[发明专利]一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备方法

说明书

技术领域

本发明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 体水溶液的制备方法。

背景技术

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CN 105923712A《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。

发明内容

本发明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。本发明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，经本发明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。

本发明的技术方案是：

一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备方法，其特征在于，包 括：

步骤1、自来水或市售的各种饮用水经过去离子水机将水处理为10MΩ 的去离子水，添加纯度为99％KOH电解质，混合成浓度为3-8％的电解液，并 由触媒单元的管道输送到2-10触媒剂入口，当电解系统的电解液浓度上升 到12％以上时，去离子水机将经过管道向2-6气液分离罐中补充纯水，保持 电解系统电解液的浓度和液体量；

步骤2、电解液通过气液分离罐再到电解液循环管，由P1循环泵和F4 阀门向电解槽中输送电解液进行循环，电极板通电后产生的氢氧混合气和 水再经过热交换片回流到气液分离罐进行循环，

步骤3、气液经过热交换片时由热交换风机提供热交换并保持电解液温 度在40-70℃之间，气液分离罐进行气液分离，保持0.08-0.2MPa的压力区 间，触媒剂入口提供KOH触媒，保持浓度3-8％之间，气液分离罐分离出来 的气体经过氢氧混合气出口管道输送在3多重射流空化反应单元；

步骤4、氢氧混合气体进入多重射流空化反应单元进行反应，同时高浓 度气体水溶液调整单元的去离子水由去离子水机10MΩ，经管道和F5阀补 充保持；P2动力泵、F1节流阀、F2调压阀将水溶液浓度调节罐中的水溶液 输送到射流空化微反应器组，进行射流空化循环反应；当参数达标时，由 F3阀门输送到5高浓度水溶液储存罐。