当前位置: 首页 > 专利查询>黄文专利>正文

向液体快速增溶气体的方法和设备技术

技术编号:4250200 阅读:239 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了可迅速使气体在液体中的溶解量接近其饱和溶解度的方法和设备,其特征在于,待溶解的气体首先在高压下溶解进入相对少量的液体中,再用此含有超高浓度溶解气体的高压液体、即超溶液稀释到处于常压下的大容积的同种液体中,使所述大容积的同种液体溶解气体迅速达到饱和溶解度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及向液体增溶气体的方法和设备,更具体地讲涉及 可使气体在液体中的溶解量迅速接近其饱和溶解度的方法和设 备。
技术介绍
向液体增溶气体的方法,通常采用曝气法,曝气可分为气泡 曝气和机械曝气。气泡曝气是采用压縮机或鼓风机将气体直接送入液体中,气 体通过各种形式的扩散器在液体中形成不同尺寸的气泡,气泡在 自身上升或液体流动的过程中溶解在液体中。机械曝气是通过机械在液面的搅动,将大量液滴并将液体以 类似于瀑布状的形式抛入气体中,同时又把气体带入液体中,形 成气液混合体,以增加液体和气体的接触面积,使气体溶解到液 体中。这些方法,包括其它的方法,都是在日常环境一一即"标准 状况"的大致条件下,直接令液体与气体接触,从而使气体溶解 到液体中。一般认为气体以扩散作用突破气液界面溶入液体中,但这个 过程相对很慢,是溶解过程的限制因素。尤其是,当某种气体在 日常环境下在某种液体中的饱和溶解度较小时。例如,将氧气溶入水中,曝气法和现有的其它方法都显得速度很慢,效率很低, 能耗很大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方法和设备,能以较快的速度、较 高的效率和较低的能耗,把某种液体中的某种气体的溶解量,提 高到其饱和溶解度的任何浓度。本专利技术的方法的原理是,通过加压装置将气体的压力升高, 再将该高压气体溶解到液体中去而到达其高压下的饱和溶解度。 因为气体在液体中的饱和溶解度与该气体的分压成正比,因此该 部分液体形成了处于高压下的、超高浓度的溶液(以下称"超溶 液"),再把超溶液与大量的、在常压下的液体混合以稀释,使如 此大量的液体在常压下迅速成为任何数值的溶解气体浓度的溶 液,溶解气体浓度甚至达到该气体在常压下的溶解饱和度。(以下 称经最后混合稀释的、含有溶解气体的液体为"最终溶液"。)本专利技术是这样一种设备,其结构包括进液口;通过进液管道 与所述进液口相连的液体加压装置;通过高压液体管道与所述液 体加压装置相连的超溶液发生器;进气口;通过进气管道与所述 进气口相连的气体加压装置,其中所述气体加压装置通过高压气 体管道与所述超溶液发生器相连;连接至所述超溶液发生器的超 溶液管道;设置于所述超溶液管道的超溶液喷头;和用于控制所 述液体加压装置和所述气体加压装置的电气控制装置。本专利技术的特征在于,液体经由进液口通过进液管道输入到液 体加压装置中,被加压后通过高压液体管道输入到超溶液发生器。 气体经由进气口通过进气管道输入到气体加压装置中,被加压后 通过高压气体管道也输入到超溶液发生器。在超溶液发生器中,在高压环境下,气体溶解到液体中,形成在该高压下近乎饱和的 超溶液,高压的超溶液经超溶液管道送到超溶液喷头,再喷出到 另外一部分处于常压下的、容积大得多的同种液体中。喷出的超 溶液被大容积的液体迅速稀释,使大容积的液体中的溶解气体浓 度迅速增加,形成所需的在常压下的最终溶液。本专利技术的特征还在于,所述液体加压装置可以釆用液压泵,液体被加压到表压0.5 2 MPa (以下此加压后液体称"高压液 体");所述气体加压装置可以采用气体压縮机,气体被加压到高 于常压,但不高于高压液体的压力(以下此加压后气体称"高压 气体")。本专利技术的特征还在于,所述超溶液发生器是密封不漏气的容 器,该容器外设有高压液体进口、高压气体进口、超溶液输出口, 高压气体喷口。高压液体管道从高压液体进口进入该容器,并延 伸到容器内顶部,在高压液体管道末端设有高压液体喷口。高压 气体管道从高压气体进口进入该容器中,并延伸到容器内底部, 在高压气体管道末端设有高压气体喷口。高压气体喷口的安装高 度可以是浸没在容器底部积聚的超溶液中,也可以是处于此超溶 液的液面以上。本专利技术的特征还在于,所述超溶液喷口为大喷射角的任何形 式的喷头,根据超溶液流量的不同要求,其喷孔直径在0.1 10 毫米范围内。本专利技术的特征还在于,所述电气控制装置分别将电源提供到 液压泵和气体压縮机,并可以根据运行的需要,或输入的信号, 或预设的程序控制液压泵和气体压縮机的运行参数,例如,运行 时间、流量、压力,并对整个系统起安全保护作用。所述电气控 制装置可包括各种传感器和检测装置。本专利技术还可以在所述的液体和气体加压装置之前分别加设液 体和气体过滤装置,使输入各加压装置的液体气体保持清洁,以 确保超溶液发生器中的高压液体和气体喷口畅通不堵塞。本专利技术还可以在所述超溶液发生器安装压力检测装置、溶液 浓度检测装置、易燃气体浓度检测装置等,用于检测超溶液发生 器内部的工况。这些检测装置均可输出信号到所述的电气控制装 置。本专利技术还可以在所述的超溶液管道上,安装各种控制流量或 压力的阀门,阀门可以是电动、液动或气动。本专利技术所述的设备,其特征为所述超溶液发生器为任何形状 的密封容器,但最好是圆筒状。为节省占地面积,其高度尺寸一 般大于直径,但也可以是任何尺寸比例。所述高压液体喷口可以 安装在容器内的顶部,从喷口喷出后的片状液体或液滴从容器顶 部下落,气体在液体下落过程中溶解进液体。在所述超溶液发生器内,还可以在不同的高度平面上水平安 装多层液流挡板,使下落的液片或液滴在下落途中撞到液流挡板 上并进一步破碎。液流挡板上开有多个通孔或缝隙,落在液流挡 板上并积聚的液体从通孔或缝隙迅速流走,继续下落到下层液流 挡板,并在此与下层液流挡板碰撞而再次破碎。相邻两层的通孔 或缝隙错开排列,使从上层液流挡板的通孔或缝隙落下的液体能 撞击到下层液流挡板上。液流挡板上的通孔或缝隙形成液体下落 到容器底层的流道和气体贯通整个密封容器内部的通道。每层液流挡板之间的高度距离为0.2 1米,最好是0.25 0.45米。所述 液流挡板也可以由多个直径从小到大的同心环形板组成,小号的 环形板的外圆边与大号的内圆边之间的缝隙形成流道。本专利技术所述的超溶液发生器内的高压液体喷口,还可以是压 力喷头,把高压液体喷出为直径细小的液滴,以加快气体的溶解 速度。在水处理业或养鱼业中,经常需要迅速增加大体量的水中的 溶氧量,在这种用途时,本专利技术所述的液体和气体分别是水和氧 气。用于饮料生产业,所述的液体和气体分别可以是水和二氧化 碳。用于臭氧进行水或液体的消毒时,所述液体和气体分别是水 和臭氧。但本专利技术中所述的方法和装置,也可以用于其它任何液 体和气体的互溶。附图说明结合附图并根据本专利技术的实施例,以下将详细说明本专利技术的 内容,其中图1是根据本专利技术的系统的基本结构示意图;图2是本专利技术的一个实施例的结构示意图;图3a和3b是根据本专利技术的超溶液发生器中的液流挡板的两 个实施例。具体实施方式根据本专利技术的向液体增溶气体的系统结构如图l所示,该系 统结构包括进液口 101; —端与所述进液口流体相连的进液管 道102;与所述进液管道的另一端流体相连的液体加压装置103; 与所述液体加压装置流体相连的高压液体管道104;进气口 111; 一端与所述进气口流体相连的进气管道112;与所述进气管道的 另一端流体相连的气体加压装置113;与所述气体加压装置流体相连的高压气体管道114;与高压液体管道104和高压气体管道 114流体相连的超溶液发生器120;设置在所述超溶液发生器中的 超溶液输出口 124;与所述超溶液输出口流体相连的超溶液管道 130;以及与所述超溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可迅速使气体在液体中的溶解量接近其饱和溶解度的方法,其特征在于,待溶解的气体首先在高压下溶解进入相对少量的液体中,以形成含有超高浓度溶解气体的超溶液,然后将超溶液稀释到处于常压下的大容积的同种液体中,使所述大容积的同种液体溶解气体迅速达到饱和溶解度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:黄文
申请(专利权)人:黄文
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1