafion 干燥管 博纯干燥管和加湿器还包括外壳和相应 的接头 在多管束系列中还使用了环氧树脂的连接头 单根 Nafion 管的干燥器和加湿器能

8、够适应于任何接头 多管系列 的干燥管因为使用了环氧类的接头 在某种程度上惰性要差 一些 外壳和接头的材料可选用不锈钢 氟碳聚合物以及聚 丙烯等不同材质 干燥器和加湿器的耐温性能取决于其制作材料 聚丙烯材料 最高可以耐温100 氟碳为150 不锈钢为160 若使 用多管系列 因为环氯树脂的原因 最高温度为150 若无 强化处理所有干燥管和加湿器的最大承受压力为80psig 具 体温度和压力请联系博纯销售代表 5 优势 Nafion 优势 和其他技术相比 博纯干燥器和加湿器对水份具有相当高的选择性 在干燥过程中 可有选择性的完整保留工艺样气中的待测气体 样气能够干燥至露点 45 或加湿至100 RH 水份的转移在若干分之一秒内即完成 整个运行过程连续且自我再生 整套设备结构紧凑 牢固且具有极强的耐腐蚀性 无活动部件 免日常维护 干燥及加湿过程中无需使用电源 可适用于高防爆等级的危险区域 选择性 Nafion 不仅能极强的抵抗化学侵蚀 而且可以进行高选择性的转移水份 因此大多数 物质在通过Nafion 管时都能完整保留下来 虽然绝大部分化学物质不会侵蚀或损坏 Nafion 管 但是一些极性有

9、机物可能会被部分吸收或者转移 或者损坏Nafion 管 下 表列出了博纯干燥和加湿器的部分化学选择性 完全保留 大气气体 碳氢化合物 N2 O2 H2 Ar He 所有简单碳氢化合物 氧化物 有毒气体 CO CO2 SO2 SO3 NOX HCN COCI2 NOCI 卤素 其他有机物 CI2 F2 HCI HF HBr 醚 氰化物 酯 氟碳化合物 含硫化合物 无机酸 H2S COS 硫醇 HNO3 H2SO4 部分流失 极性有机物 其他 醇 酮 有机酸 氨 胺 腈 二甲基亚砜 醛 四氢呋喃 详细选择性列表请参见第31页 警告 氨气会对Nafion 管造成不可逆的损坏 请注意 在样 气中存在氨气的情况下 建议使用除氨器 6 应用领域 Application Area 科学研究 燃料电池 医疗 工业过程与环境 博纯为连续排放监控系统和工业过程气体分析提供了最完善的样气预处 理整体解决方案 烟气监测应用中需要在气态阶段除去水份 避免冷凝 后待分析物溶于水而意外损失 博纯GASS系统提供了可供选择的气体预 处理技术整体解决方案 如GASS 2040及Mini GASS 系统都是监测 NOX

10、SO2 HCI与HF的最佳选择 博纯的MD 系列和PD 系列干燥器是样气在分析前进行干燥的理想选 择 博纯干燥器使用独家Nafion 膜技术 在不损失任何待分析物的情况 下 可以把露点降至 45 Nafion 卓越的耐腐蚀性允许强腐蚀性气体 采样处理 甚至是富含氟化氢和氯化氢的酸性气体 当需要精确的气体 采样分析时 MD 系列和PD 系列干燥器是理想的样气除湿选择 呼吸气体分析中最为常见的问题是采样中的水汽 它可导致采样管道和测 量元件内的冷凝水从而对二氧化碳监控 IR 产生干扰 博纯ME 系列 水份交换器有选择性的只去除采样中的水蒸气 从根本上消除分析仪的失 效根源 博纯供应各类直径 长度和配合转接头的干燥管 ME 系列应 用广泛 适合不同流速范围 博纯的FC 系列加湿器符合行业标准 能提供无与伦比的稳定性和可靠 性 并具有很长的使用寿命 旨在满足用户对燃料电池的严格要求 FC 系列产品能为指定流量范围内的空气和氢气提供可持续且重复的加湿 博纯加湿器特性为低压降 运行不需电力 大大减少系统的实际负载 FC 系列具有坚固的可定制的外壳 以满足不同工况要求 FC 系列 加湿器是便携式 固

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