CN101503260B - 制备稳态氧离子化水的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明为制备稳态氧离子化水的系统,解决已有系统热效率低,冷凝器结垢难以清除,产品水不具有微结构,微酸性的问题。预处理水箱增氧后的水经多级活化器或/和电场到缔合换热器(8)将水蒸发成饱和水蒸汽,饱和水蒸汽经冷凝器(9)冷凝为水后多级活化器或/电场成为产品水,所说的缔合换热器(8)的燃烧室(23)内有反射炉拱(21)和交叉布置的多组对流管束,燃烧室与换热室(24)相通,换热室内有垂叠交叉布置的多组换热管与水室相通,冷凝器由上、下封头、活动筒体和活动筒体内的冷凝排管组成,上、下封头和活动筒体有固定法兰盘,活动筒体的上、下固定法兰盘的方向相反,上、下封头的密闭腔通过冷凝排管连通,冷凝排管均布于活动筒体的截面圆的成60°夹角的直径上。
Description
技术领域:
本发明与蒸馏水的生产装置有关,尤其与含活性氧的蒸馏水生产装置有关。
背景技术:
已有的生产含活性氧的蒸馏水的系统,包括如下:(1)将水用中空膜分离过滤器过滤,(2)将过滤后的水从磁场强度为550-6500高斯的磁场中穿过,作I级活性处理,(3)将I级活性处理后的水送入蒸发器蒸发,将蒸发水气送入冷凝器冷凝得蒸馏水,(4)将蒸馏水从磁场强度为5500-6500高斯的磁场中穿过,作II级活性处理,(5)将II级活性处理后的水从磁场强度为8000-12000高斯的磁场中穿过,作III级活性处理后送入贮存箱后再灌装。由于地下水中含氧量少,使产品中的活性氧含量偏少。因此不能使用地下水。由于水只经过三级电磁场处理,磁场强度虽高,但对处理水分子结构变化影响不大,水质不能达到微结构,微软化和微酸化。蒸发器的热效率高不,耗能高,冷凝器中的结垢难以清除,影响冷凝效率。
发明内容:
本发明的目的是提供一种耗能少,热效率高,设备便于清洗,产品水具有小分子团微结构和稳态氧离子,产品水微软化、微酸性的制备稳态氧离子化水的系统。
本发明是这样实现的:
本发明制备稳态氧离子化水的系统,第一水泵1将地下水抽入预处理水箱2由增氧机增氧,预处理水箱增氧后的水经多级活化器或/和电场到缔合换热器8将水蒸发成饱和水蒸汽,饱和水蒸汽经冷凝器9冷凝为水后经多级活化器或/电场成为产品水,所说的缔合换热器8的燃烧室23内有反射炉拱21和交叉布置的多组对流管束26,每组管束由上联管17和下联管18通过两根下降管19构成封闭通环,若干上升管20并列并连通上、下联管,上、下联管位于水室27内,下降管19、上升管 20穿过燃烧室,燃烧室与换热室24相通,换热室内有垂叠交叉布置的多组换热管28与水室相通,换热室上方有烟筒29,水室上方有蒸气出口30,冷凝器由上封头31、下封头32、活动筒体33和活动筒体内的冷凝排管34组成,上、下封头和活动筒体有固定法兰盘35,活动筒体的上、下固定法兰盘的方向相反,使活动筒体可竖向与上、下封头分离,活动筒体通过固定法兰盘与上、下封头连接,下封头有管道36通冷凝水出口37和排污阀38,上、下封头的密闭腔通过冷凝排管连通,冷凝排管均布于活动筒体的横截面圆的成60°夹角的直径上,活动筒体有冷却水进口组件39和冷却尾部高温水出口组件40。
增氧后的水依次经第一活化器4,第二活化器5、第一电场6、第三活化器7,进入缔合换热器8,水在缔合换热器中经106-116℃高温热缔合成为饱和蒸汽,降低矿化度和pH值,饱和蒸汽在冷凝器9中快速降温冷凝成小分子团水,小分子团水依次经第四活化器10、第二电场12、第五活化器13、第六活化器14、第三电场15和第七活化器16,使水分子构形发生改变成为小分子团,微软化、微酸性的成品水,第1——7活化器为永磁体活化器,其磁场强度分别为0.85、8.00、9.40、9.50、10.80、11.70千高斯,第一、二、三电场的电场强度分别为9.00、3.70、6.00千高斯。第1——7活化器有与水管连接的管体42,管体内的固定挡板41与若干根平行的棒状永磁体43连接,固定挡板40上有若干通孔44,第1——3电场由位于支座45的线槽内的线圈46组成,水管47从线圈中间穿过。
连接预处理水箱2与第一活化器4的水管上有第二水泵3,第三活化器7通缔合换热器8的管道上有阀门48,第四活化器10出来的水经过渡水箱11后进入第二电场12,缔合换热器8的外壳上有检修平台48。
本发明增加增氧步骤,使深井水也可作为原料水。
本发明利用7个永磁活化器和3个电场对处理水“作用持续不断的电磁场和永磁场信号,使水变为微结构,微酸性、微软化的三微饮用水。缔合换热器除具有蒸发器功能外,并可使水的矿化度降低,电导率降低,水转为微酸性,缔合换热器的热效率高。冷凝器的壳体采用活性连接结构,每次除垢时只需卸下法兰盘的螺栓,可将活动筒体其拆下来进行除垢作业,便于人工除垢,本发明产品水经四川大学分析测试中心核磁共振实验室依据JY/T007-1996超导脉冲付里叶变换核磁共振谱方法通 则,利用Bruker Av II-400MHz核磁共振谱仪测得样品名为稳态氧离子化水的核磁共振谱为46.8Hz,四川石油地质勘探开发研究院检测电导率(μs25℃)原水1213、1号样:341,2号样339。
附图说明:
图1为本发明系统图。
图2为缔合换热器结构图。
图3为图2的左视图。
图4为图3的A-A剖视图。
图5为对流管束结构图。
图6为活化器结构图。
图7为图6的B-B剖视图。
图8为电场结构图。
图9为图8的左视图。
图10为冷凝器结构图。
图11为图10的A-A剖视图。
具体实施方式:
缔合换热器
1、缔合换热器8的燃烧室23布置在受热面炉体的下方,远离了受热面,炉膛水冷度得以降低,加之又在炉膛内布置了一个宽400mm的炉拱21,进一步加强了燃烧,致燃烧条件更充分,因此,燃料在炉膛内燃烧得更完全。
2、对流管束26采用“热管”原理设计,且每组对流管束26都是按独立的循环回路设计,提高了运行的可靠性。
3、布置了检修平台38,方便了运行与维修。
已有的缔合换热器的对流管为单根L型布置,其受热后自然循回较差。本发明的每组对流管束水辐射受热面大,为独立循回流通,确保了运行中的安全可靠性,且辐射受热面由已有技术的一排改为5排,受热面积由已有技术的2.79m2,增加13.96m2,比已有技术多11.17m2。
已有技术的上部烟室仅作为烟气的汇集,烟室内未布置传热受热面,使得高温烟气通过该汇集烟室直接排除离开本体,排烟温度还较高,能耗相应也就高了。
本发明在上部换热室内布置了传热受热面Φ76×4的换热管28,5 排(每排9根)共45根,受热面积达13.96m2,排烟温度得到了降低,更节约能耗。
已有技术燃烧室布置在炉体内,周围都被炉水包围住,炉膛内的水冷度很大,热强度低,加之又未布置反射炉拱帮助强化燃烧,因而燃料在燃烧室内燃烧得很不完全,能耗必然很高。
本发明则将燃烧室布置在炉体的下方,远离了本体受热面,炉膛周围无炉水包围住,水冷度得以降低,热强度得以提高。加之又在炉膛内布置了一个宽420mm,厚380mm的耐火砼反射炉拱21,以帮助强化燃烧,燃烧条件更充分,以致燃料在本炉膛内燃烧得更完全,能耗相应得以降低。
本发明还布置了检修平台48,方便运行与维修。
冷凝器
1、冷凝器已有技术为固定式结构,由于冷却水为非软水,运行时间长了就会结垢,传热效果差,相应就会增加冷却水的耗量,且由于其结构是固定式,给清除水垢带来了困难。
本发明在布置冷凝排管34时按60°角度夹角以方便除垢检修时施工作业,同时将固定式结构改为可拆式结构,运行一定时间进行除垢维修时,只要将活动筒体33上下法兰盘上的连接螺栓拆下后,即可将活动筒体33吊离本体,使冷冷排管全部裸露出来,非常方便作业。
2、为防止上法兰盘的紧固螺母,由于长期浸在水中,易氧化锈住不易拆卸之缺点,本发明时在其下方焊有盛油杯,将螺母密封在油中,大大方便了拆卸。
3、为方便观察冷却水的温度本发明还考虑了两个温度计,上为0-200℃,下为0-100℃。
电场
第13级电场的结构基本上均如图8、9所示,其不同点只在于耗电瓦数、安匝及电场高斯三项数据有所差异。
本发明将原水由11~13个水分子(H2O)组成的大分子团水转化为由5~6个水分子(H2O)组成的小分子团(46.8HZ)微结构与微软化、微酸性。电导率、粘度、张力、密度等亦相应有所改变。从而实现本产品水之低矿化度,微软(电导率由原水的1213转化为339~341)、微结构(46.8HZ)、微酸性(PH5-6.5)饮用水。本发明处理水的步骤如下:
步骤1,将地下水抽入预处理水箱由增氧机增氧,(1)将地下水抽入预处理水箱由增氧机增氧,——因本产品原水为地下深井水,水中溶解氧含量较地面水相差甚多,故在本工序增加了AJ/YXD-1500及ACO-818两项补氧设备。
步骤2,增氧后的水依次经第一、二活化器、第一电场、第三活化器,使水的表面张力变小,氢、氧离子与其接触面的铁氧化成铁离子,并与水中的CO3 -2结合生成FeCO3晶粒,让加工水通过不同强度的能量作用改变加工水的表面张力(达因/厘米25℃),由原水的71.92转变成68.20,并改变氢、氧离子,无机矿物离子的构形。如加工水流经几级活化器和电场后,水中的氢离子和氧离子可使其接触面的铁氧化成为铁离子Fe+2,并和CO3 -2结合生成FeCO3。其结晶形状与CaCO3的结晶形状相似,而溶度积(KSP=2.5×10-11)<CaCO3的溶度积(KSP=4.9×10-9),所以在受热过程中首先形成FeCO3晶粒,而Ca+2和CO3 -2在未形成晶粒时,就分别沉积在FeCO3的晶粒上,这样的晶粒难以通过分子引力作用聚合,为氧离子的热缔合创造了条件。
本发明各级活化器的具体实施如下:
第一活化器使用材质为钐钴磁体,材料牌号SM-18T,场强度(KGS)0.85,矩顽力(KOe)8,内禀矩顽力(KOe)≥20.00,能积(MGOe)16。
第二级活化器使用材质为钐钴磁体,材料牌号SM-18,场强度(KGS)8.00,矩顽力(KOe)8.30,内禀矩顽力(KOe)≥25.00,能积(MGOe)18。
第二电场500W36V8880安匝,9.00KGS
第三活化器使用材质为钐钴磁体,材料牌号SM-20,场强度(KGS)9.4,矩顽力(KOe)8.5,内禀矩顽力(KOe)≥19.00,能积(MGOe)21.0。向受处理的水中施加与其频率相同的频率,引起水分子产生共振,共振后使氢键断开,不仅使分子团变成单个的极性分子,而且提高了受处理水的活化性和溶解度。
步骤3,水在缔合换热器中经106-116℃高温热缔合,成为饱和蒸汽,降低矿化度和pH值,饱和蒸汽在冷凝器中快速降温冷凝成小分子团水,缔合换热器采用“航天热管”换热原理对加工水进行热交换,经过第1-3活化器和第1电场梯度变换转化综合处理后的加工水再进行106~116℃高温热缔合,使加工水饱和汽化。众所周知,由于水是极性 分子,有典型的缔合作用。加工水通过缔合换热器内的温度和压力,不仅杀灭了所有的致病菌,且使水分子氢键产生不同程度的扭曲和畸变,使氢、氧离子和矿物离子裂变分离,致加工水经极性热缔合而降低矿化度,电导率(μs25℃)由原水的1213降为339-341,PH值由原水的7.3转化成5~6.5。并为加工水之分子重新键合创造条件。再经冷凝器的快速降温工艺处理,小分子团水。在缔合换热器中,浮在水里的钙离子和碳酸根离子互相碰撞,形成特殊的文石碳酸钙体,避免了硬水在综合换热器内的结垢现象。
步骤4,水依次经第四活化器、第二电场、第五、六活化器、第三电场和第七活化器,使水分子构形发生改变成为小分子团,微软化、微酸性的成品水。有涡旋电场的存在,这不仅影响水分子内部键合,使分子构形发生改变,且对分子间的相互作用产生影响,进而导致经本发明处理后的水分子键合稳定,离子活性得以增强,粘度(η厘泊25℃)变稠,由原水的0.9193变为0.9810,溶氧量(在100克水中能溶解气体氧的克数)由原水的0.003581变为0.003593,密度(25℃克/立方厘米)由原水的1.0032变化为1.0022。
现将各活化器和电场所使用之材质及有关数据分别列后述之。
第四活化器使用材质为钐钴磁体,材料牌号SM-22T,场强度(KGS)9.4,矩顽力(KOe)8.60,内禀矩顽力(KOe)≥20.00,能积(MGOe)20.00。
第二电场为200W,36V3553安匝,3.70KGS。
第五活化器使用材质为钐钴磁体,材料牌号SM-22H,场强度(KGS)9.50,矩顽力(KOe)9.00,内禀矩顽力(KOe)≥8.00,能积(MGOe)21。
第六活化器使用材质钐钴磁体,材料牌号SM-30V,场强度(KGS)10.8,矩顽力(KOe)10,内禀矩顽力(KOe)≥25.00。
第三电场为300W5328安匝,6.00KGS。
第七级活化器使用材质为钕铁硼磁体,材料牌号N33UH,场强度(KGS)11.7,矩顽力(KOe)11,内禀矩顽力(KOe)≥25.00,能积(MGOe)35。
Claims (2)
1.制备稳态氧离子化水的系统,其特征在于第一水泵(1)将地下水抽入预处理水箱(2)由增氧机增氧,预处理水箱增氧后的水经多级活化器或/和电场到缔合换热器(8)将水蒸发成饱和水蒸汽,饱和水蒸汽经冷凝器(9)冷凝为水后经多级活化器或/电场成为产品水,所说的缔合换热器(8)的燃烧室(23)内有反射炉拱(21)和交叉布置的多组对流管束(26),每组管束由上联管(17)和下联管(18)通过两根下降管(19)构成封闭通环,若干上升管(20)并列并连通上、下联管,上、下联管位于水室(27)内,下降管(19)、上升管(20)穿过燃烧室,燃烧室与换热室(24)相通,换热室内有垂叠交叉布置的多组换热管(28)与水室相通,换热室上方有烟筒(29),水室上方有蒸气出口(30),冷凝器由上封头(31)、下封头(32)、活动筒体(33)和活动筒体内的冷凝排管(34)组成,上、下封头和活动筒体有固定法兰盘(35),活动筒体的上、下固定法兰盘的方向相反,使活动筒体可竖向与上、下封头分离,活动筒体通过固定法兰盘与上、下封头连接,下封头有管道(36)通冷凝水出口(37)和排污阀(38),上、下封头的密闭腔通过冷凝排管连通,冷凝排管均布于活动筒体的横截面圆的成60°夹角的直径上,活动筒体有冷却水进口组件(39)和冷却尾部高温水出口组件(40)。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于连接预处理水箱(2)与第一活化器(4)的水管上有第二水泵(3),第三活化器(7)通缔合换热器(8)的管道上有阀门(48),第四活化器(10)出来的水经过渡水箱(11)后进入第二电场(12),缔合换热器(8)的外壳上有检修平台(48)。
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