CN116617832A - 一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，包括以下步骤：S1、将净化箱体内气体置换为工作气体；S2、降低净化箱体内部的水氧含量；S3、对净化箱体进行一次补气；S4、对净化箱体进行二次补气；S5、使用完成后，将还原气体通入净化箱体内进行还原反应；步骤S4中，打开真空阀十三、真空阀六、真空阀四、真空阀三、真空阀七，工作气体依次通过上述阀门先后经过吸附塔二和吸附塔一，再进入净化箱体。本发明中的装置充分考虑高效水氧深度净化需求，流程方法设置一次补气和二次补气方法，工作气体经过反应塔吸附后再进入补气循环，可最大限度降低补气带来的水氧浓度波动，可提供水氧含量低至0.1ppm以下的深度净化效果。
Description
技术领域
本发明涉及超净环境构建及气体净化技术领域，尤其涉及一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法。
背景技术
高效水氧净化装置最初是作为医疗器械的用途出现的，使用高效水氧净化装置医疗人员可以隔绝病毒的感染，有效保护自身安全。发展到20世纪50～60年代，一些军事强国迫于当时的国际形势，开始研发新型的军事技术和核工业武器以提高自身军事实力。在研发过程中高效水氧净化装置得到很多的应用并发挥着巨大的作用。随着时代进步、科学技术不断发展，各种高新技术的研发与新型材料的研究对实验环境的要求愈加苛刻，于是高效水氧净化装置的隔离特性得到重视，各种类型的高效水氧净化装置产品层出不穷。如今，高效水氧净化装置产品更新迭代，已经被应用于诸多行业领域中，如科学实验、新材料研发、锂电池、太阳能电池、特殊焊接和真空镀膜等。在很多实验室内也都会配置小型高效水氧净化装置用于实验用途。
在空间技术领域中，高效水氧净化装置应用也较为广泛，鉴于外太空的特殊环境，实验条件要求都比较高，很多实验项目只采用地面遥控机器人操作实验的方法是远远达不到预期目的的，更多的实验作业需要宇航员直接进行操作。在宇航员进行实验操作时会配备各种装置设备，其中高效水氧净化装置的应用最为广泛，同样最为重要。至今，国际空间站上也都配置微重力科学高效水氧净化装置。使用高效水氧净化装置可以为外太空一些特定的实验项目提供极佳操作环境和观察记录条件，提高对实验的可控性，保护工作人员的安全，缩短实验研究的周期。
本发明面向超净环境构建及气体净化的需求，公开了一种可提供水氧深度净化的实施流程与方法，具有更强的吸附能力，可提供水氧含量低至0.1ppm以下的深度净化效果。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，具有更强的吸附能力，可提供水氧含量低至0.1ppm以下的深度净化效果。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，包括以下步骤：
S1、将净化箱体内气体置换为工作气体，此时净化箱体内工作气体为主要气体成分，仅含有微量的水蒸气和氧气难以完全置换；
S2、降低净化箱体内部的水氧含量；
S3、对净化箱体进行一次补气；
S4、对净化箱体进行二次补气；
S5、使用完成后，将还原气体通入净化箱体内进行还原反应；
所述步骤S4中，对净化箱体进行二次补气的方法具体为：
打开真空阀十三、真空阀六、真空阀四、真空阀三、真空阀七，工作气体依次通过上述阀门先后经过吸附塔二和吸附塔一，再进入净化箱体。
优选地，所述步骤S1中，当净化箱体需要净化时，首先将工作气体依次通过真空阀十四和循环风机通入至净化箱体，并将箱体内部气体通过真空阀九排出净化箱体外，连续通入直至净化箱体内部气体被完全置换。
优选地，所述步骤S2中，降低净化箱体内部水氧含量的方法为：
关闭真空阀，开启真空阀一和真空阀七，使得净化箱体内部气体与吸附塔一形成回路并持续循环，净化箱体内部气体经过吸附塔一后，其内部的微量水蒸气和氧气被吸附塔一内部装填的分子筛和铜触媒持续吸附，直至将净化箱体内部的水氧含量降至一定浓度下。
优选地，所述步骤S2中，降低净化箱体内部水氧含量的方法为：
关闭真空阀，开启真空阀二和真空阀八，使得净化箱体内部气体与吸附塔二形成回路并持续循环，净化箱体内部气体经过吸附塔二后，其内部的微量水蒸气和氧气被吸附塔二内部装填的分子筛和铜触媒持续吸附，直至将净化箱体内部的水氧含量降至一定浓度下。
优选地，所述步骤S3中，对净化箱体进行一次补气的方法为：
打开真空阀十一，工作气体依次通过真空阀十一和真空阀一进入到吸附塔一，并经过水氧吸附后进入到循环流程中。
优选地，所述步骤S3中，对净化箱体进行一次补气的方法为：
打开真空阀十一，工作气体依次通过真空阀十一和真空阀二进入到吸附塔二，并经过水氧吸附后进入到循环流程中。
优选地，所述步骤S5中，当使用完成后需要再生时，依次打开真空阀十二和真空阀五，还原气体按照上述顺序进入吸附塔一，与净化箱体内部气体充分还原反应后，再依次通过真空阀三和真空阀十排放至外部。
优选地，所述步骤S5中，当使用完成后需要再生时，依次打开真空阀十二和真空阀六，还原气体按照上述顺序进入吸附塔二，与净化箱体内部气体充分还原反应后，再依次通过真空阀四和真空阀十排放至外部。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本申请中装置充分考虑高效水氧深度净化需求，流程方法设置一次补气和二次补气方法，工作气体经过反应塔吸附后再进入补气循环，可最大限度降低补气带来的水氧浓度波动，可提供水氧含量低至0.1ppm以下的深度净化效果。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法流程图。
图例说明：
1、净化箱体；2、循环风机；3、真空阀一；4、真空阀二；5、真空阀三；6、真空阀四；7、吸附塔一；8、吸附塔二；9、真空阀五；10、真空阀六；11、真空阀七；12、真空阀八；13、真空阀九；14、真空阀十；15、真空阀十一；16、真空阀十二；17、真空阀十三；18、真空阀十四；19、还原气体；20、工作气体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：
一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，包括以下步骤：
S1、将净化箱体1内气体置换为工作气体20，此时净化箱体1内工作气体20为主要气体成分，仅含有微量的水蒸气和氧气难以完全置换；
S2、降低净化箱体1内部的水氧含量；
S3、对净化箱体1进行一次补气；
S4、对净化箱体1进行二次补气；
S5、使用完成后，将还原气体19通入净化箱体1内进行还原反应；
步骤S4中，对净化箱体1进行二次补气的方法具体为：
打开真空阀十三17、真空阀六10、真空阀四6、真空阀三5、真空阀七11，工作气体20依次通过上述阀门先后经过吸附塔二8和吸附塔一7，再进入净化箱体1。
具体的，如图1所示，步骤S1中，当净化箱体1需要净化时，首先将工作气体20依次通过真空阀十四18和循环风机2通入至净化箱体1，并将箱体内部气体通过真空阀九13排出净化箱体1外，连续通入直至净化箱体1内部气体被完全置换；
净化箱体1是指被净化的密闭空间，可根据被净化空间的大小确定吸附塔一7、吸附塔二8及循环风机2的具体设计参数，满足一定时间内的净化指标需要；
步骤S2中，降低净化箱体1内部水氧含量的方法为：
关闭真空阀18，开启真空阀一3和真空阀七11，使得净化箱体1内部气体与吸附塔一7形成回路并持续循环，净化箱体1内部气体经过吸附塔一7后，其内部的微量水蒸气和氧气被吸附塔一7内部装填的分子筛和铜触媒持续吸附，直至将净化箱体1内部的水氧含量降至一定浓度下；
步骤S2中，降低净化箱体1内部水氧含量的方法为：
关闭真空阀18，开启真空阀二4和真空阀八12，使得净化箱体1内部气体与吸附塔二8形成回路并持续循环，净化箱体1内部气体经过吸附塔二8后，其内部的微量水蒸气和氧气被吸附塔二8内部装填的分子筛和铜触媒持续吸附，直至将净化箱体1内部的水氧含量降至一定浓度下；
可根据需要使用吸附塔一7或者吸附塔二8或者同时使用；吸附塔一7和吸附塔二8均为圆柱筒设计，内部装填有分子筛和铜触媒，分别用以净化水蒸气和氧气；
图1中，将净化箱体1、循环风机2、吸附塔一7和吸附塔二8使用管道进行连接。
当净化箱体1内部气体按照上述流程进行循环净化时，一般由于箱体及管路的微量泄漏，会造成当净化箱体1内部压力逐渐降低，此时需要对当净化箱体1内部循环进行补气；
具体的，如图1所示，步骤S3中，对净化箱体1进行一次补气的方法为：
打开真空阀十一15，工作气体20依次通过真空阀十一15和真空阀一3进入到吸附塔一7，并经过水氧吸附后进入到循环流程中；
步骤S3中，对净化箱体1进行一次补气的方法为：
打开真空阀十一15，工作气体20依次通过真空阀十一15和真空阀二4进入到吸附塔二8，并经过水氧吸附后进入到循环流程中；
由于工作气体20是先通过吸附塔一7或吸附塔二8净化吸附再进入净化箱体1，因此不会对净化箱体1内部的水氧含量造成波动，保证了净化箱体1内部水氧含量的恒定低浓度维持；
二次补气优点在于工作气体20先后两次经过吸附塔一7或吸附塔二8，使得工作气体0内部的水氧经过充分净化后再进入净化箱体1，不会对净化箱体1内部的水氧含量造成波动，保证了净化箱体1内部水氧含量的恒定低浓度维持；
步骤S5中，当使用完成后需要再生时，依次打开真空阀十二16和真空阀五9，还原气体19按照上述顺序进入吸附塔一7，与净化箱体1内部气体充分还原反应后，再依次通过真空阀三5和真空阀十14排放至外部；
步骤S5中，当使用完成后需要再生时，依次打开真空阀十二16和真空阀六10，还原气体10按照上述顺序进入吸附塔二8，与净化箱体1内部气体充分还原反应后，再依次通过真空阀四6和真空阀十14排放至外部。
图1中，真空阀一3、真空阀二4、真空阀三5、真空阀四6、真空阀五9、真空阀六10、真空阀七11、真空阀八12、真空阀九13、真空阀十14、真空阀十一15、真空阀十二16、真空阀十三17和真空阀十四18实现通断，控制气体流动在管路中的走向，工作气体20主要用于净化箱体1的初始置换，一般为氮气或其它惰性气体，还原气体19主要用于对吸附塔一7和吸附塔二8吸附后的气体进行反应置换，一般为氢气，可与铜触媒反应将内部吸附的氧气还原后进行排放已达到铜触媒重复使用的目的。
本申请中装置充分考虑高效水氧深度净化需求，流程方法设置一次补气和二次补气方法，工作气体经过反应塔吸附后再进入补气循环，可最大限度降低补气带来的水氧浓度波动，可提供水氧含量低至0.1ppm以下的深度净化效果。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将净化箱体（1）内气体置换为工作气体（20），此时净化箱体（1）内工作气体（20）为主要气体成分，仅含有微量的水蒸气和氧气难以完全置换；
S2、降低净化箱体（1）内部的水氧含量；
S3、对净化箱体（1）进行一次补气；
S4、对净化箱体（1）进行二次补气；
S5、使用完成后，将还原气体（19）通入净化箱体（1）内进行还原反应；
所述步骤S4中，对净化箱体（1）进行二次补气的方法具体为：
打开真空阀十三（17）、真空阀六（10）、真空阀四（6）、真空阀三（5）、真空阀七（11），工作气体（20）依次通过上述阀门先后经过吸附塔二（8）和吸附塔一（7），再进入净化箱体（1）。
2.根据权利要求1所述的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，其特征在于，所述步骤S1中，当净化箱体（1）需要净化时，首先将工作气体（20）依次通过真空阀十四（18）和循环风机（2）通入至净化箱体（1），并将箱体内部气体通过真空阀九（13）排出净化箱体（1）外，连续通入直至净化箱体（1）内部气体被完全置换。
3.根据权利要求1所述的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，其特征在于，所述步骤S2中，降低净化箱体（1）内部水氧含量的方法为：
关闭真空阀（18），开启真空阀一（3）和真空阀七（11），使得净化箱体（1）内部气体与吸附塔一（7）形成回路并持续循环，净化箱体（1）内部气体经过吸附塔一（7）后，其内部的微量水蒸气和氧气被吸附塔一（7）内部装填的分子筛和铜触媒持续吸附，直至将净化箱体（1）内部的水氧含量降至一定浓度下。
4.根据权利要求1所述的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，其特征在于，所述步骤S2中，降低净化箱体（1）内部水氧含量的方法为：
关闭真空阀（18），开启真空阀二（4）和真空阀八（12），使得净化箱体（1）内部气体与吸附塔二（8）形成回路并持续循环，净化箱体（1）内部气体经过吸附塔二（8）后，其内部的微量水蒸气和氧气被吸附塔二（8）内部装填的分子筛和铜触媒持续吸附，直至将净化箱体（1）内部的水氧含量降至一定浓度下。
5.根据权利要求1所述的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，其特征在于，所述步骤S3中，对净化箱体（1）进行一次补气的方法为：
打开真空阀十一（15），工作气体（20）依次通过真空阀十一（15）和真空阀一（3）进入到吸附塔一（7），并经过水氧吸附后进入到循环流程中。
6.根据权利要求1所述的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，其特征在于，所述步骤S3中，对净化箱体（1）进行一次补气的方法为：
打开真空阀十一（15），工作气体（20）依次通过真空阀十一（15）和真空阀二（4）进入到吸附塔二（8），并经过水氧吸附后进入到循环流程中。
7.根据权利要求1所述的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，其特征在于，所述步骤S5中，当使用完成后需要再生时，依次打开真空阀十二（16）和真空阀五（9），还原气体（19）按照上述顺序进入吸附塔一（7），与净化箱体（1）内部气体充分还原反应后，再依次通过真空阀三（5）和真空阀十（14）排放至外部。
8.根据权利要求1所述的一种高效水氧净化装置用水氧深度净化方法，其特征在于，所述步骤S5中，当使用完成后需要再生时，依次打开真空阀十二（16）和真空阀六（10），还原气体（10）按照上述顺序进入吸附塔二（8），与净化箱体（1）内部气体充分还原反应后，再依次通过真空阀四（6）和真空阀十（14）排放至外部。
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