一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置。包括：电源控制系统；PLC系统：用于控制制备装置所有功能单元的工作；水处理单元：将水溶液进行快速的去离子化；单质或多质气体制备单元：用于制备单质或多质气体；多重射流空化微反应系统：用于将去离子化的水溶液和制备好的单质或多质气体进行混合，并输出所需的高浓度水溶液。本发明专利技术的方法和设备可以制备出各种标号的高浓度单质或多质水溶液，并可以长时间保持水溶液的浓度、单质或多质气体的气泡尺寸范围在10nm‑120nm之间，频度最大数直径约30nm‑60nm，频度峰直径约20nm‑70nm，频度最小值直径约5nm‑20nm。

Preparation device of high concentration simple gas and multi quality gas water solution

The invention relates to a preparation device of high concentration simple gas and multi - matter gas water solution. Including: power supply control system; PLC control system for preparation device of all functional units; water treatment unit: water solution for rapid deionization; elemental or gas preparation unit for the preparation of single or multi gas jet cavitation; multiple micro reaction system for mixing to ionization the water solution and preparation of elemental or more gas, and the output of high concentration water solution required. The method and apparatus of the invention can be prepared by high concentrations of elemental various labeling or more water solution, and can keep the water solution concentration, single or more long time of the gas bubble size in the range of 10nm 120nm, maximum diameter of about 30nm 60NM frequency, frequency of peak 20nm diameter 70nm the minimum diameter of about 5nm, the frequency of 20nm.

【技术实现步骤摘要】
一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置
本专利技术涉及水的射流空化领域，尤其涉及一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置及制备方法。
技术介绍
在许多场合，提高水溶液的气体溶解度或者说制备出高浓度的单质及多质气体水溶液，具有非常特殊的效果和作用。譬如说，国内外把富氢水作为一种高效抗氧化能力水溶液，进行了多年大量研究认为，富氢水具有特殊的强抗氧化能力且可选择性的中和羟基自由基、亚硝酸阴离子等，并应用于生命、生物科学及工业化学等等领域；如富氧水已经在许多行业应用，特别是水体养殖业提高溶氧量及水体净化处理提高DO值；再如富氮水具有较理想的杀菌脱氧效果，可以很好地应用于动植物保鲜和农业栽培应用等等都得到良好的效果。众所周知，纯洁的水体中气体的溶解度大小，有一定的饱和度，而且根据气体的性质、压强和溶剂的温度的不同而变化。例如，在20℃时，气体的压强为1.013×10^5Pa，一升水可以溶解气体的体积是:氢气为0.01819L，氧气为0.03102L。而氮气在标准情况下的气体密度是1.25g/L，氮气在水中溶解度很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶解0.02体积的氮气等等。那么，提高气体的溶解度或者说提高气体在水溶液中的含量，对于各个领域来讲，具有更特殊的效果和更广泛的应用范围。如何提高各种气体的高浓度水溶液已经成为热点研究课题。专利CN103408122A《一种高氧富氢水及其的制备方法和应用》制得水中所溶解的氧含量在20.0mg/L～70.0mg/L之间，所溶解的氢含量在1.0mg/L～10.0mg/L之间。专利CN105600905A《一种负离子富氢水的制备方法》制备的负离子富氢水的氢含量为0.8ppm～1.5ppm，氧化还原电位为-300mv～-500mv，释放负离子个数500～1000个/cm3。专利CN105923712A《富氢水制备方法、装置、罐装水生产线、净/饮水机》是利用水电解在阴极侧形成的氢气与水混合形成富氢水的方法。在常压条件下控制生成的富氢水的浓度为2ppm。加之目前市售的各种富气体元素的水都是在一定的含量水平上。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足，提供了一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备方法和装置。本专利技术的方法是利用各种单质或多质的气体和10MΩ去离子水按照一定比例进行混合，经本专利技术的特殊结构设备多重射流空化微反应器组来制备各种标号的高浓度单质或多质气体水溶液。通过本方法和设备制备的各种标号的高浓度单质或多质气体水溶液，可以长时间保持水中的单质或多质气体不析出，并且水中没有添加任何化学物质。本专利技术的技术方案是：一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，包括：电源控制系统：为整个制备装置供电，并控制电源的供电稳定；PLC系统：与电源电源控制系统连接，用于控制制备装置所有功能单元的工作；水处理单元：基于触媒，将水溶液进行快速的去离子化；单质或多质气体制备单元：用于制备单质或多质气体；多重射流空化微反应系统：用于将去离子化的水溶液和制备好的单质或多质气体进行混合，并输出所需的高浓度水溶液。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述水处理单元包括去离子水机以及与去离子水机连接的触媒单元。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述去离子水机的去离子水电阻率为10MΩ，所述的触媒单元的触媒包括KOH碱性电解液。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，单质或多质气体制备单元包括制氢装置、制氧装置、布朗气体制备装置、制氮装置和常规气体存贮装置中的一种或多重组合。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述制氢装置、制氧装置采用相同的氢氧机，分别提供氢气和氧气；所述的布朗气体制备装置采用布朗机提供氢氧混合气体；所述制氮装置采用分子筛制氮机提供氮气；所述的常规气体存贮装置采用常规储气罐提供所需的单质或多质气体。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述单质或多质气体制备单元包括电解槽，通过热交换片与电解槽连接的气液分离管，所述气液分离管同时与离子水机以及触媒单元连接，气液分离管的液体分离出口与电解槽连接，所述气液分离管的气体分离出口与多重射流空化反应单元连接。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述电解槽内设有一个横向贯穿整个电解槽的中心轴，电解槽内的中心轴两端固定有绝缘板，两端的绝缘板之间对称固定有两组电极板，所述由多片组成，电极板间隔为1-3mm，电压为12-48V,电解电流为50-200MA,电极板材质为不锈钢304，表面镀镍8-10μm。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述多重射流空化微反应系统包括：多重射流空化微反应单元：用于将去离子化的水溶液和制备好的单质或多质气体进行混合，高浓度气体水溶液调整单元：用于按照设定调整高浓度气体水溶液的配比。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述多重射流空化微反应单元的进口端与单质或多质气体制备单元连接，出口端与高浓度气体水溶液调整单元连接，所述高浓度气体水溶液调整单元还与去离子水机以及多重射流空化微反应单元的进口端连接。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述多重射流空化微反应单元包括筒状本体以及设置在筒状本体内的射流空化微反应器组；所述射流空化微反应器组包括多重空化片一(b-1)、多重空化片二(b-2)垂直排列成至少一组或多组；多重射流空化微反应单元的水溶液流向依次为入口端、至少一组或多组多重空化片组、出口端。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述射流空化微反应器组中的多重空化片内设有两个依次连接漏斗状容器，分别容器一和容器二；容器一和容器二开口小的一端连接在一起，且开口小的一端直径为中；容器一的另一端开口为入；容器一的另一端开口为出；且容器一的高度为L1，容器一和容器二连接后的总高度为L0，且L1＝1/3L0。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，多重射流空化微反应系统包括一个动力离心式多重射流空化微反应系统；所述动力离心式多重射流空化微反应系统包括筒状本体以及设置在筒状本体内的微反应器，所述微反应器通过动力旋转轴与筒状本体外的电机配接，并能够在电机的驱动下高速旋转，筒状本体水溶液进口端与去离子水机连接，气体进口端与单质或多质气体制备单元连接；所述水溶液是电阻率为10MΩ的去离子水；所述单质气体是包括氢、氧、氮等各种单一纯净气体；所述多质气体是至少包括两种以上的单质气体的混合气体。在上述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，所述微反应器包括由上至下依次设置的反应端盖片一、反应片二、反应片三、以及反应片四；所述反应端盖片一为圆环状，中部圆孔设有用于和动力旋转轴配接的法兰；反应片二、反应片三为中部设有若干蜂窝状圆孔，反应片四为圆环状，中部的圆孔与筒状本体的内部相通，所述反应片二、反应片三、以及反应片四的孔径一样，并且，反应片一和反应片二的通孔排列位置呈错位相位排列，当反应片一和反应片二重合时，反应片一上的每一个圆形通孔的圆心是反应片二上三个相邻圆形通孔的最近外相交点；每个微型反应釜与相邻的反应釜相通，构成了液体介质在不同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，包括：电源控制系统：为整个制备装置供电，并控制电源的供电稳定；PLC系统：与电源电源控制系统连接，用于控制制备装置所有功能单元的工作；水处理单元：基于触媒，将水溶液进行快速的去离子化；单质或多质气体制备单元：用于制备单质或多质气体；多重射流空化微反应系统：用于将去离子化的水溶液和制备好的单质或多质气体进行混合，并输出所需的高浓度水溶液。

【技术特征摘要】
1.一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，包括：电源控制系统：为整个制备装置供电，并控制电源的供电稳定；PLC系统：与电源电源控制系统连接，用于控制制备装置所有功能单元的工作；水处理单元：基于触媒，将水溶液进行快速的去离子化；单质或多质气体制备单元：用于制备单质或多质气体；多重射流空化微反应系统：用于将去离子化的水溶液和制备好的单质或多质气体进行混合，并输出所需的高浓度水溶液。2.根据权利要求1所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，所述水处理单元包括去离子水机以及与去离子水机连接的触媒单元。3.根据权利要求2所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，所述去离子水机的去离子水电阻率为10MΩ，所述的触媒单元的触媒包括KOH碱性电解液。4.根据权利要求1所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，单质或多质气体制备单元包括制氢装置、制氧装置、布朗气体制备装置、制氮装置和常规气体存贮装置中的一种或多重组合。5.根据权利要求4所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，所述制氢装置、制氧装置采用相同的氢氧机，分别提供氢气和氧气；所述的布朗气体制备装置采用布朗机提供氢氧混合气体；所述制氮装置采用分子筛制氮机提供氮气；所述的常规气体存贮装置采用常规储气罐提供所需的单质或多质气体。6.根据权利要求1所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，所述单质或多质气体制备单元包括电解槽，通过热交换片与电解槽连接的气液分离管，所述气液分离管同时与离子水机以及触媒单元连接，气液分离管的液体分离出口与电解槽连接，所述气液分离管的气体分离出口与多重射流空化反应单元连接。7.根据权利要求1所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，所述电解槽内设有一个横向贯穿整个电解槽的中心轴，电解槽内的中心轴两端固定有绝缘板，两端的绝缘板之间对称固定有两组电极板，所述由多片组成，电极板间隔为1-3mm，电压为12-48V,电解电流为50-200MA,电极板材质为不锈钢304，表面镀镍8-10μm。8.根据权利要求1所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，所述多重射流空化微反应系统包括：多重射流空化微反应单元：用于将去离子化的水溶液和制备好的单质或多质气体进行混合，高浓度气体水溶液调整单元：用于按照设定调整高浓度气体水溶液的配比。9.根据权利要求8所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，所述多重射流空化微反应单元的进口端与单质或多质气体制备单元连接，出口端与高浓度气体水溶液调整单元连接，所述高浓度气体水溶液调整单元还与去离子水机以及多重射流空化微反应单元的进口端连接。10.根据权利要求9所述的一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置，其特征在于，所述多重射流空化微反应单元包括筒状本体以及设置在筒状本体内的射流空化微反应器组；所述射流空化微反应器组包括多重空化片一(b-1)、多重空化片二(b-2)垂直排列成至少一组或多组；多重...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海松，汪杰明，李卓益，黄琨，
申请(专利权)人：玉灵华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42