[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

说明书

本发明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。

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装置及制备方法。

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。

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和装置。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。