CN209797487U - 氧气和臭氧混合气体分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种氧气和臭氧混合气体分离装置，包括具有夹层壁的筒形体，所述筒形体上设置有与筒形体内壁连通的混合气体入口，所述筒形体的底部设有液体臭氧出口，在所述混合气体入口的上方的所述筒形体上设有氧气出口，所述夹层壁上设有冷却流体入口和冷却流体出口，其中所述冷却流体入口设置在靠近所述液体臭氧出口的一端，所述冷却流体出口设置在靠近所述氧气出口的一端。本实用新型通过筒形体的内壁对混合气体进行降温，从而使混合气体中的臭氧的温度降低到凝露点而冷凝形成液体，并通过底部的臭氧液体出口流出进而进行收集；而氧气的凝露点更低，氧气不会凝结，并通过氧气出口排出，从而实现了对氧气和臭氧的分离并使臭氧冷凝形成液体。
Description
技术领域
本实用新型属于环境保护技术领域，具体涉及一种氧气和臭氧混合气体分离装置。
背景技术
利用氧气生成臭氧的过程中，臭氧的产率受到环境因素及生产设备的限制，以及臭氧和氧气的可逆反应，生成的是氧气和臭氧的混合气体，这两种气体混合之后通过普通的方法很难进行分离。目前，已知的臭氧和氧气混合气体的分离方法，通过冷却降温使臭氧和氧气进行分离，仅是通过热交换器对混合气体进行冷却，而在使臭氧液化的同时保证氧气不被液化，这样一个过程较难进行有效控制，而且热交换效率相对较低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对臭氧和氧气混合气体的分离难度问题，提供一种氧气和臭氧混合气体分离装置，解决现有臭氧和氧气混合气体的分离的技术问题。
本实用新型的技术方案如下：
氧气和臭氧混合气体分离装置，包括具有夹层壁的筒形体，所述筒形体上设置有与筒形体内壁连通的混合气体入口，所述筒形体的底部设有液体臭氧出口，在所述混合气体入口的上方的所述筒形体上设有氧气出口，所述夹层壁上设有冷却流体入口和冷却流体出口，其中所述冷却流体入口设置在靠近所述液体臭氧出口的一端，所述冷却流体出口设置在靠近所述氧气出口的一端。
可选择地，所述筒形体为锥筒形状，并且所述液体臭氧出口设置在所述筒形体的直径较小的一端，所述氧气出口设置在所述筒形体的直径较大的一端。
可选择地，所述筒形体为圆筒形状。
可选择地，所述夹层壁内设置有螺旋形的冷却通道。
可选择地，由螺旋管连接形成具有夹层壁的所述筒形体。
可选择地，在所述氧气出口设置有一个自所述氧气出口向所述臭氧液体出口方向延伸的导管。
可选择地，所述混合气体入口的方向与所述筒形体的内壁相切或者与所述筒形体的内壁呈锐角。
可选择地，在所述导管上设有圆盘，所述圆盘位于所述混合气体入口和所述液体臭氧出口之间，所述圆盘的边缘与所述筒形体的内壁之间保留间隙，使混合气体能够通过间隙并贴着所述筒形体的内壁向所述液体臭氧出口的方向流动。
可选择地，所述冷却流体为液氮或液氧。
本实用新型提供的氧气和臭氧混合气体分离装置，通过筒形体的内壁对混合气体进行降温，从而使混合气体中的臭氧的温度降低到凝露点而冷凝形成液体，并通过底部的臭氧液体出口流出进而进行收集；而氧气的凝露点更低，氧气不会凝结，并通过氧气出口排出，从而实现了对氧气和臭氧的分离并使臭氧冷凝形成液体；当选用液氧作为冷却流体对夹层壁进行冷却时，可以不需要对温度进行控制而实现对氧气和臭氧的分离。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型一实施例提供的氧气和臭氧混合气体分离装置的结构示意图。
图2为本实用新型一实施例提供的氧气和臭氧混合气体分离装置的结构示意图。
图3为本实用新型一实施例提供的氧气和臭氧混合气体分离装置的结构示意图。
图中：
10、筒形体；11、夹层壁；12、混合气体入口；13、液体臭氧出口；14、氧气出口；15、冷却流体入口；16、冷却流体出口；17、导管；18、圆盘。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-3所示，本实用新型的实施例提供一种氧气和臭氧混合气体分离装置，包括具有夹层壁11的筒形体10，所述筒形体10的两端封堵并且分别开口,其中在所述筒形体10上还设置有与筒形体10内壁连通的混合气体入口12，所述筒形体10的底部设有液体臭氧出口13，在所述混合气体入口12的上方的所述筒形体10上设有氧气出口14，所述夹层壁11上设有冷却流体入口15和冷却流体出口16，其中所述冷却流体入口15设置在靠近所述液体臭氧出口13的一端，所述冷却流体出口16设置在靠近所述氧气出口14的一端。
含有臭氧和氧气的混合气体通过混合气体入口12进入到筒形体10内部，由于冷却流体的作用，使夹层壁11的内壁降温，与筒形体10内部的混合气体进行热交换，将混合气体中的热量带走，从而对混合气体进行降温，混合气体向筒形体10内部充入的过程中，混合气体本身具有一定的流速，从而使混合气体在进入到筒形体10内部之后，不断地与筒形体的夹层壁11之间进行热交换，使混合气体降温，当混合气体降温到臭氧的凝露点以下时，臭氧开始液化，而氧气仍保持气体状态，液化后的臭氧在重力作用下通过底部的液体臭氧出口流出，而氧气则通过氧气出口排出。
所述夹层壁11可以覆盖整个筒形体10的外部，也可以部分地覆盖所述筒形体10的外部，当所述夹层壁11覆盖整个筒形体10的外部时，其冷却效果更好，夹层壁的外壁需尽量采用隔热材料制造，使夹层壁减少与外部空间的热交换，而夹层壁的内壁需要尽量采用导热材料制造，使夹层壁能够更多的与筒形体内部的混合气体进行热交换，促使混合气体降温进而使混合气体中的臭氧液化。
可选择地，所述筒形体10为锥筒形状，并且所述液体臭氧出口13设置在所述筒形体10的直径较小的一端，本实施例中，所述液体臭氧出口13位于底部，所述氧气出口14设置在所述筒形体10的直径较大的一端，本实施例中，所述氧气出口14位于顶部。采用锥筒形状的筒形体10，当混合气体进入到筒形体10的内部之后，混合气体沿着筒形体的内壁旋转，旋转的过程中，由于臭氧分子的质量大于氧气分子的质量，从而使臭氧分子与筒形体10内壁之间的接触更大，使臭氧更易于降温并冷凝；并且由于内壁的直径逐渐缩小，使气体的离心力逐渐增大，从而由于臭氧与筒形体10内壁的接触几率进一步增大，进一步有效地对混合气体中的臭氧进行降温，促使臭氧冷凝。
可选择地，所述筒形体10为圆筒形状，相应地，所述夹层壁也是围绕所述筒形体10设计为圆筒形状，其臭氧冷凝的原理请参考锥筒形状的筒形体10的原理阐述。
可选择地，所述夹层壁11内设置有螺旋形的冷却通道，采用螺旋形的冷却通道，一方面使冷却流体对筒形体10的降温效果更均衡，另一方面也可以延长冷却流体的行进时间，使冷却流体的热交换更充分。
可选择地，由螺旋管连接形成具有夹层壁的所述筒形体10。
可选择地，如图2所示，在所述氧气出口14设置有一个自所述氧气出口14向所述臭氧液体出口13方向延伸的导管17。导管17可以避免混合气体直接通过氧气出口排出，使混合气体必须行进到导管17的管口的位置才能够沿着导管排出，从而使混合气体与筒形体10进行更充分的换热。
可选择地，所述混合气体入口12的方向与所述筒形体10的内壁相切或者与所述筒形体10的内壁呈锐角。
可选择地，如图3所示，在所述导管上设有圆盘18，所述圆盘位于所述混合气体入口12和所述液体臭氧出口13之间，所述圆盘18的边缘与所述筒形体的内壁之间保留间隙，使混合气体能够通过间隙并贴着所述筒形体的内壁向所述液体臭氧出口的方向流动。
可选择地，所述冷却流体为液氮或液氧。当选用液氧时，不需要增加对温度检测，而可以实现对臭氧和氧气的分离；当选用液氮时，需要控制液氮的温度，避免液氮的温度过低而导致氧气也液化。
本实用新型提供的氧气和臭氧混合气体分离装置，通过筒形体的内壁对混合气体进行降温，从而使混合气体中的臭氧的温度降低到凝露点而冷凝形成液体，并通过底部的臭氧液体出口流出进而进行收集；而氧气的凝露点更低，氧气不会凝结，并通过氧气出口排出，从而实现了对氧气和臭氧的分离并使臭氧冷凝形成液体；当选用液氧作为冷却流体对夹层壁进行冷却时，可以不需要对温度进行控制而实现对氧气和臭氧的分离。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，包括具有夹层壁的筒形体，所述筒形体上设置有与筒形体内壁连通的混合气体入口，所述筒形体的底部设有液体臭氧出口，在所述混合气体入口的上方的所述筒形体上设有氧气出口，所述夹层壁上设有冷却流体入口和冷却流体出口，其中所述冷却流体入口设置在靠近所述液体臭氧出口的一端，所述冷却流体出口设置在靠近所述氧气出口的一端。
2.如权利要求1所述的氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，
所述筒形体为锥筒形状，并且所述液体臭氧出口设置在所述筒形体的直径较小的一端，所述氧气出口设置在所述筒形体的直径较大的一端。
3.如权利要求1所述的氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，
所述筒形体为圆筒形状。
4.如权利要求1所述的氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，
所述夹层壁内设置有螺旋形的冷却通道。
5.如权利要求1所述的氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，
由螺旋管连接形成具有夹层壁的所述筒形体。
6.如权利要求1所述的氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，
在所述氧气出口设置有一个自所述氧气出口向所述液体臭氧出口方向延伸的导管。
7.如权利要求1所述的氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，
所述混合气体入口的方向与所述筒形体的内壁相切或者与所述筒形体的内壁呈锐角。
8.如权利要求6所述的氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，
在所述导管上设有圆盘，所述圆盘位于所述混合气体入口和所述液体臭氧出口之间，所述圆盘的边缘与所述筒形体的内壁之间保留间隙，使混合气体能够通过间隙并贴着所述筒形体的内壁向所述液体臭氧出口的方向流动。
9.如权利要求1所述的氧气和臭氧混合气体分离装置，其特征在于，
所述冷却流体为液氮或液氧。
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| CN201822266924.2U CN209797487U (zh) | 2018-12-31 | 2018-12-31 | 氧气和臭氧混合气体分离装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN109437113A (zh) * | 2018-12-31 | 2019-03-08 | 北京清源中科环保科技有限公司 | 氧气和臭氧混合气体分离装置 |
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