[發明專利]一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置及制備方法

有效

• 申請號: 201710328955.3
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107188289B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 余海松;汪杰明;李卓益;黃琨
• 申請（專利權）人: 玉靈華科技有限公司
• 主分類號: C02F1/68
• 分類號: C02F1/68;B01J10/00;C01B21/04;C01B13/02;C01B3/04
• 代理公司: 11340 北京天奇智新知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱海江

1.一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，包括：

電源控制系統：為整個制備裝置供電，并控制電源的供電穩定；

PLC系統：與電源控制系統連接，用于控制制備裝置所有功能單元的工作；

水處理單元：基于觸媒，將水溶液進行快速的去離子化；

單質或多質氣體制備單元：用于制備單質或多質氣體；

多重射流空化微反應系統：用于將去離子化的水溶液和制備好的單質或多質氣體進行混合，并輸出所需的高濃度水溶液；

多重射流空化微反應系統包括一個動力離心式多重射流空化微反應系統；所述動力離心式多重射流空化微反應系統包括筒狀本體以及設置在筒狀本體內的微反應器，所述微反應器通過動力旋轉軸與筒狀本體外的電機配接，并能夠在電機的驅動下高速旋轉，筒狀本體水溶液進口端與去離子水機連接，氣體進口端與單質或多質氣體制備單元連接；

所述微反應器包括由上至下依次設置的反應端蓋片一、反應片二、反應片三、以及反應片四；

所述反應端蓋片一為圓環狀，中部圓孔設有用于和動力旋轉軸配接的法蘭；反應片二、反應片三為中部設有若干蜂窩狀圓孔，反應片四為圓環狀，中部的圓孔與筒狀本體的內部相通，所述反應片二、反應片三、以及反應片四的孔徑一樣，并且，反應片一和反應片二的通孔排列位置呈錯位相位排列，當反應片一和反應片二重合時，反應片一上的每一個圓形通孔的圓心是反應片二上三個相鄰圓形通孔的最近外相交點；每個微型反應釜與相鄰的反應釜相通。

2.根據權利要求1所述的一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，所述水處理單元包括去離子水機以及與去離子水機連接的觸媒單元。

3.根據權利要求2所述的一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，所述去離子水機的去離子水電阻率為10MΩ，所述的觸媒單元的觸媒包括KOH堿性電解液。

4.根據權利要求1所述的一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，單質或多質氣體制備單元包括制氫裝置、制氧裝置、布朗氣體制備裝置、制氮裝置和常規氣體存貯裝置中的一種或多重組合。

5.根據權利要求4所述的一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，所述制氫裝置、制氧裝置采用相同的氫氧機，分別提供氫氣和氧氣；所述的布朗氣體制備裝置采用布朗機提供氫氧混合氣體；所述制氮裝置采用分子篩制氮機提供氮氣；所述的常規氣體存貯裝置采用常規儲氣罐提供所需的單質或多質氣體。

6.根據權利要求1所述的一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，所述單質或多質氣體制備單元包括電解槽，通過熱交換片與電解槽連接的氣液分離管，所述氣液分離管同時與離子水機以及觸媒單元連接，氣液分離管的液體分離出口與電解槽連接，所述氣液分離管的氣體分離出口與多重射流空化微反應單元連接。

7.根據權利要求1所述的一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，所述多重射流空化微反應系統包括：

多重射流空化微反應單元：用于將去離子化的水溶液和制備好的單質或多質氣體進行混合，高濃度氣體水溶液調整單元：用于按照設定調整高濃度氣體水溶液的配比。

8.根據權利要求7所述的一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，所述多重射流空化微反應單元的進口端與單質或多質氣體制備單元連接，出口端與高濃度氣體水溶液調整單元連接，所述高濃度氣體水溶液調整單元還與去離子水機以及多重射流空化微反應單元的進口端連接。

9.根據權利要求8所述的一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備裝置，其特征在于，所述多重射流空化微反應單元包括筒狀本體以及設置在筒狀本體內的射流空化微反應器組；所述射流空化微反應器組包括多重空化片一(b-1)、多重空化片二(b-2)垂直排列成至少一組或多組；多重射流空化微反應單元的水溶液流向依次為入口端、至少一組或多組多重空化片組、出口端。