CN102173498A - 一种制备高氧水的装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备高氧水的装置及其方法,该装置包括进水容器、旋转填料器和氧气瓶;进水容器通过进水管与旋转填料器中的填料连通,进水管上设有水泵;填料通过框架固定在旋转轴上,旋转轴与电机连接;旋转填料器的壳体上端设有氧气进口,下端设有出水口,壳体的一侧设有氧气出口;氧气进口与氧气瓶连通。本发明水从旋转填料的中心进入,氧气从填料外侧进入,在传质传递过程中使得水中的氧含量升高;环状填料的转速为100~2800r/min。本发明制备高氧水的过程完全是物理过程,制备的水不含任何的添加剂和杂质。本发明加氧在传质传递过程瞬间完成,比现有的加氧方法效率高,本发明具有加氧流程简单、投资少的特点。

Description

一种制备高氧水的装置及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种制备高氧水的方法及其装置,具体涉及一种利用超重力强化传质交换技术制备高氧水的装置及其方法,是新一代强化传递反应与分离领域技术。
背景技术
[0002] 高氧水是一种比普通自然的水更能够使人体多吸收和补充氧的水。目前通常用的高氧水是一种日常生活饮用水采用电离臭氧增氧或水中喷氧和高压溶氧的方法进行加氧。
[0003] 中国发明专利申请CN1132185A公开了磁化高氧水的制备方法:包括原水净化处理工序、磁化加氧灭菌处理工序及冷却加氧罐装工序,原水净化处理工序是将原水进行过滤、电渗析及离子交换树脂处理,磁化冷却灭菌加氧是将上一工序处理的水进行电磁化、加氧、灭菌及冷却处理,最后经冷却、加氧及罐装机装瓶出售。该方法是水中喷氧的方法进行加氧。
[0004] 中国实用新型专利ZL20052011(^81. 2公开了一种高氧水制备装置:包括高压氧
气瓶、高压管、高压容器,高压氧气瓶由高压管与高压容器相连通。应用该装置的加氧方法是水中直接加氧的溶氧方法。
[0005] 中国实用新型专利CN 2515965Y公开了一种制备加氧饮料的设备:包括制备加氧组合器及安全阀、压力表、排气管等,由于采用加氧组合器,实现了多路对纯净水的加氧。应用该设备的加氧方法是水中直接溶氧方法。
[0006] 中国实用新型专利ZL200520113826. 5公开了一种富氧水发生装置:包括顺序设置的电解臭氧发生器、气水混合器及还原器。自来水通过本实用新型的装置处理后,其中的含氧量增加。应用该装置的加氧方法是电离臭氧在水中增氧的方法。由于采取臭氧加氧和喷氧加氧及高压溶氧,存在以下的问题:
[0007] (1)由于臭氧(O3)在日常生活中用于消毒杀菌过量对人体有害,电解或电离臭氧加氧的高氧水有异味且不安全。
[0008] (2)水中喷氧的加氧,效率低,氧气消耗比较大。
[0009] (3)高压溶氧由于氧气与水在高压下进行互溶,溶解时间较长、容器不宜做的太大所以不适合生产上的需要。
发明内容
[0010] 针对上述现有技术存在的问题,本发明的提供一种高效的利用超重力强化传质交换技术实现水中加氧的制备高氧水的方法与装置。
[0011] 本发明一种制备高氧水的方法的原理:是利用一个环状填料以轴心高速旋转进行对水加氧的方法。水从旋转填料的中心进入,氧气从填料外侧进入在传质传递过程中使得水中的氧含量升高很多倍;
[0012] 为实现上述目的,本发明的技术方案是:
[0013] 一种制备高氧水的装置:包括进水容器、旋转填料器和氧气瓶;进水容器通过进水管与旋转填料器中的填料连通,进水管上设有水泵;填料通过框架固定在旋转轴上,旋转轴与电机连接;旋转填料器的壳体上端设有氧气进口,下端设有出水口,壳体的一侧设有氧气出口 ;氧气进口与氧气瓶连通。
[0014] 进一步地,所述的制备高氧水的装置还包括冷却器,进水容器通过管道与冷却器连接,冷却器通过进水管与旋转填料器中的填料连通。
[0015] 所述的填料为不锈钢丝网填料、陶瓷填料或尼龙填料。
[0016] 一种应用所述装置的制备高氧水的方法:在泵输送下,温度为0〜60°C的水从进水容器经过进水管进入到旋转填料器的中心,然后进入中心外周的填料内,填料通过电动机带动的旋转轴驱动高速旋转,其转速控制为100〜2800r/min,填料内的水在离心力的作用下往填料外周甩出;甩出到填料与壳体之间的空间;氧气瓶的氧气从氧气进口处进入壳体与填料之间的空间,氧气流量为200-400L/h,氧气与从填料甩出的水相遇,在水流和氧气流两股流体相互对流强制传质交换,氧气充分地溶解到水里面,氧溶解到水中;溶解后剩余的氧气从氧气出口口处排出;溶解氧气后的水从出水口排出。
[0017] 进一步地,进入到旋转填料器的中心的水流量优选为25_35L/h。
[0018] 来自氧气瓶的氧气流量优选为200_400L/h。
[0019] 一种所述装置的制备高氧水的方法:在泵输送下,温度为高于60°C的水,从进水容器通过管道进入是冷却器,水被冷却器冷却到低于60°C,在泵输送下,水从进水管进入到旋转填料器的中心,然后进入中心外周的填料内,填料通过电动机带动的旋转轴驱动高速旋转,其转速控制为100〜2800r/min,填料内的水在离心力的作用下往填料外周甩出;甩出到填料与壳体之间的空间;氧气瓶的氧气从氧气进口处进入壳体与填料之间的空间,并与从填料甩出的水相遇,在水流和氧气流两股流体相互对流强制传质交换,氧气充分地溶解到水里面,氧溶解到水中;溶解后剩余的氧气从氧气出口口处排出;溶解氧气后的水从出水口排出。
[0020] 相对于现有技术,本发明具有如下特点和有益效果:
[0021] (1)由于加氧的氧气采用了空气分离出来的氧气(O2)而不是电解或电离出来的臭氧(O3),所以被加氧的高氧水安全有效。
[0022] (2)由于采用了强化传质交换下水的表面积非常大,氧很快地溶解在水中。
[0023] (3)在强化传质交换的过程是连续进行所以效率非常高。而强化传质交换下出来的高氧水可以直接罐装或直接应用不需要另外再处理。
[0024] (4)本发明制备高氧水的过程完全是物理过程没有经过化学反应所以制备的水不含任何的添加剂和杂质。加氧效率非常高在传质传递过程瞬间完成,比现在常用的加氧方法效率高、加氧的流程简单。
附图说明
[0025] 图1是一种制备高氧水装置的结构示意图。
[0026] 图2是图1中填料旋转器的结构示意图。
具体实施方式
[0027] 为更好理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明,但是本发明要求保护的范围并不局限于实例表示的范围。
[0028] 如图1和图2所示,一种制备高氧水的装置包括进水容器1、旋转填料器3和氧气瓶4 ;进水容器1通过进水管3-5与旋转填料器3中的填料3-1连通,进水管上设有水泵; 填料3-1通过框架固定在旋转轴上,旋转轴与电机连接;旋转填料器3的壳体3-2上端设有氧气进口 3-3,下端设有出水口 3-4,壳体3-2的一侧设有氧气出口 3-6 ;氧气进口 3_3与氧气瓶4连通。填料3-1可为不锈钢丝网填料、陶瓷填料、尼龙填料或者其他类型的填料。
[0029] 如果来自进水容器1的水温过高,高于60°C,本发明制备高氧水装置还包括冷却器2,进水容器1通过管道与冷却器2连接,冷却器2通过进水管3-5与旋转填料器3中的填料3-1连通。
[0030] 水从进水容器1通过管道进入是冷却器2,水被冷却器2冷却到所需要的温度(温度0〜60°C ),在泵输送下,水从进水管3-5进入到旋转填料器3的中心,然后进入中心外周的填料内,填料通过电动机带动的旋转轴驱动高速旋转,其转速控制为100〜2800r/min, 填料内的水在离心力的作用下往填料外周甩出;甩出到填料与壳体3-2之间的空间;氧气瓶4的氧气从氧气进口 3-3处进入壳体与填料之间的空间,并与从填料甩出的水相遇,在水流和氧气流两股流体相互对流强制传质交换,氧气充分地溶解到水里面,水可以得到氧的最大溶解度。溶解剩余的氧气进入到填料旋转器3内的中心位置,由于气瓶来的氧气压力高于氧气出口 3-6的压力,氧气从填料的外面进入到填料中心,从氧气出口 3-6 口处排出。 溶解氧气后的水从出水口 3-4排出。
[0031] 实施例1
[0032] 应用图1-2所示的制备高氧水的装置。其中,填料为不锈钢丝网填料。进水容器 1中自来水溶解氧浓度DO = 3. 60mg/L,温度为30. 5°C;进入旋转填料器3的水流量为糾 h,旋转填料床转速850rpm,常压;水从进水管3_5进入到旋转填料中心,在离心力的作用下经过填料往外甩出,甩出到填料与壳体3-2之间的空间;氧气瓶4的氧气从氧气进口 3-3 口处进入;来自氧气瓶4的氧气流量400L/h ;氧气进入到壳体与填料之间的空间,并在这里与从填料甩出的水相遇,在水流和氧气流两股流体相互对流强制传质交换,氧气充分地溶解到水里面,水可以得到氧的最大溶解度。溶解氧气后的水从出水口 3-4排出,经检测,水中的氧浓度28. 5mg/L。剩余的氧气从氧气出口 3-6排出。
[0033] 实施例2
[0034] 应用图1-2所示的制备高氧水的装置。其中,填料为不锈钢丝网填料。进水容器 1中自来水溶解氧浓度DO = 4. 60mg/L,温度5°C ;进入旋转填料器3的水流量为30L/h,旋转填料床转速2200rpm,常压;水从进水管3_5进入到旋转填料中心,在离心力的作用下经过填料往外甩出,甩出到填料与壳体3-2之间的空间;氧气瓶4的氧气从氧气进口 3-3 口处进入;来自氧气瓶4的氧气流量300L/h ;氧气进入到壳体与填料之间的空间,并在这里与从填料甩出的水相遇,在水流和氧气流两股流体相互对流强制传质交换,氧气充分地溶解到水里面,水可以得到氧的最大溶解度。溶解氧气后的水从出水口 3-4排出,经检测,水中的氧浓度48. 7mg/L。剩余的氧气从氧气出口 3-6排出。
[0035] 实施例3
[0036] 应用图1-2所示的制备高氧水的装置。其中,填料为陶瓷填料。进水容器1中自来水溶解氧浓度DO = 4. :3mg/L,温度20°C ;进入旋转填料器3的水流量为25L/h,旋转填料床转速ISOOrpm,常压;水从进水管3_5进入到旋转填料中心,在离心力的作用下经过填料往外甩出,甩出到填料与壳体3-2之间的空间;氧气瓶4的氧气从氧气进口 3-3 口处进入; 来自氧气瓶4的氧气流量200L/h ;氧气进入到壳体与填料之间的空间,并在这里与从填料甩出的水相遇,在水流和氧气流两股流体相互对流强制传质交换,氧气充分地溶解到水里面,水可以得到氧的最大溶解度。溶解氧气后的水从出水口 3-4排出,经检测,水中的氧浓度38mg/L。剩余的氧气从氧气出口 3-6排出。 [0037] 如上所述即可较好实施本发明。

Claims (7)

1. 一种制备高氧水的装置,其特征在于:包括进水容器、旋转填料器和氧气瓶;进水容器通过进水管与旋转填料器中的填料连通,进水管上设有水泵;填料通过框架固定在旋转轴上,旋转轴与电机连接;旋转填料器的壳体上端设有氧气进口,下端设有出水口,壳体的一侧设有氧气出口 ;氧气进口与氧气瓶连通。
2.根据权利要求1所述的制备高氧水的装置,其特征在于:所述的制备高氧水的装置还包括冷却器,进水容器通过管道与冷却器连接,冷却器通过进水管与旋转填料器中的填料连通。
3.根据权利要求1或2所述的制备高氧水的装置,其特征在于:所述的填料为不锈钢丝网填料、陶瓷填料或尼龙填料。
4. 一种应用权利要求1所述装置的制备高氧水的方法,其特征在于:在泵输送下,温度为0〜60°C的水从进水容器经过进水管进入到旋转填料器的中心,然后进入中心外周的填料内,填料通过电动机带动的旋转轴驱动高速旋转,其转速控制为100〜2800r/min,填料内的水在离心力的作用下往填料外周甩出;甩出到填料与壳体之间的空间;氧气瓶的氧气从氧气进口处进入壳体与填料之间的空间,氧气流量为200-400L/h,氧气与从填料甩出的水相遇,在水流和氧气流两股流体相互对流强制传质交换,氧气充分地溶解到水里面,氧溶解到水中;溶解后剩余的氧气从氧气出口口处排出;溶解氧气后的水从出水口排出。
5.根据权利要求4所述的制备高氧水的方法:其特征在于:进入到旋转填料器的中心的水流量为25-35L/h。
6.根据权利要求4所述的制备高氧水的方法:其特征在于:来自氧气瓶的氧气流量 200-400L/h。
7. 一种应用权利要求2所述装置的制备高氧水的方法,其特征在于:在泵输送下,温度为高于60°C的水,从进水容器通过管道进入是冷却器,水被冷却器冷却到低于60°C,在泵输送下,水从进水管进入到旋转填料器的中心,然后进入中心外周的填料内,填料通过电动机带动的旋转轴驱动高速旋转,其转速控制为100〜^OOr/min,填料内的水在离心力的作用下往填料外周甩出;甩出到填料与壳体之间的空间;氧气瓶的氧气从氧气进口处进入壳体与填料之间的空间,并与从填料甩出的水相遇,在水流和氧气流两股流体相互对流强制传质交换,氧气充分地溶解到水里面,氧溶解到水中;溶解后剩余的氧气从氧气出口口处排出;溶解氧气后的水从出水口排出。
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