[發(fā)明專利]一種負(fù)壓制氧裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910763936.2
• 申請(qǐng)日: 2019-08-19
• 公開（公告）號(hào): CN110329994A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬東民;張輝;滕金祥;金國濱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇詩禮石油科研儀器有限公司
• 主分類號(hào): C01B13/02
• 分類號(hào): C01B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提供了負(fù)壓制氧裝置，負(fù)壓制氧裝置包括儲(chǔ)水槽、管道、集氣室體，儲(chǔ)水槽內(nèi)裝有水體，管道與水平面垂直，管道的下端與儲(chǔ)水槽的槽底連接，管道的上端與集氣室體的室體底部連接，有益：可以隨用隨制，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，該裝置能達(dá)到低耗能、低成本，穩(wěn)定制取氧氣的效果，并可以實(shí)現(xiàn)智能化、規(guī)模化制氧，較其他制氧方法，投入成本低，生產(chǎn)耗能低、可以持續(xù)穩(wěn)定制氧。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物理領(lǐng)域，尤其涉及一種通過物理的方法制得氧氣并收集氧氣的一種裝置。

背景技術(shù)

國內(nèi)工業(yè)制氧主要有四種方法，即分離液態(tài)空氣法、膜分離技術(shù)法、分子篩制氧法和電解制氧法。1.分離液態(tài)空氣法根據(jù)氮?dú)獾姆悬c(diǎn)溫度比氧氣的沸點(diǎn)低，利用沸點(diǎn)溫度不同物理分離兩種氣體，該方法需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，個(gè)人或家庭難以用此法獲得高純度氧氣。2.膜分離技術(shù)法是在一定壓力下，讓空氣通過具有富集氧氣功能的薄膜，可得到含氧量較高的富氧空氣，需要多次分級(jí)分離提純。3.分子篩制氧法利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子篩把空氣中的氧離分出來，經(jīng)過一段時(shí)間，分子篩吸附的氮逐漸增多，吸附能力減弱，產(chǎn)出的氧氣純度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子篩上面的氮，重復(fù)操作，制氧過程復(fù)雜，且存在氧氣不純的風(fēng)險(xiǎn)。4.電解制氧法就是將水放入電解槽中，加入氫氧化鈉或氫氧化鉀以提高水的電解度，然后通入直流電，水就分解為氧氣和氫氣，電解法并不經(jīng)濟(jì)，耗電能較多，不適用于大量制氧，不適用家庭制氧，且產(chǎn)生的氫氣需要很高的要求來儲(chǔ)存。

目前工業(yè)制氧采用最多的方法是液態(tài)分離法，液態(tài)分離法根據(jù)空氣組分、液化溫度差異制取純度較高氧氣的同時(shí)可以分離得到純度較高的氮?dú)狻５且簯B(tài)分離法需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，其方法制取氧氣，不僅成本造價(jià)高，不經(jīng)濟(jì)外，還存在安全隱患。

綜上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)：1.對(duì)硬件生產(chǎn)設(shè)備要求極高，設(shè)備需要滿足高壓低溫條件，因此只能用特種鋼材，導(dǎo)致先期投入成本增加。2.生產(chǎn)工藝復(fù)雜。液態(tài)分離法需要將氣體凈化、壓縮、冷卻，后多次蒸發(fā)和冷凝獲取氧氣和氮?dú)猓渖a(chǎn)工藝程序多而復(fù)雜。3.高成本，高耗能。工業(yè)制氧需要大型的成套設(shè)備和嚴(yán)格的安全操作技術(shù)，規(guī)模化生產(chǎn)成本高，耗能大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種負(fù)壓制氧裝置，發(fā)明的目的：提供一種低耗能負(fù)壓制氧方法及裝置。可以隨用隨制，且設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，該裝置能達(dá)到低耗能、低成本，穩(wěn)定制取氧氣的效果，并可以實(shí)現(xiàn)智能化、規(guī)模化制氧，較其他制氧方法，投入成本低，生產(chǎn)耗能低、可以持續(xù)穩(wěn)定制氧。

技術(shù)方案：一種負(fù)壓制氧裝置，所述負(fù)壓制氧裝置包括儲(chǔ)水槽1、管道2、集氣室體3，所述儲(chǔ)水槽1內(nèi)裝有水體10，所述管道2與水平面垂直，所述管道2的下端與所述儲(chǔ)水槽1的槽底連接，所述管道2的上端與集氣室體3的室體底部連接，所述管道2與所述儲(chǔ)水槽1的高度差至少為十米，所述集氣室體3的室體頂部連接有真空泵4，所述集氣室體3與所述真空泵4之間的管路中設(shè)有第一單向閥5，所述集氣室體3的所述室體底部連接有氣體收集管道7，氣體收集管道7的管路設(shè)有第二單向閥8，在所述第二單向閥8的輸入接口端設(shè)有壓力計(jì)9。

進(jìn)一步，所述儲(chǔ)水槽1的容積至少為所述管道2的管腔容積的五倍。

本發(fā)明的有益效果如下：空氣溶解，首次凈化聚氧，溶解氣體質(zhì)點(diǎn)在壓差作用下向負(fù)壓區(qū)運(yùn)移，該負(fù)壓為<0.1MPa。在溶液中以空化傳質(zhì)方式運(yùn)移到溶液最高界面，氣泡突破界面而潰滅，溶解氣體隨即進(jìn)入負(fù)壓集氣區(qū)。

負(fù)壓在傳質(zhì)作用中的意義：空化是因流體流動(dòng)中局部壓力低于相應(yīng)溫度下的飽和蒸氣壓而出現(xiàn)的空泡形成、發(fā)展、收縮，最后潰滅的流體動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象。負(fù)壓在傳質(zhì)作用中的意義有兩點(diǎn)，其一可以為流體流動(dòng)提供動(dòng)力，其二為流動(dòng)的流體提供瞬時(shí)低壓，導(dǎo)致空泡形成，空化作用開始，溶解的氣體以空泡形式繼續(xù)向負(fù)壓區(qū)運(yùn)移，突破液體界面進(jìn)入負(fù)壓集氣區(qū)，空泡破裂進(jìn)行二次聚氣。

利于大氣壓作用，將空氣中氮?dú)夂脱鯕馊芙庥谒校缓馁M(fèi)能源。