CN208071821U - 一种带有加热功能的臭氧消毒净水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的带有加热功能的臭氧消毒净水装置设置臭氧氧气分离装置，将阳极的电解产物臭氧和氧气进行分离，进行分类利用，采用低温分离技术或分层分离技术将臭氧和氧气分离，分离出来的臭氧用于消毒使用，分离出来的氧气收集出来，利用氢气燃烧所得的热量通过热交换器对经臭氧净化处理后的得到的净化水进行加热处理，通过加热，使得净化水的温度适当提高，改善了使用舒适性，而且由于臭氧属于是一种对温度极为敏感的物质，其在高温下会发生分解，通过加热，使得净化水的温度升高，进一步地使得其中残存的臭氧充分分解，完全避免了臭氧残留的可能性，提高了净化水的安全性。

Description

一种带有加热功能的臭氧消毒净水装置

技术领域

本实用新型涉及净水消毒技术领域，尤其涉及一种带有加热功能的臭氧消毒净水装置。

背景技术

臭氧是淡蓝色气体，是一种极强的氧化剂，通过氧化作用，抑制细菌的繁殖和生长，并导致细菌的死亡，它又是一种强杀菌剂。臭氧能溶于水，一定臭氧浓度的臭氧水同样具有极强的杀菌作用。臭氧和臭氧水能对食品、饮用水进行灭菌和消毒，在对饮用水进行消毒时，除了能杀灭水中的细菌，进一步纯化水中的杂质外，还能增加水中的含氧量。臭氧和臭氧水对细菌引发的各类皮肤病，细菌性炎症，烧伤表面等疾病，均有一定的疗效。臭氧和臭氧水还具有无副作用、无毒性、无二次污染等优点。因此，它被广泛地应用于饮用水、食品加工、医疗卫生、化工、环境保护等领域。制备臭氧的方法有电晕法和电解法，电解法又以能制备高浓度臭氧优于电晕法。目前的电解臭氧发生装置，由电解臭氧发生器、电解臭氧发生器电源、阳极水箱、阴极水箱组成。

由于臭氧具有无残留、无二次污染的特点，其在净水领域中已得到充分的应用，但是现有臭氧净水设备存在有以下问题：（1）电解法制备臭氧时的阳极电解产物为臭氧和氧气，阴极电解产物为氢气和水，臭氧消毒所需要的是阳极产生的臭氧，但是阳极伴随的还有氧气，现有技术中一般不对这些氧气进行处理，而是将其直接混合在臭氧之中，这会对臭氧的浓度以及在水中的溶解性产生影响，降低臭氧水的溶解量，进而影响消毒效果；阴极电解产生的氢气一般是直接排放到空气中，既浪费了能源又会导致潜在的危险，因为氢气的集聚会导致局部氢气浓度升高，在合适条件下有可能会发生爆燃等危险事故；阴极的电解产物同时还有水，这些水会使阴极水槽中的水位慢慢升高，也会对电解的正常进行产生不利影响；（2）现有技术中在电解工作前是加入处理后的纯水进行电解，但是以目前的技术，制备的纯水中不可避免的还是会含有一定量的杂质，而采用真正的超纯水又花费巨大，导致成本激增；含有杂质的“纯水”一方面会对电解的效率产生影响，另一方面由于其中各种金属离子的存在，还会在阴阳极板上产生水垢，更加剧了对电解效率的负面影响；（3）现有技术中制备的臭氧一般都是冷水，其使用舒适性较差。

由于现有设备中存在有以上问题，因此，亟需开发一种新型的臭氧消毒净水设备，以填补市场空白。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种带有加热功能的臭氧消毒净水装置，本实用新型的净水装置具有物料利用充分、防水垢沉积、可以加热的技术效果，具有广阔的应用前景。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种带有加热功能的臭氧消毒净水装置，包括臭氧电解发生器装置，所述臭氧电解发生器装置包括阴极部分和阳极部分，所述阳极部分设置有臭氧氧气混合出气管，所述阴极部分设置有氢气出气管；所述臭氧氧气混合出气管与臭氧氧气分离装置连接，所述氢气出气管与氢气存储装置连接；所述臭氧氧气分离装置设置有臭氧出气管和氧气出气管，所述氧气出气管与氧气储存装置连接，所述臭氧出气管与储水箱连接；所述储水箱设置有外接进水管，所述储水箱还设置有净化水出水管，所述净化水出水管与热交换器连接；所述氧气储存装置设置有氧气供应管道，所述氢气储存装置设置有氢气供应管道；所述氧气供应管道和所述氢气供应管道均连接在氢气可控燃烧装置上，氢气可控燃烧装置设置在热交换器下方；所述氢气可控燃烧装置上还设置有冷凝水收集装置，所述冷凝水收集装置连接有冷凝水回流管，所述冷凝水回流管与冷凝水收集罐连接；所述冷凝水收集罐设置有冷凝水供水管，所述冷凝水供水管包括阴极冷凝水供水管和阳极冷凝水供水管，所述阴极冷凝水供水管与所述阴极部分连接，所述阳极冷凝水供水管与所述阳极部分连接；所述热交换器设置有热水出水管。

优选的，所述凝结水供水管上设置有输送泵；所述氢气可控燃烧装置上还设置有热量辐照装置、报警装置以及自动灭火装置。

优选的，所述臭氧电解发生器装置的阴极部分包括阴极水箱和阴极催化剂膜片；所述臭氧电解发生器装置的阳极部分包括阳极水箱和阳极催化剂膜片；所述阴极催化剂膜片和所述阳极催化剂膜片之间设置有阳离子交换膜；所述臭氧电解发生器装置还包括低压电源。

优选的，所述阴极冷凝水供水管与所述阴极水箱连接，所述阳极冷凝水供水管与所述阳极水箱连接；所述阴极水箱上还设置有外接阳极水加水口，所述阴极水箱上还设置有外接阴极水加水口。

优选的，所述氧气供应管道和所述氢气供应管道上均设置有稳压装置和气动阀门；在所述冷凝水供水管、阴极冷凝水供水管、阳极冷凝水供水管、净化水出水管、热水出水管上均设置有控制阀门。

优选的，所述氢气储存装置和所述氧气储存装置上设置有压力指示和报警装置；所述热交换器的热水出水管上设置有温度显示装置。

本实用新型的技术方案相对于现有技术，具有以下有益效果：

本实用新型设置臭氧氧气分离装置，将阳极的电解产物臭氧和氧气进行分离，进行分类利用。本实用新型采用低温分离技术或分层分离技术将臭氧和氧气分离，分离出来的臭氧用于消毒使用，分离出来的氧气收集出来，暂存在氧气存储装置中备用。同时本实用新型还对阴极电解产生的氢气进行收集，设置氢气可控燃烧装置，再将收集得到的纯净氧气和氢气在氢气可控燃烧装置中进行可控条件下的燃烧，将这些产物消耗掉，由于氢气和氧气燃烧之后的产物是纯水，这些水是不含其它杂质的纯净水，具有比人工提纯或者过滤制备得到的水更高的纯度，水中几乎不含其它金属离子杂质，本实用新型采用冷凝水收集装置以及相应的管路将这些水收集起来，作为阴极和/或阳极的电解水原料，避免了外界金属离子的引入，从根本上解决了电解电极组件上会沉积水垢的技术问题，同时还将阳极和阴极的电解产物成分利用，避免了物料浪费，节约了资源。同时，由于将氢气及时收集和燃烧处理，避免了局部氢气浓度的升高，提高了使用安全性，避免发生意外事故。

本实用新型还利用了氢气燃烧所得的热量通过热交换器对经臭氧净化处理后的得到的净化水进行加热处理，通过加热，使得净化水的温度适当提高，改善了使用舒适性，而且由于臭氧属于是一种对温度极为敏感的物质，其在高温下会发生分解，通过加热，使得净化水的温度升高，进一步地使得其中残存的臭氧充分分解，完全避免了臭氧残留的可能性，提高了净化水的安全性。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式的整体结构示意图。

附图标记

1：臭氧消毒净水装置，2：臭氧电解发生器装置，3：臭氧氧气混合出气管，4：氢气出气管，5：臭氧氧气分离装置，6：氢气存储装置，7：臭氧出气管，8：氧气出气管，9：氧气储存装置，10：储水箱，11：外接进水管，12：净化水出水管，13：热交换器,14：氧气供应管道，15：氢气供应管道，16：氢气可控燃烧装置，17：冷凝水收集装置，18：冷凝水回流管，19：冷凝水收集罐，20：阴极冷凝水供水管,21：阳极冷凝水供水管,22：热水出水管，23：冷凝水供水管，24：输送泵，25：阴极水箱，26：外接阳极水加水口，27：外接阴极水加水口，28：阳极水箱。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

一种带有加热功能的臭氧消毒净水装置1，包括臭氧电解发生器装置2，所述臭氧电解发生器装置2包括阴极部分和阳极部分，所述阳极部分设置有臭氧氧气混合出气管3，所述阴极部分设置有氢气出气管4；所述臭氧氧气混合出气管3与臭氧氧气分离装置5连接，所述氢气出气管4与氢气存储装置6连接；所述臭氧氧气分离装置5设置有臭氧出气管7和氧气出气管8，所述氧气出气管8与氧气储存装置9连接，所述臭氧出气管7与储水箱10连接；所述储水箱10设置有外接进水管11，所述储水箱10还设置有净化水出水管12，所述净化水出水管12与热交换器13连接；所述氧气储存装置9设置有氧气供应管道14，所述氢气储存装置6设置有氢气供应管道15；所述氧气供应管道14和所述氢气供应管道15均连接在氢气可控燃烧装置16上，氢气可控燃烧装置16设置在热交换器13下方；所述氢气可控燃烧装置16上还设置有冷凝水收集装置17，所述冷凝水收集装置17连接有冷凝水回流管18，所述冷凝水回流管18与冷凝水收集罐19连接；所述冷凝水收集罐19设置有冷凝水供水管23，所述冷凝水供水管23包括阴极冷凝水供水管20和阳极冷凝水供水管21，所述阴极冷凝水供水管20与所述阴极部分连接，所述阳极冷凝水供水管21与所述阳极部分连接；所述热交换器13设置有热水出水管22。

为了保证冷凝水输送的正常压力，所述凝结水供水管23上设置有输送泵24；所述氢气可控燃烧装置16上还设置有热量辐照装置、报警装置以及自动灭火装置。

根据需要，所述臭氧电解发生器装置的阴极部分包括阴极水箱25和阴极催化剂膜片；所述臭氧电解发生器装置的阳极部分包括阳极水箱28和阳极催化剂膜片；所述阴极催化剂膜片和所述阳极催化剂膜片之间设置有阳离子交换膜；所述臭氧电解发生器装置还包括低压电源。

在针织开启前期，需要事先相电解装置中加入电解水原料以开始工作，所述阴极冷凝水供水管20与所述阴极水箱25连接，所述阳极冷凝水供水管21与所述阳极水箱28连接；所述阴极水箱25上还设置有外接阳极水加水口26，所述阴极水箱28上还设置有外接阴极水加水口27。

为了保证安全性和使用的便利性，所述氧气供应管道和所述氢气供应管道上均设置有稳压装置和气动阀门；在所述冷凝水供水管、阴极冷凝水供水管、阳极冷凝水供水管、净化水出水管、热水出水管上均设置有控制阀门，并且，所述氢气储存装置和所述氧气储存装置上设置有压力指示和报警装置；所述热交换器的热水出水管上设置有温度显示装置。

为了实现臭氧和氧气的有效分离，所述臭氧氧气分离装置采用低温分离或分层分离。其中，低温分离是利用热交换器和冷媒质将臭氧和氧气的混合气体的温度降低至臭氧的沸点温度和氧气的沸点温度之间，使臭氧转化为液态，而氧气仍然为气态，从而对氧气和臭氧的混合气体进行分离，分离出气态的氧气和液态的臭氧的方法。分层分离是利用臭氧和氧气的比重不同的原理，使臭氧和氧气静止分层，臭氧的比重比较大，位于下层，氧气的比重比较小，则位于上册，抽出上层或者下层，以此实现臭氧和氧气的分离。

本实用新型的工作原理为：事先通过阴极水箱上的外接阳极水加水口以及外接阴极水加水口向臭氧电解发生器装置中加入原料水，接通电源，臭氧电解发生器装置开始工作，其阳极产生臭氧和氧气的混合气体，阴极产生氢气，阳极的臭氧和氧气混合气体进入到臭氧氧气分离装置中进行分离得到单独的臭氧和氧气，臭氧通过臭氧出气管通入到储水箱中，对由外接进水管输送到储水箱中的水进行净化处理，处理一段时间后，储水箱中的水成为净化水，该净化水经净化水出水管输送到热交换器。单独的氧气和氢气在氢气可控燃烧装置中进行燃烧，燃烧得到的热量对热交换器进行加热，进而对其中的净化水进行加热，加热后的并具有一定温度的净化水通过热水出水管从热交换器中流出，即可以使用。氢气和氧气在氢气可控燃烧装置中燃烧后的产物是纯净水，这些水被冷凝水收集装置和相应的管道所收集，储存到冷凝水收集罐中，并根据需要，通过阴极冷凝水供水管和阳极冷凝水供水管供应给阴极水箱和阳极水箱，实现自身产物的循环利用。

本实用新型设置臭氧氧气分离装置，将阳极的电解产物臭氧和氧气进行分离，进行分类利用。本实用新型采用低温分离技术或分层分离技术将臭氧和氧气分离，分离出来的臭氧用于消毒使用，分离出来的氧气收集出来，暂存在氧气存储装置中备用。同时本实用新型还对阴极电解产生的氢气进行收集，设置氢气可控燃烧装置，再将收集得到的纯净氧气和氢气在氢气可控燃烧装置中进行可控条件下的燃烧，将这些产物消耗掉，由于氢气和氧气燃烧之后的产物是纯水，这些水是不含其它杂质的纯净水，具有比人工提纯或者过滤制备得到的水更高的纯度，水中几乎不含其它金属离子杂质，本实用新型采用冷凝水收集装置以及相应的管路将这些水收集起来，作为阴极和/或阳极的电解水原料，避免了外界金属离子的引入，从根本上解决了电解电极组件上会沉积水垢的技术问题，同时还将阳极和阴极的电解产物成分利用，避免了物料浪费，节约了资源。同时，由于将氢气及时收集和燃烧处理，避免了局部氢气浓度的升高，提高了使用安全性，避免发生意外事故。

本实用新型还利用了氢气燃烧所得的热量通过热交换器对经臭氧净化处理后的得到的净化水进行加热处理，通过加热，使得净化水的温度适当提高，改善了使用舒适性，而且由于臭氧属于是一种对温度极为敏感的物质，其在高温下会发生分解，通过加热，使得净化水的温度升高，进一步地使得其中残存的臭氧充分分解，完全避免了臭氧残留的可能性，提高了净化水的安全性。

Claims (6)

1.一种带有加热功能的臭氧消毒净水装置，其特征在于，包括臭氧电解发生器装置，所述臭氧电解发生器装置包括阴极部分和阳极部分，所述阳极部分设置有臭氧氧气混合出气管，所述阴极部分设置有氢气出气管；所述臭氧消毒净水装置还包括臭氧氧气分离装置，所述臭氧氧气混合出气管与所述臭氧氧气分离装置连接，所述氢气出气管与氢气存储装置连接；所述臭氧氧气分离装置设置有臭氧出气管和氧气出气管，所述氧气出气管与氧气储存装置连接，所述臭氧出气管与储水箱连接；所述储水箱设置有外接进水管，所述储水箱还设置有净化水出水管，所述净化水出水管与热交换器连接；所述氧气储存装置设置有氧气供应管道，所述氢气储存装置设置有氢气供应管道；所述臭氧消毒净水装置还包括氢气可控燃烧装置，所述氧气供应管道和所述氢气供应管道均连接在所述氢气可控燃烧装置上，氢气可控燃烧装置设置在热交换器下方；所述氢气可控燃烧装置上还设置有冷凝水收集装置，所述冷凝水收集装置连接有冷凝水回流管，所述冷凝水回流管与冷凝水收集罐连接；所述冷凝水收集罐设置有冷凝水供水管，所述冷凝水供水管包括阴极冷凝水供水管和阳极冷凝水供水管，所述阴极冷凝水供水管与所述阴极部分连接，所述阳极冷凝水供水管与所述阳极部分连接；所述热交换器设置有热水出水管。

2.根据权利要求1所述的带有加热功能的臭氧消毒净水装置，其特征在于，所述冷凝水供水管上设置有输送泵；所述氢气可控燃烧装置上还设置有热量辐照装置、报警装置以及自动灭火装置。

3.根据权利要求2所述的带有加热功能的臭氧消毒净水装置，其特征在于，所述臭氧电解发生器装置的阴极部分包括阴极水箱和阴极催化剂膜片；所述臭氧电解发生器装置的阳极部分包括阳极水箱和阳极催化剂膜片；所述阴极催化剂膜片和所述阳极催化剂膜片之间设置有阳离子交换膜；所述臭氧电解发生器装置还包括低压电源。

4.根据权利要求3所述的带有加热功能的臭氧消毒净水装置，其特征在于，所述阴极冷凝水供水管与所述阴极水箱连接，所述阳极冷凝水供水管与所述阳极水箱连接；所述阴极水箱上还设置有外接阳极水加水口，所述阴极水箱上还设置有外接阴极水加水口。

5.根据权利要求4所述的带有加热功能的臭氧消毒净水装置，其特征在于，所述氧气供应管道和所述氢气供应管道上均设置有稳压装置和气动阀门；在所述冷凝水供水管、阴极冷凝水供水管、阳极冷凝水供水管、净化水出水管、热水出水管上均设置有控制阀门。

6.根据权利要求5所述的带有加热功能的臭氧消毒净水装置，其特征在于，所述氢气储存装置和所述氧气储存装置上设置有压力指示和警报装置；所述热交换器的热水出水管上设置有温度显示装置。