[发明专利]一种高浓度单质气体及多质气体水溶液的制备装置

权利要求书

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；

其中，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空间、压力、温度、射流状态下连续流动并参与反应的多重微型反应釜；各个反应片之间是密贴无间隙；所述微反应器高速旋转时，液体经中心通孔被吸入，液体向水平方向经过各个微反应器内的微反应腔射出。

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去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微反应单元连接。

7.根据权利要求6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，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。