CN2309329Y - 一种高浓度臭氧水制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高浓度臭氧水制备装置,该装置包括固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器装置,出水限量监测器,气—水混合器,气—水分离器,臭氧还原器、进水电磁阀、节流阀、箱体、连结管道和直流稳流电源及自动控制电路;固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器装置与气—水混合器连通,气—水混合器经节流阀、电磁阀与自来水源连通,气—水混合器还经气—水分离器、臭氧还原器后与大气相通,气—水分离器上有出水口。本实用新型可连续稳定制备高浓度臭氧水,无剩余臭氧污染,可以工业化生产及商品化。

Description

一种高浓度臭氧水制备装置

本实用新型涉及一种高浓度臭氧水制备装置，它属于臭氧技术应用领域。

臭氧是氧的一种高能存在形式，是我们人类现今可利用的最强的氧化剂。它的活跃性能使它拥有广泛的应用。它不仅是杀灭细菌和真菌的最强灭菌剂，其作用速度比氯还要快。而且臭氧是一种能杀灭所有感染原的气体，这些感染原包括厌氧菌也包括半需氧菌。病毒的其它一些致癌物质，化学药物不能治疗，但臭氧却能氧化它们。臭氧气体作以上应用时，必须达到一定的气体浓度才能发生效果，这一定的臭氧气体浓度具有的强烈刺激性，大大超过人们所能忍耐的程度。因此臭氧气体在实际使用中有时存在着不便与不可能。臭氧比氧更容易溶于水，含有一定量臭氧的水叫臭氧水臭氧溶于水后依然保持其高氧化性，而且臭氧与水分子相互作用的结果，使臭氧水整体的氧化能力更强。水中臭氧浓度达到4PPm是一个阈值，这种浓度的臭氧水几乎可以瞬间杀灭细菌，病毒。这种高浓度臭氧水，只略带有一点臭氧气味，对皮肤，粘膜无刺激。半衰期一般为几十分钟，在较短的时间内水中臭氧完全还原成为氧气与水，无任何残留。由于臭氧水的这些特点，使其应用价值比臭氧气体更实际，更广泛。在本实用新型之前，利用高压物理放电法的臭氧源来制备臭氧水，其浓度远达不到4PPm，而且由于大量气体从水中通过，及高压放电有时产生的氮氧化物造成了水的污染而不能使用增加臭氧水的浓度可从三方面：一．压力状态下气水混合：二．降低水温；三．提高臭氧气体的浓度。在本实用新型之前未见有以可提供高浓度、带压力臭氧的电解臭氧发生器为臭氧源的制备高浓度臭氧水的装置实例。

本实用新型的目的在于：提供一种可以连续稳定制备高浓度(大于PP4m)臭氧水的装置，该装置无剩余臭氧污染，可以工业化生产，实现商品化。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型包括固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器装置，出水限量监测器进水电磁阀，节流阀，直流稳流电源及自动控制电路，其特征在于：该装置还设有气——水混合器、气——水分离器和臭氧还原器；气——水混合器与固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器装置的臭氧输出口及节流阀相连接；节流阀经管道与进水电磁阀相连；进水电磁阀经管道与自来水源相连接；气水混合器的下端以管道与气——水分离器的进水口相连接；气——水分离器的溢气口经管道与臭氧还原器相连接，臭氧还原器下端经管道通大气，气——水分离器的下端设有臭氧水出水口；气——水分离器的上端设有出水限量监测器。

气—水混合器是圆柱型，其内部填满石英玻璃颗粒或石英砂颗粒。

气—水混合器的上端内部设有圆锥面形的进水分流装置。

气—水分离器进水口与出水口之间设有隔板。

气—水分离器下端装有横向出水口，出水口上设有一段垂直方向上的隔离管。

由于采取以上技术措施，本实用新型已达到的技术效果：可以连续稳定的制备高浓度(大于4PPm)的臭氧水，剩余臭氧完全被还原，无污染现象。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步描述：

图一为本实用新型结构示意图。图一中，1．连接管道，2．连接管道，3．连接管道，4．进水分流装置，5．出水限量监测器，6．石英玻璃颗粒或石英砂颗粒，7．气—水混合器，8．气—水分离器，8a．隔板，8b．出水口，8c．隔离管，8d．进水口，8e．溢气口，9．节流阀，10．连接管道，11．连接管道，12．连接管道，13．进水电磁阀，14．通大气连接管，15．臭氧还原器，16．活性碳，17．箱体，18．固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器装置，18a．臭氧输出口。

图二为本实用新型直流稳流电源和自动控制电路原理图。

以下结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：

本实用新型结构参见图一，图一中双点划线范围内是固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器装置(18)(专利申请号：97209412.1和专利申请号：93246255.3)。该发生器装置(18)以直流电为能量，将原料纯水电解成阳极气体—氧气与臭氧，(臭氧占阳极气体总量的20％左右，因此阳极气体是一种含高浓度臭氧的气体)和阴极气体——氢气。该发生器装置(18)的阳极气体可形成压力。带压力的阳极气体由臭氧输出口18a输出，经连接管道(1)进入气——水混合器(7)上端，然后充满石英玻璃颗粒或石英砂颗粒(6)之间的全部空隙。自来水由连接管道(12)经进水电磁阀(13)通过连接管道(10)到节流阀(9)，经节流阀(9)节流后定量的水经连接管道(3)进入气——水混合器(7)的上端并由圆锥面形的进水分流装置(4)分散开湿润石英玻璃颗粒或石英砂颗粒(6)表面。由于石英玻璃颗粒或石英砂颗粒(6)数目很多，因此有很大的表面积。臭氧与水在气水混合器中(7)从上往下的共同运动中，在颗粒表面上的水有充分的条件与臭氧互相接触，许多臭氧因此而溶于水中(含有一定量臭氧的水叫臭氧水，当水中臭氧量在4PPm以上时，为高浓度臭氧水)在气——水混合器7的下端未能溶于水中的剩余的臭氧、氧气和臭氧水经连接管道(11)进入气——水分离器(8)。由于隔板(8a)的作用，未溶于水剩余的臭氧和氧气从水中溢出，并迅速由气——水分离器(8)的上端溢气口(8e)经连接管道(2)进入臭氧还原器(15)。在活性碳(16)的催化还原作用，吸附作用，与直接反应中臭氧变成氧气及一氧化碳(微量)，二氧化碳由通大气连接管(14)排入大气。气——水分离器(8)中的臭氧水经出水口(8b)流出供使用。当水量过大时气——水分离器(8)上端的出水限量监测器(5)(现有技术)，发生作用，自控电路关闭进水电磁阀(13)，气水分离器(8)的横向出水口(8b)上的一段垂直隔离管(8c)起到密封作用，防止臭氧气体从出水口(8b)外溢。(由于横向出水口8b下部被水充满，防止了气体溢出。)

固体聚合物电解质膜复合电极电解及臭氧发生器装置(18)所需恒流直流电是由交流220V经变压器降压，IC₄整流，C₅,C₆滤波，再由IC₁进行恒流。R₁₆为采样电阻。按下按钮AN₁，本实用新型控制电路接通并保持。由1/2IC₂，R₄,C₁和R₅,BG₂组成该电路，此时发生器装置(18)开始工作。由1/2IC₃,C₃,W₂组成的延时电路开始三分钟延时，三分钟延时后进水电磁阀(13)接通，本实用新型处于正常工作状态。当按暂停按钮AN₂时，进水电磁阀(13)关闭，本实用新型臭氧水出水暂停由1/2IC₃,W₁,C₂组成15分钟延时电路和由1/2IC₃,R₃,BG₃,BG₄,J₂组成的自动关机电路使暂停不能超过15分钟，否则会自动关机，IC₂保证AN₁,AN₂功能交替出现及保持通、断状态利用继电器J₁的延时吸合和提前释放实现发生器装置(18)的工作启动时延时接入电源，关闭时提前脱离电源。磁敏干簧管HY、LY及LED₄、LED₅、R₇为出水限量监测器电路，温控器WK₁、WK₂在本实用新型内部超温时会自动切断供电电路。

本实用新型可连续稳定制备高浓度(大于4PPm)的臭氧水，剩余臭氧全部被还原，无污染现象。其在医疗卫生领域，消毒保健领域，各种公共场所及家庭等极广阔的范围，对保护和提高人体建康将发挥重要的实际作用。

Claims (5)

1．一种高浓度臭氧水制备装置，包括固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器装置(18)，出水限量监测器(5)，进水电磁阀(13)，节流阀(9)，直流稳流电源及自动控制电路，其特征在于：该装置还包括气——水混合器(7)、气——水分离器(8)和臭氧还原器(15)，气——水混合器(7)的上端分别通过管道(1)(3)与固体聚合物电解质膜复合电极电解臭氧发生器装置(18)的臭氧输出口(18a)及节流阀(9)相连接；节流阀(9)经管道(10)与进水电磁阀(13)相连；进水电磁阀(13)经管道(12)与自来水源相连接；气水混合器(7)的下端以管道(11)与气——水分离器(8)的进水口(8d)相连接；气——水分离器(8)的溢气口(8e)经管道(2)与臭氧还原器(15)相连接；臭氧还原器(15)下端经管道14通大气；气——水分离器(8)的下端设有臭氧水出水口(8b)；气——水分离器(8)的上端装有出水限量监测器(5)。

2．按权利要求1所述的一种高浓度臭氧水制备装置，其特征在于：气——水混合器(7)是圆柱型，其内部填满石英玻璃颗粒或石英砂颗粒。

3．按权利要求1所述的一种高浓度臭氧水制备装置，其特征在于：气——水混合器(7)的上端内部装有圆锥面形的进水分流装置(4)。

4．按权利要求1所述的一体高浓度臭氧水制备装置，其特征在于：气——水分离器(8)的进水口(8d)与出水口(8b)之间有隔板(8a)。

5．按权利要求1所述的一种高浓度臭氧水制备装置，其特征在于：气——水分离器(8)下端装有横向出水口(8b)，横向出水口(8b)上有一段垂直方向上的隔离管(8c)。

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