健康水制備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種健康水制備系統(tǒng)，所述制備系統(tǒng)包括：氫氣輸送設(shè)備、膜分離裝置、氧氣輸送設(shè)備、水生成設(shè)備；所述氫氣輸送設(shè)備通過(guò)制備獲取氫氣，或者僅輸送制備好的氫氣；氫氣輸送設(shè)備連接膜分離裝置，通過(guò)膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，而氫氣中的氘、氚無(wú)法從膜分離裝置過(guò)濾出；所述氧氣輸送設(shè)備通過(guò)制備而提供氧氣，或者僅輸送制備好的氧氣；所述水生成設(shè)備接收氫氣制備設(shè)備制備的氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，制得健康水。本實(shí)用新型提出的健康水制備系統(tǒng)，可制備不含具有放射性元素氘氚的輕水，提升人們的生活品質(zhì)，滿足人們對(duì)健康的需求。此外，本系統(tǒng)具有便攜性，方便人們攜帶。
【專利說(shuō)明】健康水制備系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于健康飲用水制備【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種水制備系統(tǒng)，尤其涉及一種健康水制備系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]氕、氘、氚是氫三種同位素；H氕原子核內(nèi)有I個(gè)質(zhì)子，無(wú)中子，豐度為99.98%;氘D(又稱重氫)，原子核內(nèi)有I個(gè)質(zhì)子，I個(gè)中子，豐度0.016% ;氣T (又稱超重氫),原子核內(nèi)有I個(gè)質(zhì)子，2個(gè)中子，豐度0.004。
[0003]然而，有研究發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的沉淀，太陽(yáng)輻射的能量在地球上部分以氘、氚的形式存在于水中，因此，如今水中氘、氚的含量高于以往，并處于增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
[0004]氣(deuterium)為氫的一種穩(wěn)定形態(tài)的放射性同位素，也被稱為重氫，兀素符號(hào)一般為D或2H。原子核中有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子，氫中有0.016%的氘。在大自然的含量約為一般氫的7000分之一,用于熱核反應(yīng),聚變時(shí)放出β射線后形成質(zhì)量數(shù)為3的氦；氣被稱為“未來(lái)的天然燃料”。
[0005]氣(tritium)元素符號(hào)為T或3Η。原子核中有一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子。并帶有放射性，會(huì)發(fā)生β衰變，其半衰期為12.43年。由于氚的β衰變只會(huì)放出高速移動(dòng)的電子，不會(huì)穿透人體，因此只有大量吸入氚才會(huì)對(duì)人體有害。在地球的自然界中，相比一般的氫氣，氚的含量極少。氚的產(chǎn)生是當(dāng)宇宙射線所帶的高能量中子撞擊氘核，其氘核與中子結(jié)合為氚核。氚與氘一樣，都是制造氫彈的原料。自然界中存在極微，從核反應(yīng)制得，主要用于熱核反應(yīng)。
[0006]由此可見(jiàn)，水中存在的氘、氚具有放射性，在一定程度上影響人們的健康；重水(超重水)含量越高，對(duì)細(xì)胞周期影響越大，會(huì)縮短細(xì)胞的生命周期；重水有毒，水中重水的含量如果超過(guò)一定值，可以致命。然而，如今還沒(méi)有解除水中氘、氚的方法；更沒(méi)有出現(xiàn)體積小、適用于家用的水制備設(shè)備。
[0007]有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計(jì)一種新的水制備設(shè)備，以便克服現(xiàn)有水處理方式的上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種健康水制備系統(tǒng)，可制備不含氘氚的輕水，提升人們的生活品質(zhì)。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]—種健康水制備系統(tǒng)，所述制備系統(tǒng)包括:氫氣制備設(shè)備、氧氣輸送設(shè)備、水生成設(shè)備；
[0011]所述氫氣制備設(shè)備包括:液體儲(chǔ)存容器、原料輸送裝置、快速啟動(dòng)裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路；
[0012]所述制氫裝置包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部；
[0013]所述液體儲(chǔ)存容器與制氫裝置連接；液體儲(chǔ)存容器中儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水；
[0014]所述氫氣制備設(shè)備利用快速啟動(dòng)裝置提供啟動(dòng)能源啟動(dòng)；快速啟動(dòng)裝置包括加熱機(jī)構(gòu)、氣化管路，氣化管路的內(nèi)徑為I?2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機(jī)構(gòu)上；所述氣化管路的一端連接液體儲(chǔ)存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過(guò)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)點(diǎn)火燃燒；或者，氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達(dá)到自燃點(diǎn)，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動(dòng)裝置為制氫裝置提供啟動(dòng)能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動(dòng)裝置通過(guò)加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0015]所述制氫裝置啟動(dòng)后，制氫裝置通過(guò)制氫裝置制得的氫氣提供運(yùn)行所需的能源；
[0016]所述液體儲(chǔ)存容器中的甲醇和水通過(guò)原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C?420°C ；
[0017]所述重整室上部的溫度為400°C?500°C ;重整室與分離室通過(guò)連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過(guò)重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0018]所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C?500°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；
[0019]所述原料輸送裝置提供動(dòng)力，將液體儲(chǔ)存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強(qiáng)，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強(qiáng)；
[0020]所述制氫裝置啟動(dòng)制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持制氫裝置運(yùn)行；
[0021]所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進(jìn)行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強(qiáng)之差大于等于0.7M Pa；
[0022]所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金或鈀釔合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金或鈀釔合金，鈀銀合金或鈀釔合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀或釔占22%?25% ;所述膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，氫氣中的氘、氚無(wú)法被分離出膜分離裝置，未能分離的氘、氚被另外收集；膜分離裝置內(nèi)的溫度設(shè)定為300?500°C，壓強(qiáng)小于5Mpa或壓差不超過(guò)15公斤；
[0023]所述氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥，彈簧安全閥包括閥主體、彈簧機(jī)構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開(kāi)關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時(shí)能斷開(kāi)原料輸送裝置的開(kāi)關(guān)；
[0024]所述輸送泵的開(kāi)關(guān)包括接觸段及三個(gè)端口，三個(gè)端口分別為第一端口、第二端口、
第三端口 ；
[0025]所述接觸段的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口，第一端口連接輸送泵；接觸段的另一端能接觸第二端口或第三端口；
[0026]所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時(shí)，能控制輸送泵工作；
[0027]所述第三端口連接報(bào)警發(fā)送裝置，當(dāng)?shù)谝欢丝谶B接第三端口時(shí)，能控制輸送泵不工作，同時(shí)報(bào)警發(fā)送裝置發(fā)送報(bào)警信息至對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或客戶端；
[0028]所述氧氣輸送設(shè)備通過(guò)制備而提供氧氣，或者僅輸送氧氣；
[0029]所述水生成設(shè)備包括質(zhì)子膜，接收氫氣制備設(shè)備制備的氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，制得健康水。
[0030]—種健康水制備系統(tǒng)，所述制備系統(tǒng)包括:氫氣輸送設(shè)備、膜分離裝置、氧氣輸送設(shè)備、水生成設(shè)備；
[0031]所述氫氣輸送設(shè)備通過(guò)制備獲取氫氣，或者僅輸送制備好的氫氣；氫氣輸送設(shè)備連接膜分離裝置，通過(guò)膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，而氫氣中的氘、氚無(wú)法從膜分離裝置過(guò)濾出；
[0032]所述氧氣輸送設(shè)備通過(guò)制備而提供氧氣，或者僅輸送制備好的氧氣；
[0033]所述水生成設(shè)備接收氫氣制備設(shè)備制備的氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，制得健康水。
[0034]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金或鈀釔合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金或鈀釔合金，鈀銀合金或鈀釔合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀或釔占22%?25%。
[0035]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述氫氣輸送設(shè)備包括氫氣制備設(shè)備；
[0036]所述氫氣制備設(shè)備包括:液體儲(chǔ)存容器、原料輸送裝置、快速啟動(dòng)裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路；
[0037]所述制氫裝置包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部；
[0038]所述液體儲(chǔ)存容器與制氫裝置連接；液體儲(chǔ)存容器中儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水；
[0039]所述氫氣制備設(shè)備利用快速啟動(dòng)裝置提供啟動(dòng)能源啟動(dòng)；快速啟動(dòng)裝置包括加熱機(jī)構(gòu)、氣化管路，氣化管路的內(nèi)徑為I?2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機(jī)構(gòu)上；所述氣化管路的一端連接液體儲(chǔ)存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過(guò)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)點(diǎn)火燃燒；或者，氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達(dá)到自燃點(diǎn)，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動(dòng)裝置為制氫裝置提供啟動(dòng)能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動(dòng)裝置通過(guò)加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0040]所述制氫裝置啟動(dòng)后，制氫裝置通過(guò)制氫裝置制得的氫氣提供運(yùn)行所需的能源；
[0041]所述液體儲(chǔ)存容器中的甲醇和水通過(guò)原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C?420°C ；
[0042]所述重整室上部的溫度為400°C?500°C ;重整室與分離室通過(guò)連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過(guò)重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0043]所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C?500°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；
[0044]所述原料輸送裝置提供動(dòng)力，將液體儲(chǔ)存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強(qiáng)，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強(qiáng)；
[0045]所述制氫裝置啟動(dòng)制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持制氫裝置運(yùn)行；
[0046]所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進(jìn)行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強(qiáng)之差大于等于0.7M Pa。
[0047]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥，彈簧安全閥包括閥主體、彈簧機(jī)構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開(kāi)關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時(shí)能斷開(kāi)原料輸送裝置的開(kāi)關(guān)；
[0048]所述輸送泵的開(kāi)關(guān)包括接觸段及三個(gè)端口，三個(gè)端口分別為第一端口、第二端口、
第三端口 ；
[0049]所述接觸段的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口，第一端口連接輸送泵；接觸段的另一端能接觸第二端口或第三端口；
[0050]所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時(shí)，能控制輸送泵工作；
[0051]所述第三端口連接報(bào)警發(fā)送裝置，當(dāng)?shù)谝欢丝谶B接第三端口時(shí)，能控制輸送泵不工作，同時(shí)報(bào)警發(fā)送裝置發(fā)送報(bào)警信息至對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或客戶端。
[0052]一種健康水制備方法，所述制備方法包括:
[0053]氫氣輸送步驟，在輸送的過(guò)程中進(jìn)行膜分離；膜分離步驟中，通過(guò)膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，而氫氣中的氘、氚無(wú)法從膜分離裝置過(guò)濾出；
[0054]氧氣輸送步驟，通過(guò)制備而提供氧氣，或者僅輸送氧氣；
[0055]水生成步驟，接收氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，制得健康水。
[0056]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選方案，所述膜分離裝置包括鈀膜合金，膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金或鈀釔合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金或鈀釔合金，鈀銀合金或鈀釔合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀或釔占22%?25%。
[0057]一種上述健康水制備系統(tǒng)的制備方法，所述制備方法包括如下步驟:
[0058]步驟S1、氫氣制備步驟，制備氫氣，具體包括:
[0059]-步驟S11、快速啟動(dòng)步驟；所述氫氣制備設(shè)備利用快速啟動(dòng)裝置提供啟動(dòng)能源啟動(dòng)；具體包括:
[0060]加熱機(jī)構(gòu)通電設(shè)定時(shí)間，待加熱機(jī)構(gòu)達(dá)到設(shè)定溫度后向氣化管路通入甲醇；由于氣化管路緊密地纏繞于加熱機(jī)構(gòu)上，甲醇溫度逐步升高；氣化管路輸出被氣化的甲醇，而后通過(guò)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)點(diǎn)火燃燒；或者，氣化管路輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達(dá)到自燃點(diǎn)，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；
[0061]氣化的甲醇通過(guò)燃燒放熱，為制氫裝置提供啟動(dòng)能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動(dòng)裝置通過(guò)加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0062]-步驟S12、氫氣制備設(shè)備啟動(dòng)后，氫氣制備設(shè)備通過(guò)制氫裝置制得的氫氣提供運(yùn)行所需的能源；待氫氣制備設(shè)備運(yùn)行制得足夠的氫氣，關(guān)閉快速啟動(dòng)裝置，由制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持制氫裝置運(yùn)行；制氫過(guò)程具體包括:
[0063]所述液體儲(chǔ)存容器中的甲醇和水通過(guò)原料輸送裝置輸送至制氫裝置的換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化齊U，重整室下部及中部溫度為300°c?420°C ；[0064]所述重整室上部的溫度為400°C?570°C ;重整室與分離室通過(guò)連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過(guò)重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0065]所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C?570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；所述原料輸送裝置提供動(dòng)力，將液體儲(chǔ)存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15?5MPa的壓強(qiáng)，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強(qiáng)；所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進(jìn)行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強(qiáng)之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%?78%，銀占22%?25% ；
[0066]-步驟S13、所述制氫裝置啟動(dòng)制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持制氫裝置運(yùn)行；
[0067]-步驟S14、所述膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，氫氣中的氘、氚無(wú)法被分離出膜分離裝置，未能分離的氘、氚被另外收集；膜分離裝置內(nèi)的溫度設(shè)定為300?500°C，壓強(qiáng)小于5Mpa或壓差不超過(guò)15公斤；
[0068]-步驟S15、經(jīng)過(guò)膜分離裝置分離出的氫氣進(jìn)入氫氣輸送管路輸送,氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥；在氫氣輸送管路內(nèi)壓力大于設(shè)定值時(shí)，彈簧安全閥的彈起端頂開(kāi)輸送泵的開(kāi)關(guān)設(shè)置，斷開(kāi)原料輸送裝置的開(kāi)關(guān)；
[0069]氫氣制備設(shè)備開(kāi)始工作時(shí)，開(kāi)關(guān)的接觸段連接第一端口、第二端口，原料輸送裝置工作；當(dāng)彈起端彈起時(shí)，能頂開(kāi)位于彈起端頂部的接觸段，由于接觸段的一端能旋轉(zhuǎn)地固定在第一端口上，接觸段以第一端口為軸心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；此時(shí)，接觸段的另一端變?yōu)檫B接第三端口，原料輸送裝置無(wú)法工作；同時(shí)，由于第一端口通過(guò)接觸段連接第三端口能驅(qū)動(dòng)報(bào)警發(fā)送裝置工作，發(fā)送報(bào)警信息至對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或客戶端，通知相應(yīng)人員；
[0070]步驟S2、氧氣輸送步驟；通過(guò)制備的方式提供氧氣，或者僅輸送已經(jīng)制備好的氧氣;
[0071]步驟S3、接收氫氣制備設(shè)備制備的氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，通過(guò)質(zhì)子膜制得健康水。
[0072]本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型提出的健康水制備系統(tǒng)，可制備不含具有放射性元素氘氚的輕水，提升人們的生活品質(zhì)，滿足人們對(duì)健康的需求。此外，本系統(tǒng)具有便攜性，方便人們攜帶。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0073]圖1為本實(shí)用新型健康水制備系統(tǒng)的組成示意圖。
[0074]圖2為本實(shí)用新型健康水制備系統(tǒng)中氫氣制備設(shè)備的組成示意圖。
[0075]圖3為氫氣制備設(shè)備中快速啟動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0076]圖4為氫氣制備設(shè)備及其加熱管路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0077]圖5為設(shè)有安全閥的氫氣制備設(shè)備的組成示意圖。
[0078]圖6為設(shè)有安全閥的氫氣制備設(shè)備的另一種狀態(tài)下的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0079]下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例。
[0080]實(shí)施例一
[0081]請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型揭示了一種健康水制備系統(tǒng)，所述制備系統(tǒng)包括:氫氣制備設(shè)備1、氧氣輸送設(shè)備2、水生成設(shè)備3。其中，氫氣制備設(shè)備I用于制備氫氣并輸出，也可以僅為氫氣輸送設(shè)備，僅輸送制備好的氫氣，此時(shí)氫氣輸送設(shè)備連接膜分離裝置，通過(guò)膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，而氫氣中的氘、氚無(wú)法從膜分離裝置過(guò)濾出。氧氣輸送設(shè)備通過(guò)制備而提供氧氣，或者僅輸送氧氣；水生成設(shè)備包括質(zhì)子膜，接收氫氣制備設(shè)備制備的氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，制得健康水。
[0082]本實(shí)施例中，請(qǐng)參閱圖2，所述氫氣制備設(shè)備I為小型便攜式制氫設(shè)備，包括:液體儲(chǔ)存容器10、原料輸送裝置50、快速啟動(dòng)裝置40、制氫裝置20、膜分離裝置30、氫氣輸送管路60。
[0083]如圖3所示,所述快速啟動(dòng)裝置40包括殼體41、加熱機(jī)構(gòu)42、氣化管路43,氣化管路43的內(nèi)徑為I?2mm，氣化管路43纏繞于加熱機(jī)構(gòu)42上；所述加熱機(jī)構(gòu)可以為電加熱棒，利用交流電或蓄電池、干電池即可。
[0084]所述氣化管路43的一端連接液體儲(chǔ)存容器10，將甲醇送入氣化管路43中；氣化管路43的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過(guò)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)點(diǎn)火燃燒；或者，氣化管路43的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達(dá)到自燃點(diǎn)，甲醇從氣化管路43輸出后直接自燃；所述快速啟動(dòng)裝置40為制氫裝置(或者說(shuō)整個(gè)氫氣制備設(shè)備)提供啟動(dòng)能源。
[0085]請(qǐng)參閱圖4，為了提高制氫裝置的加熱速度，在所述制氫裝置20的重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路21，加熱管路21內(nèi)放有催化劑(如可以將加熱溫度控制在380°C?480°C);所述快速啟動(dòng)裝置40通過(guò)加熱所述加熱管路21為重整室加熱，可以提高加熱效率。
[0086]如圖2所示,制氫裝置20還可以設(shè)置第二啟動(dòng)裝置70,所述第二啟動(dòng)裝置70包括第二氣化管路，第二氣化管路的主體設(shè)置于重整室內(nèi)，第二氣化管路為重整室加熱(還可以為氫氣制備設(shè)備其他單元加熱)。第一氣化管路或/和第二氣化管路輸出的甲醇為重整室加熱的同時(shí)加熱第二氣化管路，將第二氣化管路中的甲醇?xì)饣?。?dāng)?shù)诙?dòng)裝置可以持續(xù)制得氣化的甲醇后設(shè)定時(shí)間，可以關(guān)閉上述快速啟動(dòng)裝置，從而進(jìn)一步減少對(duì)電能等外部能源的依靠。
[0087]除此之外，所述制氫裝置20包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部。所述液體儲(chǔ)存容器與制氫裝置連接；液體儲(chǔ)存容器中儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水。
[0088]所述液體儲(chǔ)存容器中的甲醇和水通過(guò)原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C?420°C。所述重整室上部的溫度為400°C?570°C;重整室與分離室通過(guò)連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過(guò)重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近。所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C?570°C;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣。通過(guò)上述改進(jìn)，可以分別保證重整室內(nèi)催化劑的低溫要求，以及分離室的高溫要求，進(jìn)而提高氫氣制備效率；同時(shí)，本實(shí)用新型的預(yù)熱方式(將分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部)非常便捷。
[0089]此外，所述原料輸送裝置提供動(dòng)力，將液體儲(chǔ)存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15~5MPa的壓強(qiáng)，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強(qiáng)。所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進(jìn)行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強(qiáng)之差大于等于0.7M Pa。通過(guò)該改進(jìn)，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強(qiáng)，可提高制氫效率及制得氫氣的純度。
[0090]所述氫氣制備設(shè)備啟動(dòng)后，氫氣制備設(shè)備通過(guò)制氫裝置制得的氫氣提供運(yùn)行所需的能源；此時(shí)，可以關(guān)閉快速啟動(dòng)裝置。由于制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持氫氣制備設(shè)備運(yùn)行，從而可以減少對(duì)外部能源的依靠，自適應(yīng)能力強(qiáng)。
[0091]經(jīng) 申請(qǐng)人:研究發(fā)現(xiàn)，氫氣透過(guò)鈀合金，可以將具有放射性的氘、氚與氕分離。因此，本實(shí)用新型中，所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金(或鈀釔合金)，鈀銀合金(或鈀釔合金)的質(zhì)量百分比鈀占75%~78%，銀(或釔)占22%~25%。本實(shí)用新型利用該鈀膜分離裝置，氫氣的純度更高；且可以將氫中具有放射性的氘、氚與氕分離。在鈀占76% (質(zhì)量百分比)，銀占24% (質(zhì)量百分比)時(shí)，分離效果較佳。
[0092]此外，請(qǐng)參閱圖5、圖6，所述氫氣輸送管路60設(shè)有彈簧安全閥61，彈簧安全閥61包括閥主體、彈簧機(jī)構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置50包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開(kāi)關(guān)設(shè)置(當(dāng)然原料輸送裝置50也可以為其他動(dòng)力裝置)，在彈起端彈起時(shí)能斷開(kāi)原料輸送裝置的開(kāi)關(guān)。通過(guò)在氫氣輸送管路設(shè)置機(jī)械安全閥，在氣壓達(dá)到設(shè)定值時(shí)機(jī)械安全閥打開(kāi)，并能控制原料輸送裝置停止輸送原料。從而可以提高設(shè)備運(yùn)行的安全性，防止氫氣泄露及爆炸。 [0093]具體地，本實(shí)施例中，所述輸送泵的開(kāi)關(guān)包括接觸段62及三個(gè)端口，三個(gè)端口分別為第一端口 63、第二端口 64、第三端口 65。所述接觸段62的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口 63，第一端口 63連接輸送泵；接觸段62的另一端能接觸第二端口 64或第三端口 65。
[0094]所述第二端口 64連接電源，第一端口 63連接第二端口 64時(shí)，能控制輸送泵工作。所述第三端口 65連接報(bào)警發(fā)送裝置，當(dāng)?shù)谝欢丝谶B接第三端口 65時(shí)，能控制輸送泵不工作，同時(shí)報(bào)警發(fā)送裝置發(fā)送報(bào)警信息(如通過(guò)短信的方式)至對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或客戶端，可以通知相應(yīng)人員。
[0095]本實(shí)用新型氫氣制備設(shè)備、氧氣輸送設(shè)備的體積均可以設(shè)計(jì)的很小，從而可以方便人們攜帶。
[0096]本實(shí)用新型還揭示一種上述健康水制備系統(tǒng)的制備方法，所述制備方法包括如下步驟:
[0097]【步驟SI】氫氣制備步驟，制備氫氣，具體包括:
[0098]-步驟S11、快速啟動(dòng)步驟；所述氫氣制備設(shè)備利用快速啟動(dòng)裝置提供啟動(dòng)能源啟動(dòng)；具體包括:
[0099]加熱機(jī)構(gòu)通電設(shè)定時(shí)間，待加熱機(jī)構(gòu)達(dá)到設(shè)定溫度后向氣化管路通入甲醇；由于氣化管路緊密地纏繞于加熱機(jī)構(gòu)上，甲醇溫度逐步升高；氣化管路輸出被氣化的甲醇，而后通過(guò)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)點(diǎn)火燃燒；或者，氣化管路輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達(dá)到自燃點(diǎn)，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；[0100]氣化的甲醇通過(guò)燃燒放熱，為制氫裝置提供啟動(dòng)能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑；所述快速啟動(dòng)裝置通過(guò)加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0101]-步驟S12、氫氣制備設(shè)備啟動(dòng)后，氫氣制備設(shè)備通過(guò)制氫裝置制得的氫氣提供運(yùn)行所需的能源；待氫氣制備設(shè)備運(yùn)行制得足夠的氫氣，關(guān)閉快速啟動(dòng)裝置，由制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持制氫裝置運(yùn)行；制氫過(guò)程具體包括:
[0102]所述液體儲(chǔ)存容器中的甲醇和水通過(guò)原料輸送裝置輸送至制氫裝置的換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；氣化后的甲醇蒸氣及水蒸氣進(jìn)入重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑，重整室下部及中部溫度為300°C~420°C ；
[0103]所述重整室上部的溫度為400°C~570°C ;重整室與分離室通過(guò)連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部，能通過(guò)重整室上部的高溫繼續(xù)加熱從重整室輸出的氣體；所述連接管路作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近；
[0104]所述分離室內(nèi)的溫度設(shè)定為350°C~570°C ;分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；所述原料輸送裝置提供動(dòng)力，將液體儲(chǔ)存容器中的原料輸送至制氫裝置；所述原料輸送裝置向原料提供0.15~5MPa的壓強(qiáng)，使得制氫裝置制得的氫氣具有足夠的壓強(qiáng)；所述制氫裝置制得的氫氣輸送至膜分離裝置進(jìn)行分離，用于分離氫氣的膜分離裝置的內(nèi)外壓強(qiáng)之差大于等于0.7M Pa ;所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金，鈀銀合金的質(zhì)量百分比鈀占75%~78%，銀占22%~25% ；
[0105]-步驟S13、所述制氫裝置啟動(dòng)制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過(guò)燃燒維持制氫裝置運(yùn)行；
[0106]-步驟S14、所述膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，氫氣中的氘、氚無(wú)法被分離出膜分離裝置，未能分離的氘、氚被另外收集；膜分離裝置內(nèi)的溫度設(shè)定為300~500°C，壓強(qiáng)小于5Mpa或壓差不超過(guò)15公斤；
[0107]-步驟S15、經(jīng)過(guò)膜分離裝置分離出的氫氣進(jìn)入氫氣輸送管路輸送，氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥；在氫氣輸送管路內(nèi)壓力大于設(shè)定值時(shí)，彈簧安全閥的彈起端頂開(kāi)輸送泵的開(kāi)關(guān)設(shè)置，斷開(kāi)原料輸送裝置的開(kāi)關(guān)；
[0108]氫氣制備設(shè)備開(kāi)始工作時(shí)，開(kāi)關(guān)的接觸段連接第一端口、第二端口，原料輸送裝置工作；當(dāng)彈起端彈起時(shí)，能頂開(kāi)位于彈起端頂部的接觸段，由于接觸段的一端能旋轉(zhuǎn)地固定在第一端口上，接觸段以第一端口為軸心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)；此時(shí)，接觸段的另一端變?yōu)檫B接第三端口，原料輸送裝置無(wú)法工作；同時(shí)，由于第一端口通過(guò)接觸段連接第三端口能驅(qū)動(dòng)報(bào)警發(fā)送裝置工作，發(fā)送報(bào)警信息至對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或客戶端，通知相應(yīng)人員；
[0109]【步驟S2】氧氣輸送步驟；通過(guò)制備的方式提供氧氣，或者僅輸送已經(jīng)制備好的氧氣;
[0110]【步驟S3】接收氫氣制備設(shè)備制備的氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，通過(guò)質(zhì)子膜制得健康水。
[0111]實(shí)施例二
[0112]本實(shí)施例中，健康水制備系統(tǒng)不包括氫氣制備設(shè)備，而僅包括氫氣輸送設(shè)備、膜分離裝置，僅輸送制備好的氫氣，此時(shí)氫氣輸送設(shè)備連接膜分離裝置，通過(guò)膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，而氫氣中的氘、氚無(wú)法從膜分離裝置過(guò)濾出。
[0113]當(dāng)然，健康水制備系統(tǒng)還可以包括氧氣制備設(shè)備，制備氧氣。氧氣制備設(shè)備也設(shè)有鈀合金膜分離裝置(可以與實(shí)施例一種的結(jié)構(gòu)相似)，可以將氧中的放射性同位素與160分離，使得人們的飲用水更加安全。
[0114]綜上所述，本實(shí)用新型提出的健康水制備系統(tǒng)，可制備不含具有放射性元素氘氚的輕水，提升人們的生活品質(zhì)，滿足人們對(duì)健康的需求。此外，本系統(tǒng)具有便攜性，方便人們攜帶。
[0115]這里本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本實(shí)用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實(shí)用新型可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本實(shí)用新型范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
【權(quán)利要求】
1.一種健康水制備系統(tǒng)，其特征在于，所述制備系統(tǒng)包括:氫氣制備設(shè)備、氧氣輸送設(shè)備、水生成設(shè)備； 所述氫氣制備設(shè)備包括:液體儲(chǔ)存容器、原料輸送裝置、快速啟動(dòng)裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路； 所述制氫裝置包括換熱器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部； 所述液體儲(chǔ)存容器與制氫裝置連接；液體儲(chǔ)存容器中儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水； 所述氫氣制備設(shè)備利用快速啟動(dòng)裝置提供啟動(dòng)能源啟動(dòng)；快速啟動(dòng)裝置包括加熱機(jī)構(gòu)、氣化管路，氣化管路的內(nèi)徑為I~2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機(jī)構(gòu)上；所述氣化管路的一端連接液體儲(chǔ)存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇；所述快速啟動(dòng)裝置為制氫裝置提供啟動(dòng)能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑； 所述液體儲(chǔ)存容器中的甲醇和水通過(guò)原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；室氣化連接重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑； 所述重整室與分離室通過(guò)連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部; 分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端得到氫氣；所述原料輸送裝置提供動(dòng)力，將液體儲(chǔ)存容器中的原料輸送至制氫裝置； 所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金或鈀釔合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金或鈀釔合金； 所述氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥，彈簧安全閥包括閥主體、彈簧機(jī)構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開(kāi)關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時(shí)能斷開(kāi)原料輸送裝置的開(kāi)關(guān)； 所述輸送泵的開(kāi)關(guān)包括接觸段及三個(gè)端口，三個(gè)端口分別為第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接觸段的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口，第一端口連接輸送泵；接觸段的另一端能接觸第二端口或第三端口 ；所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時(shí)控制輸送泵工作；所述第三端口連接報(bào)警發(fā)送裝置，第一端口連接第三端口時(shí)控制輸送泵不工作，報(bào)警發(fā)送裝置發(fā)送報(bào)警信息至對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或客戶端； 所述氧氣輸送設(shè)備連接水生成設(shè)備，將氧氣輸送至水生成設(shè)備； 所述水生成設(shè)備包括質(zhì)子膜，接收氫氣制備設(shè)備制備的氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，制得健康水。
2.一種健康水制備系統(tǒng)，其特征在于，所述制備系統(tǒng)包括:氫氣輸送設(shè)備、膜分離裝置、氧氣輸送設(shè)備、水生成設(shè)備； 所述氫氣輸送設(shè)備連接水生成設(shè)備，將氫氣輸送至水生成設(shè)備；氫氣輸送設(shè)備連接有膜分離裝置； 所述氧氣輸送設(shè)備連接水生成設(shè)備，將氧氣輸送至水生成設(shè)備； 所述水生成設(shè)備接收氫氣制備設(shè)備制備的氫氣、氧氣輸送設(shè)備輸送的氧氣，并輸出制得的水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的健康水制備系統(tǒng)，其特征在于:所述膜分離裝置為在多孔陶瓷表面真空鍍鈀銀合金或鈀釔合金的膜分離裝置，鍍膜層為鈀銀合金或鈀釔合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的健康水制備系統(tǒng)，其特征在于: 所述氫氣輸送設(shè)備包括氫氣制備設(shè)備； 所述氫氣制備設(shè)備包括:液體儲(chǔ)存容器、原料輸送裝置、快速啟動(dòng)裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路； 所述制氫裝置包括換熱 器、氣化室、重整室；膜分離裝置設(shè)置于分離室內(nèi)，分離室設(shè)置于重整室內(nèi)的上部； 所述液體儲(chǔ)存容器與制氫裝置連接；液體儲(chǔ)存容器中儲(chǔ)存有液態(tài)的甲醇和水； 所述氫氣制備設(shè)備利用快速啟動(dòng)裝置提供啟動(dòng)能源啟動(dòng)；快速啟動(dòng)裝置包括加熱機(jī)構(gòu)、氣化管路，氣化管路的內(nèi)徑為I~2mm，氣化管路緊密地纏繞于加熱機(jī)構(gòu)上；所述氣化管路的一端連接液體儲(chǔ)存容器，將甲醇送入氣化管路中；氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，而后通過(guò)點(diǎn)火機(jī)構(gòu)點(diǎn)火燃燒；或者，氣化管路的另一端輸出被氣化的甲醇，且輸出的甲醇溫度達(dá)到自燃點(diǎn)，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動(dòng)裝置為制氫裝置提供啟動(dòng)能源；所述重整室內(nèi)壁設(shè)有加熱管路，加熱管路內(nèi)放有催化劑； 所述制氫裝置啟動(dòng)后，制氫裝置通過(guò)制氫裝置制得的氫氣提供運(yùn)行所需的能源；所述液體儲(chǔ)存容器中的甲醇和水通過(guò)原料輸送裝置輸送至換熱器換熱，換熱后進(jìn)入氣化室氣化；氣化后連接重整室，重整室內(nèi)設(shè)有催化劑； 所述重整室與分離室通過(guò)連接管路連接，連接管路的全部或部分設(shè)置于重整室的上部; 所述分離室內(nèi)設(shè)有膜分離器，從膜分離器的產(chǎn)氣端輸出氫氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的健康水制備系統(tǒng)，其特征在于: 所述氫氣輸送管路設(shè)有彈簧安全閥，彈簧安全閥包括閥主體、彈簧機(jī)構(gòu)、彈起端；所述原料輸送裝置包括輸送泵，彈起端靠近輸送泵的開(kāi)關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時(shí)能斷開(kāi)原料輸送裝置的開(kāi)關(guān)； 所述輸送泵的開(kāi)關(guān)包括接觸段及三個(gè)端口，三個(gè)端口分別為第一端口、第二端口、第三端口 ；所述接觸段的一端可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于第一端口，第一端口連接輸送泵；接觸段的另一端能接觸第二端口或第三端口 ；所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時(shí)，能控制輸送泵工作；所述第三端口連接報(bào)警發(fā)送裝置，第一端口連接第三端口時(shí)控制輸送泵不工作，同時(shí)報(bào)警發(fā)送裝置發(fā)送報(bào)警信息至對(duì)應(yīng)的服務(wù)器或客戶端。
【文檔編號(hào)】C01B3/56GK203820446SQ201420163610
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】向華, 向得夫, 孫婧菁 申請(qǐng)人:上海合既得動(dòng)氫機(jī)器有限公司