[发明专利]一种水分子团簇切割反应装置

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种水分子团簇切割反应装置，可用来制备小分子水。

背景技术

水是由2氢1氧3个原子以三角型的结构组成，其间是以共价键连接。因其键角约为105度，所以水分子的电荷中心不重叠。在氧原子上电子云密度相对较大显负性，两个氢原子则显正电性，使水成为强极性分子。在范德华力作用下，水分子间可形成氢键，有相互吸引成团状的趋势。这样一个水分子就可以通过氢键,与多个水分子相互作用，形成“水簇(Water Cluster)”。近年内，愈来愈多的水分子簇结构的论文在著名的《科学》和《自然》杂志发表。在一定条件下，水可以形成结构化了的的五环，或六环水。五环水实际上是不稳定的。六环水相对较稳定。结构化小水分子簇也可以在一定条件下形成结构化的大分子簇(H2O)n。

大多数情况下，特别是在长期静止的情况下，水可形成多达几十个水分子的团簇。这些大分子团是随机的，无定形的链状线团。其溶解能力、渗透力都很低，不易被动、植物和人吸收，成为“死水一团”。这些无定形结构的分子簇可以经一定的物理化学处理，使其成为较小的分子簇。

目前有很多方法可以实现水的活化即小分子团水制备技术，包括磁化、高温、生物法、振荡等，都可实现切割大的水分子团簇的目的。其实质内容是提供能量，将联接水分子的氢键打开，使大的水分子团簇分散成为单个水分子。但很多工艺并不成熟，存在易引入二次污染、生成的小分子团水量少、不能大量产业化生产等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水分子团簇切割反应装置，普通水通过该切割反应装置后，水中的大分子团簇可被切割为小的水分子团。

本发明采用的技术方案如下：

一种水分子团簇切割反应装置，其特征在于，包括罐体以及位于罐体内用于使大分子团水分解成小分子团水的复合材料填料，所述复合材料填料为以电气石为基础材料经活化烧结形成的球体材料；所述罐体设有进水口、出水口、排气口、填料口和卸料口，所述填料口用于装填所述填料，所述卸料口用于进行所述填料的卸料更换。

进一步地，所述填料采用下列方法制备：

1)称取原料，各组分及质量分数分别为：12-21％的800-1200目铁电气石粉，10-16％的100-400目铁电气石粉，2-4％的100-150nm电气石粉，22-28％的硅藻土，15-20％的蒙脱土，22-28％的凹凸棒粘土，0.1-0.2％的硝酸铈，以及0.1-0.2％的硝酸镧；

2)将硝酸铈和硝酸镧混匀，并溶进喷淋用水，制成混合喷淋液；

3)将铁电气石粉、电气石粉、硅藻土、蒙脱土和凹凸棒粘土混匀，调节所述混合喷淋液的喷淋湿度，将混匀的粉体在所述混合喷淋液的作用下制成球体；

4)对所述球体进行烧结处理，冷却后得到粒状复合材料填料。

进一步地，所述填料占所述罐体容积的70-90％。

进一步地，所述进水口与原水供应管路连接，所述出水口与后续供应管路连接。

进一步地，还设有进出水阀系，设置在与所述进水口、出水口相连的管道上。

进一步地，所述罐体设有用于排净罐体内存液的排空口。

进一步地，所述罐体以及与其相连的管系的材质为304食品级不锈钢或306食品级不锈钢。

进一步地，所述罐体为多个，其间串行连接或并行连接，或者采用串行连接和并行联系相结合的方式连接。

优选地，所述罐体为四个，依次串行连接，前一个罐体的出水口与下一个罐体的进水口相接。这样可以克服单一设备单元由于处理能力不足导致的对流量的限制，从而大幅提高流量及设备的处理能力。为确保水量分配均匀，各单元(各罐体)在进水总管与阀体之间、阀体与出水总管之间应设置完全一致的管路布置。

优选地，所述罐体为八个，其中由四个罐体串行连接成一组，共两组，两组间进行并行连接。这样可以进一步提高流量及设备的处理能力，达到大流量、小阻力、水流均布的目的。

采用本发明的水分子团簇切割反应装置，当水由进水口进入，出水口流出时，水流经过装置内部的复合材料，从而可以改变水分子簇的动态氢键网络体系，通过削弱或切断水分子之间的氢键，使大分子团水分解成只含有几个水分子的小分子团水，实现水的重新活化。复合材料粒径越小，表面的电场作用越强，对氢键的削弱作用越大。