[發明專利]一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備方法

在審

• 申請號: 201710329047.6
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107188290A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 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;C02F1/461;C25B1/06;B01J19/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司11340
• 代理人: 朱海江

技術領域

本發明涉及水的射流空化領域，尤其涉及一種高濃度單質氣體及多質氣 體水溶液的制備方法。

背景技術

在許多場合，提高水溶液的氣體溶解度或者說制備出高濃度的單質及多 質氣體水溶液，具有非常特殊的效果和作用。譬如說，國內外把富氫水作 為一種高效抗氧化能力水溶液，進行了多年大量研究認為，富氫水具有特 殊的強抗氧化能力且可選擇性的中和羥基自由基、亞硝酸陰離子等，并應 用于生命、生物科學及工業化學等等領域；如富氧水已經在許多行業應用， 特別是水體養殖業提高溶氧量及水體凈化處理提高DO值；再如富氮水具有 較理想的殺菌脫氧效果，可以很好地應用于動植物保鮮和農業栽培應用等 等都得到良好的效果。眾所周知，純潔的水體中氣體的溶解度大小，有一 定的飽和度，而且根據氣體的性質、壓強和溶劑的溫度的不同而變化。例 如，在20℃時，氣體的壓強為1.013×10^5Pa，一升水可以溶解氣體的體 積是:氫氣為0.01819L，氧氣為0.03102L。而氮氣在標準情況下的氣體密 度是1.25g/L，氮氣在水中溶解度很小，在常溫常壓下，1體積水中大約只 溶解0.02體積的氮氣等等。那么，提高氣體的溶解度或者說提高氣體在水 溶液中的含量，對于各個領域來講，具有更特殊的效果和更廣泛的應用范 圍。如何提高各種氣體的高濃度水溶液已經成為熱點研究課題。

專利CN103408122A《一種高氧富氫水及其的制備方法和應用》制得水中 所溶解的氧含量在20.0mg/L～70.0mg/L之間，所溶解的氫含量在1.0mg/L～ 10.0mg/L之間。專利CN105600905A《一種負離子富氫水的制備方法》制 備的負離子富氫水的氫含量為0.8ppm～1.5ppm，氧化還原電位為-300mv～ -500mv，釋放負離子個數500～1000個/cm³。專利CN 105923712A《富氫水 制備方法、裝置、罐裝水生產線、凈/飲水機》是利用水電解在陰極側形成 的氫氣與水混合形成富氫水的方法。在常壓條件下控制生成的富氫水的濃 度為2ppm。加之目前市售的各種富氣體元素的水都是在一定的含量水平上。

發明內容

本發明根據現有技術的不足，提供了一種高濃度單質氣體及多質氣體 水溶液的制備方法。本發明的方法是利用各種單質或多質的氣體和10MΩ去 離子水按照一定比例進行混合，經本發明的特殊結構設備多重射流空化微 反應器組來制備各種標號的高濃度單質或多質氣體水溶液。通過本方法和 設備制備的各種標號的高濃度單質或多質氣體水溶液，可以長時間保持水 中的單質或多質氣體不析出，并且水中沒有添加任何化學物質。

本發明的技術方案是：

一種高濃度單質氣體及多質氣體水溶液的制備方法，其特征在于，包 括：

步驟1、自來水或市售的各種飲用水經過去離子水機將水處理為10MΩ 的去離子水，添加純度為99％KOH電解質，混合成濃度為3-8％的電解液，并 由觸媒單元的管道輸送到2-10觸媒劑入口，當電解系統的電解液濃度上升 到12％以上時，去離子水機將經過管道向2-6氣液分離罐中補充純水，保持 電解系統電解液的濃度和液體量；

步驟2、電解液通過氣液分離罐再到電解液循環管，由P1循環泵和F4 閥門向電解槽中輸送電解液進行循環，電極板通電后產生的氫氧混合氣和 水再經過熱交換片回流到氣液分離罐進行循環，

步驟3、氣液經過熱交換片時由熱交換風機提供熱交換并保持電解液溫 度在40-70℃之間，氣液分離罐進行氣液分離，保持0.08-0.2MPa的壓力區 間，觸媒劑入口提供KOH觸媒，保持濃度3-8％之間，氣液分離罐分離出來 的氣體經過氫氧混合氣出口管道輸送在3多重射流空化反應單元；

步驟4、氫氧混合氣體進入多重射流空化反應單元進行反應，同時高濃 度氣體水溶液調整單元的去離子水由去離子水機10MΩ，經管道和F5閥補 充保持；P2動力泵、F1節流閥、F2調壓閥將水溶液濃度調節罐中的水溶液 輸送到射流空化微反應器組，進行射流空化循環反應；當參數達標時，由 F3閥門輸送到5高濃度水溶液儲存罐。