CN2330407Y - 气液体离子分离、混合器 - Google Patents

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郭铁柱
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Abstract

一种气液体离子分离、混合器,其特征在于包括具有一中空柱体,该中空柱体是由不锈钢的壳体构成,该中空柱体的两端连设有法兰,该中空柱体内壁圆周上对称分布固设有不同极性天然磁铁,每半周上的天然磁铁的极性相同,该天然磁铁为长条状,并延中空柱体的轴向设置,中空柱体内的磁场强度不得小于3000高斯。本实用新型以最简单的结构,完成污水以及废气的快速、彻底的处理过程,并降低污水、废气的处理成本。

Description

气液体离子分离、混合器
本实用新型有关一种化学反应装置，具体地讲是一种应用于水处理，特别是污水的处理或者废气处理的气液体离子分离、混合器。
污水和废气是最大的两种环境污染源，为此世界各国的环保科学家作出大量的研究工作。而目前世界上使用最多的处理污水的方法是氧化还原法。为能大量地处理污水，加快污水处理过程，人们采用了如臭氧法或曝气法等方法来加快其氧化还原反应的速度，其工作原理是将臭氧或高纯度的氧气通入污水中曝气，力求臭氧或氧气的氧离子与污水中的电解液充分地结合，并以此促进融于水中的电解液与氧离子快速地发生氧化还原反应，从而将污水中的其它物质中和、氧化还原而生成可与水分离的气体或固态的其它特质。但由于上述方法中臭氧或氧气是为气态，而污水为液态，其两者很难进行充分的结合，所以其氧化还原的过程仍很长。在环保工作的实践中证明，采用上述方法的污水的处理周期一般很长，而且设备造价昂贵，占地面积较大，并因此大大地增加了污水的处理成本。
在化学工业中为加速氧化还原反应的速度，一般采用电磁铁通电后形成一个强磁场，在该磁场的作用下，反应双方尽快形成离子状态，但此种方法耗电过大，成本相当高，所以一般不适应用于工程量极大的污水处理。
目前对废气的处理，主要是工业烟尘的处理通常所采用的方法是水雾法，通常是在烟尘的排放出口施放水雾，首先利用水雾使烟尘中的尘粒沉淀；同时因为在烟尘排放初期具有较高的温度，在此高温状态下，水分子较容易地与烟雾中其它的物质发生反应，以期实现对烟尘的净化处理。利用上述废气处理方法可将烟尘中的煤粉尘处理，而不再排黑色烟，但烟尘中仍存在有大量的污染物，如一氧化碳、二氧化硫、硫化氢、碳化氢等等，所以很难达到排放标准。
本实用新型的目的在于提供一种气液体离子分离、混合器，以最简单的结构，完成污水以及废气的快速、彻底的处理过程，并降低污水、废气的处理成本。
本实用新型的目的是这样实现的：一种气液体离子分离、混合器，其特征在于包括具有一中空柱体，该中空柱体是由不锈钢的壳体构成，该中空柱体的两端连设有法兰，该中空柱体内壁圆周上对称分布固设有不同极性天然磁铁，每半周上的天然磁铁的极性相同，该天然磁铁为长条状，并延中空柱体的轴向设置，中空柱体内的磁场强度不得小于3000高斯。
本实用新型的目的还可由如下措施实现的，所述的中空柱体可呈圆柱型，并于中空柱体两端与法兰之间连接有渐缩的锥状段，离子分离、混合器一端设有一高速雾化器，中空柱体的前段可设有一臭氧输入管，该臭氧输入管可连接于一臭氧发生装置；天然磁铁间可设有金属板，该金属板或金属条可延上述中空柱体轴向延设；将天然磁铁可左、右对称设置。
本实用新型的气液体分离、混合器当处理污水时的工作原理是：由于在本实用新型的中空柱体内具有一由天然磁铁构成的强磁场，而自然界的水尤其是污水通常被认为是导电的，所以当其通过该天然磁铁所构成的强磁场时，产生一自然电场。在该磁场和电场的环境下，水分子或污水的水分子集团的阴阳离子快速离解，分离成离子状态。此时再加入诸如臭氧类的反应物后，污水中水分子集团中的其它呈离子状态的物质会与该反应物发生强烈地氧化还原、化合以及分解反应，从而迅速完成分子结构的重新组合过程，生成水与其它物质的混合物，从而达到水的净化作用。仅以几种污水中常见的其它物质与臭氧的反应过程如下：
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
  
(7)
   CNO-+2H2O→2CO2+N2↑+4H+
(8)CO+O3→CO2+O2↑
(9)H2S+O3→H2O+O2↑
(10)Fe2++O3+2H+→Fe3++H2O+O2↑
    Fe3++3H2O→Fe(OH)3↓+3H+
(11)Mn2++O3+H2O→MnO2↓+O2↑+2H+
    2MnO2+3O3+H2O→2MnO4↓+3O2↑+2H+
本实用新型的气液体离子分离、混合器当处理废气时主要是一种离子的混合过程，其工作原理是也是利用离子发生器内所具有的强磁场；首先注入诸如臭氧雨的液态反应物与废气进行充分混合，以形成一种气液混合物，该气液混合物经过该强磁场时，会发生上述如污水的物理化学反应过程。以最主要的工业废气烟尘中硫化氢H2S为例，试验证明，其与臭氧结合在强磁场的作用下发生如下反应，
该反应的最终产物为可再利用的3H2SO4，本实用新型人所作的大量试验证明，利用本实用新型可以改变千百年烟尘的排放方法，取缔烟囱。
综上所述，污水和废气在流经本实用新型的装置的过程中能迅速地完成污水或废气分子集团的分子分离以及再重组的过程，该过程在自然电场和永久磁场的作用下完成的更加彻底，其装置本身可不使用任何电源，也无任何污染物产生，不仅能大大地加快污水和废气的处理过程，而且降低其处理成本。
附图图面说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2本实用新型的第二种实施例的结构示意图；
图3为图2的立体分解图；
图4为本实用新型的第三种实施例的结构示意图；
图5为本实用新型的第四种实施例的结构示意图；
图6为本实用新型的第五种实施例的结构示意图；
图7为本实用新型的一种应用实施例。
下面将结合实施例及其附图详细说明本实用新型如下；
请参见图1所示，本实用新型的离子分离、混合器1为具有一定长度的中空柱体2，是由不锈钢制成的壳体构成，在本实施例中，中空柱体2是呈圆柱型，该中空柱体2的两端连接有渐缩的锥状段3，该两锥状段3分别连设有法兰4。该法兰4可将本装置连接于污水处理系统或废气处理系统的通路中。
本实用新型的中空柱体2内壁圆周上对称分布固设有不同极性天然磁铁5，每半周上的天然磁铁5的极性相同。该天然磁铁5为长条状，并延中空柱体2的轴向延伸。此种磁铁结构的分布使得中空柱体2内形成一强磁场，该磁场的强度由天然磁铁的磁性确定，但不得小于3000高斯。
中空柱体2内壁两端可设有一段嵌槽21，天然磁铁5的两端嵌设于该嵌槽21内，该嵌槽21可为燕尾槽型，天然磁铁5因此而固定连接于中空柱体2内壁。锥状段3可焊接于中空柱体2的两端。天然磁铁5与中空柱体2的固定连接方式也可采用焊接的方法。
如图2和图3所示，在本实施例中，中空柱体2内设有两金属板22，该金属板22由两种不同的金属构成。如图示，该金属板22上可开均布设有嵌槽23，上的天然磁铁5嵌设于该嵌槽23内，再将金属板22弯折后插装入中空柱体2内，将天然磁铁5固定嵌设于中空柱体2内。该金属板22也有助于加快磁场内的物理化学反应过程。图4示出本实用新型的第三种实施例，在本实施例中，天然磁铁5以嵌槽的形式嵌设于中空柱体2的内壁上，并在磁铁5的间隔中可设有金属条24，该金属条24同磁铁5相同延中空柱体2轴向延伸设置。金属条24的作用与上述金属板22的作用相同，可加快磁场内的反应速度。
上述实施例中所示出的结构，用于处理污水时，中空柱体2内流过的水有时不会太满，所以该天然磁铁5的极向应水平左右对称，使得中空柱体2内的磁力线有分布能垂直于流通水的切割方向。为此上述的连接法兰4呈四边形，有利于在安装时调整磁场的方向。
图5为本实用新型的第四例，在本实施例中，锥状段3的连接于中空柱体2的一端设有状止口31，天然磁铁5的长度大于中空柱体2，其两端伸出于中空柱体2外。一定位环套32，其周边均匀分布有定位槽33，该定位槽33配合于磁铁5的截面形状，该定位环套32与上述止口31的配合，在锥状段31上右形成一定位孔，天然磁铁5的两端插设于该定位孔内，再将锥状段3焊接于中空柱体2的两端，从而将天然磁铁5固设于中空柱体2内。此种天然磁铁5的固定结构的加工工艺性较好。
上述实施例的结构在使用时，是利用两端的法兰4与污水处理或废气处理系统连接。如前述的本实用新型的工作原理，在处理污水时，可在本装置的前段可设有一雾化混合仓5，污水在该雾化混合仓5内先进行雾化处理，并注入一定量的臭氧气体，使之充分混合后，再进入本实用新型的带有强磁场的中空柱体2内，当污水并穿经该磁场同时会产生一自然电场，污水在该强磁场和电场的作用下，其分子结构被打碎，呈活跃的离子状态，并与臭氧发生剧烈的物理化学反应，重新形成水、气体和其它物质，从而迅速地完成污水的净化处理。
本实用新型也可应用于对自来水的处理。目前通常对自来水的处理是使用漂白粉杀菌，但由于漂白粉在杀菌的同时也会对人体产生诸多的副作用。另外由于自来水中仍存在有大量的其它物质，长期使用后这些物质与供水管中的铁发生反应而产生诸如Fe2O3类物质，将供水管锈损。可将本实用新型的装置安装于一供水分支的初端，例如一幢建筑物的供水塔的出口，自来水穿经本实用新型的离子分离器，可生成Fe3O4，该物质在供水管内形成保护层，即防止供水管的锈损，又不会造成对自来水的污染；同时臭氧也会对自来水起到极好杀菌的作用。
请参见图6示出本实用新型的第五种实施例，在本实施例中，离子分离器的一端法兰4内设有一高速雾化器6，该雾化器6可为常规的雾化装置，其作用是源水先雾化后再进入离子分离器内。中空柱体2的前段可设有一臭氧输入管7，该臭氧输入管7可连接于一臭氧发生装置，以向中空柱体2内输入臭氧，以利于流经离子分离器内的氧化还原反应。本实施例适用于处理量较大的生活废水的处理过程。
图7为本实用新型在处理工业烟尘的实施例，在本实施例中离子分离器输入端的法兰4可连接一冷却仓9，该冷却仓9连接一喷雾装置10，通过该喷雾装置10向冷却仓9内喷晒臭氧雨，工业烟尘在该冷却仓9内冷却并与臭氧混合后再进入本实用新型的离子分离器内进行反应，从而达到烟尘的净化处理。

Claims (10)

1、一种气液体离子分离、混合器，其特征在于包括具有一中空柱体，该中空柱体是由不锈钢的壳体构成，该中空柱体的两端连设有法兰，该中空柱体内壁圆周上对称分布固设有不同极性天然磁铁，每半周上的天然磁铁的极性相同，该天然磁铁为长条状，并延中空柱体的轴向设置，中空柱体内的磁场强度不得小于3000高斯。
2、根据权利要求1所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于中空柱体可呈圆柱型。
3、根据权利要求1所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于中空柱体两端与法兰之间连接有渐缩的锥状段。
4、根据权利要求1所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于中空柱体内壁两端可设有一段嵌槽，天然磁铁的两端嵌设于该嵌槽内，将天然磁铁固定连接于中空柱体内壁。
5、根据权利要求3所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于锥状段可焊接于中空柱体的两端。
6、根据权利要求1所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于天然磁铁与中空柱体的固定连接方式也可采用焊接。
7、根据权利要求1或5所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于锥状段的连接于中空柱体的一端设有环状止口，天然磁铁的长度大于中空柱体，其两端伸出于中空柱体外，一定位环套，其周边均匀分布有定位槽，该定位槽配合于磁铁的截面形状，该定位环套与上述止口的配合，在锥状段上形成一定位孔，天然磁铁的两端插设于该定位孔内，将天然磁铁固设于中空柱体内。
8、根据权利要求1所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于离子分离器一端设有一高速雾化器，中空柱体的前段可设有一臭氧输入管，该臭氧输入管可连接于一臭氧发生装置。
9、根据权利要求1所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于所述的天然磁铁间可设有金属板，该金属板或金属条可延上述中空柱体轴向延设。
10、根据权利要求1所述的一种气液体离子分离、混合器，其特征在于所述的天然磁铁可左、右对称设置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102489104A (zh) * 2011-12-30 2012-06-13 魏伯卿 环磁叠加多级隧道顺磁梯度分离提浓装置
CN104548832A (zh) * 2014-11-05 2015-04-29 华玉叶 组合式净化含尘烟气的方法

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