CN111215005A - 便携式生产高纯度气体的装置及生产高纯度气体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式生产高纯度气体的装置及采用该装置生产气体的方法，包括壳体，位于壳体内的第一储存室和第二储存室，所述壳体上设置有开口，所述第一储存室用于储存第一反应物，所述第二储存室用于储存第二反应物，所述第二储存室位于第一储存室内；本发明便携式生产高纯度气体的装置携带方便、使用安全。

Description

便携式生产高纯度气体的装置及生产高纯度气体的方法

技术领域

本发明涉及一种生产气体的装置及方法，特别是涉及一种便携式生产高纯度气体的装置及采用该装置生产高纯度气体的方法。

背景技术

众所周知，气态二氧化硫、硫化氢和二氧化氯等具有广泛的用途，如：二氧化氯可以用来减缓、控制、杀死或阻止微生物(如：细菌、真菌、病毒、霉菌孢子、藻类和原生动物)污染。但是，气体物质的使用存在诸多问题，一方面在于气体运输成本及危险系数高；另一方面在于气体容易发生化学反应，甚至在较高浓度或浓缩时存在爆炸风险。

鉴于上述问题，及应用于工业的多数气体，其水溶性均较好的性能，有些厂家考虑将气体溶解在水中构成水溶液。但，气体的挥发性仍给储存和运输带来挑战。

故，在使用的场合现场生成气体，成为亟待解决的问题。

发明内容

为了解决气体运输成本高、储存难度大的问题，本发明的目的是提供一种便携式生产高纯度气体的装置，采用该装置可以在气体使用的场合现场生成高纯度气体，解决运输及储存问题；为此，本发明还提供了采用该装置生产高纯度气体的方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种便携式生产高纯度气体的装置，包括壳体，位于壳体内的第一储存室和第二储存室，所述壳体上设置有开口，所述第一储存室用于储存第一反应物，所述第二储存室用于储存第二反应物，所述第二储存室位于第一储存室内，所述第一储存室、第二储存室的材质为多孔材料、水溶性材料或油溶性材料。

第一储存室储存第一反应物，第二储存室储存第二反应物，当向壳体内注入反应介质时，反应介质可以透过或部分溶解第一储存室、第二储存室，使得位于第一储存室的第一反应物和位于第二储存室的第二反应物接触并发生反应，产生气体，气体经壳体的开口逸出，用于现场使用。

第一储存室、第二储存室的材质可以为多孔材料，当向壳体内注入反应介质，反应介质透过多孔材料携带第二储存室的第二反应物进入第一储存室内，第一反应物和第二反应物发生反应，生成气体。

第一储存室、第二储存室的材质还可以为水溶性材料，此时要求反应介质为水，当向壳体内注入水时，第一储存室和第二储存室的局部区域溶于水，第一储存室、第二储存室出现破裂，位于第一储存室的第一反应物和位于第二储存室的第二反应物接触并发生反应，生成气体。

此处的水溶性材料，是指遇水后会发生溶解或破裂的材料，如水溶性薄膜，遇水溶解发生破裂。

第一储存室、第二储存室的材质还可以为油溶性材料，油溶性材料与反应介质的作用机理类似于水溶性材料。

采用上述装置，可以现场生产、现场使用，解决了气体运输及储存问题；并且，上述装置便于携带，运输方便。

优选的是，所述第一储存室、第二储存室的材质为多孔材料，多孔材料的孔径为0.03μm-74μm，二氧化碳经过该材料的渗透速率为3000mL/m²/24h-21000mL/m²/24h。

通过对多孔材料的孔径及二氧化碳透过该多孔材料的渗透速率进行控制，使得第一反应物和第二反应物逐步接触并缓慢反应，便于控制反应的速度和单位时间内产生的气体量。

优选的是，所述第一储存室、第二储存室的材质为高分子材料。

优选的是，所述第一反应物和/或第二反应物负载于固体介质中。

其中，所述的固体介质选自粘土、硅酸盐、有机聚合物、活性炭中的任意一种或二者的结合。

其中，所述的有机聚合物为聚合树脂。

其中，所述的聚合树脂为离子交换树脂或改性聚合树脂。

优选的是，所述壳体的开口处设置有盖体。

采用上述方案，在开口处设置盖体，打开盖体前，第一储存室内的第一反应物和第二储存室内的第二反应物处于相对独立状态；打开盖体后，向壳体内注入反应介质，第一反应物和第二反应物发生反应。盖体的设置，便于携带和运输，及减少第一反应物和第二反应物的浪费。

本发明的第二方面，提供上述的装置生产高纯度气体的方法，包括如下步骤：

S1，将第一反应物置于第一储存室，第二反应物置于第二储存室；

S2，通过开口向壳体内注入反应介质，受反应介质作用第一反应物与第二反应物发生反应，生成气体。

与现有技术相比，本发明实现的有益效果：本发明便携式生产高纯度气体的装置携带方便、使用安全。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：

图1为本发明便携式生产高纯度气体的装置注水前的结构示意图；

图2为本发明便携式生产高纯度气体的装置注水后的结构示意图。

其中：壳体1，第一储存室2，第二储存室3，开口4，第一反应物5，第二反应物6。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1，一种便携式生产高纯度气体的装置，包括壳体1，壳体1内设置有第一储存室2和第二储存室3，壳体1上设置有开口4，第一储存室2用于储存第一反应物5，第二储存室3用于储存第二反应物6，第二储存室3位于第一储存室2内，第一储存室2、第二储存室3的材质为水溶性材料。

第一反应物5和第二反应物6可以与该便携式生产高纯度气体的装置分开运输，也可以一起运输。当一起运输时，为了避免第一反应物5和第二反应物6在受潮时发生反应，在壳体1的开口4处设置盖体。在使用前，盖体盖于开口4处，位于第一储存室2的第一反应物5和位于第二储存室3的第二反应物6处于相对独立状态；而需要使用时，打开盖体，向壳体1内注入水，第一储存室2和第二储存室3吸水裂口，第一反应物5和第二反应物6接触，发生反应释放气体。

第一反应物5和/或第二反应物6负载于固体介质中，此处的固体介质选自粘土、硅酸盐、有机聚合物、活性炭中的任意一种或二者的结合。有机聚合物为聚合树脂，优选的为离子交换树脂或改性聚合树脂。常用的聚合树脂为交联聚苯乙烯、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯。聚合树脂具有与第一反应物5、第二反应物6形成化学键的功能团，功能团为离子或者基团，离子可以是阳离子或者阴离子，基团可以是单键、双键或者多配位基，基团能够在富氧状态下对金属阳离子等反应物形成牢固合成物。聚合树脂的形态可以是珠子、小球或薄膜。

采用该便携式生产高纯度气体的装置可以用于生产二氧化氯。二氧化氯有多种用途，例如，高纯度二氧化氯气体可用于环境、水的消毒，即水处理；作为食品、饮料、水果和蔬菜的杀菌剂；用于种子、花卉、切花、植物和园艺房及设备的消毒剂；活鱼和水产养殖的消毒剂；活鸡用水添加剂；家禽蛋的消毒剂；还可以用于医疗、牙科和食品设备的清洁和消毒。

高纯度二氧化氯气体，当浓度低至0.2毫克/升已被证明是一种有效的消毒剂。高纯度二氧化氯气体是传统水处理化学品氯气的理想替代品，因为它使微生物在较低的水平和较宽的pH范围内失去活性。高纯度气体二氧化氯可以用来减少或消除生物膜，因为它能穿透菌落微生物的细胞壁，破坏繁殖所必需的蛋白质。高纯度二氧化氯不产生氯的副产物，如三卤甲烷，而且人们发现它对抗氯的病原体有效。它可以用于气味控制或作为空中杀菌和杀毒剂。它可用于处理石油工业中的硫化物，用于工业清洗，如电路板清洗和纸张或油脂漂白。二氧化氯还有多种用途，如用于运输和储存水果和蔬菜的霉菌和真菌抑制剂；用于环境治理，可处理醛、苯、TVOC等有害物质。

选取第一反应物5为草酸，第二反应物6为亚氯酸，草酸和亚氯酸反应生成二氧化氯、二氧化碳和水，无需经过净化处理，直接释放到空气中，用于环境治理、表面去污、水净化、生物医药灭菌以及化学药剂的净化。采用该装置生产的二氧化氯纯度高，生产方便、快捷，避免了储存和运输过程中存在的各种问题。

如图1、2，在使用前，第一反应物5、第二反应物6分别位于第一储存室2、第二储存室3，第二储存室3位于第一储存室2内，第一储存室2、第二储存室3均位于壳体1内，壳体1上设置有开口4，便于水的注入及气体的释放；当通过开口4向壳体1内注入水时，第一储存室2、第二储存室3吸水，局部出现破裂，第一反应物5和第二反应物6接触，发生反应生成气体，从壳体1的开口4处排出。

实施例2

与实施例1不同的是，第一储存室2、第二储存室3的材质为多孔材料。当向壳体1内注入反应介质，反应介质透过多孔材料携带第二储存室3的第二反应物6进入第一储存室2内，第一反应物5和第二反应物6发生反应，生成气体。

为了控制第一反应物5和第二反应物6的反应速度，或使得气体处于可控的状态下不断释放至外界环境中，多孔材料的孔径为0.03μm-74μm，二氧化碳经过该材料的渗透速率为3000mL/m²/24h-21000mL/m²/24h。当多孔材料的孔径低于0.03μm或二氧化碳经过该材料的渗透速率低于3000mL/m²/24h时，第一反应物5和第二反应物6反应极其缓慢，几乎不反应；当多孔材料的孔径高于74μm或二氧化碳经过该材料的渗透速率高于21000mL/m²/24h时，第一反应物5和第二反应物6反应过于剧烈，瞬间生成大量气体，不利于现场使用，甚至产生危险；只有当多孔材料的孔径为0.03μm-74μm，二氧化碳经过该材料的渗透速率为3000mL/m²/24h-21000mL/m²/24h，第一反应物5和第二反应物6反应平缓，生产的气体逐步释放。

实施例3

与实施例1不同的是，第一储存室2、第二储存室3的材质为油溶性材料，此时的油溶性材料可以部分或全部溶于反应介质中。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种便携式生产高纯度气体的装置，其特征在于，包括壳体(1)，位于壳体(1)内的第一储存室(2)和第二储存室(3)，所述壳体(1)上设置有开口(4)，所述第一储存室(2)用于储存第一反应物(5)，所述第二储存室(3)用于储存第二反应物(6)，所述第二储存室(3)位于第一储存室(2)内，所述第一储存室(2)、第二储存室(3)的材质为多孔材料、水溶性材料或油溶性材料。

2.如权利要求1所述的便携式生产高纯度气体的装置，其特征在于，所述第一储存室(2)、第二储存室(3)的材质为多孔材料，多孔材料的孔径为0.03μm-74μm，二氧化碳经过该材料的渗透速率为3000mL/m²/24h-21000mL/m²/24h。

3.如权利要求1所述的便携式生产高纯度气体的装置，其特征在于，所述第一储存室(2)、第二储存室(3)的材质为高分子材料。

4.如权利要求1所述的便携式生产高纯度气体的装置，其特征在于，所述第一反应物(5)和/或第二反应物(6)负载于固体介质中。

5.如权利要求4所述的便携式生产高纯度气体的装置，其特征在于，所述的固体介质选自粘土、硅酸盐、有机聚合物、活性炭中的任意一种或二者的结合。

6.如权利要求5所述的便携式生产高纯度气体的装置，其特征在于，所述的有机聚合物为聚合树脂。

7.如权利要求6所述的便携式生产高纯度气体的装置，其特征在于，所述的聚合树脂为离子交换树脂或改性聚合树脂。

8.如权利要求1所述的便携式生产高纯度气体的装置，其特征在于，所述壳体(1)的开口(4)处设置有盖体。

9.采用权利要求1-8任意一项所述的装置生产高纯度气体的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，将第一反应物(5)置于第一储存室(2)，第二反应物(6)置于第二储存室(3)；

S2，通过开口(4)向壳体(1)内注入反应介质，受反应介质作用第一反应物(5)与第二反应物(6)发生反应，生成气体。

Images