具有双混合器的气体溶解系统的制作方法

本发明涉及使用双混合器的气体溶解系统以达到液体的高气体溶解度。

背景技术：

气体可溶于水，但溶解度在不同的气体之间差异甚大。在大气压及标准室温(摄氏25度)下，nh3、co2、o3、o2在水中的溶解度分别为每升的水可溶解700、1、0.4及0.03升。在工业应用中，通常使用文氏管(venturi)作为气体与液体的混合器，液体通过文氏管时气体可被液体引入而与液体混合。利用此方法，被引入的气体只能部分溶解于液体；相当大的另外一部分气体并不溶于液体。经由文氏管处理的液体的气体浓度通常远低于饱和浓度而可能不符某些使用的要求。因此，需要一种能产生含有高浓度气体的液体的系统。

在上述常使用的气体中的臭氧在多项工业使用中越趋重要，例如，废水处理和饮用水消毒，因为臭氧可杀死致病的细菌、原生物及病毒。

相对于有毒、侵蚀性的化学工艺，臭氧主要的优点在于能提供安全、有效、对环境有善的方式。

水消毒所需臭氧的浓度远低于清洗晶片所需臭氧的浓度，研究证明在现有的清洗方式中，臭氧可提供更为环境友善的选择，且在很多情况下，其效果更佳。

臭氧分子相当不稳定，其具有很短的半衰期。因此，其在一段时间后将衰变成氧气(o2)，依下列反应式进行：

因为半衰期很短，臭氧在产生之后随即衰变，在水中的半衰期约为30分钟，表示臭氧在水中的浓度每半小时即减少一半。

因含有高溶解度臭氧的液体并不容易获得，因此，需要一种为产生含有高浓度臭氧的液体的系统。

技术实现要素：

根据本发明的系统是使用两组负压汲引混合器并配有除气装置和压力阀以达到高气体溶解度的液体的目的。其中一组混合器是用以汲取气体以与液体混合；另一组混合器是用以混合来自液体源的液体与含气液体。通过控制压力阀，本发明的系统可提供两种液体输出，一种是高气体浓度的气溶液体、另一种是普通气体浓度的气溶液体，是为被稀释成所要气体浓度的气溶液体。

本发明的系统通过增加气体破除器可处理有害而不能直接排放到外界环境的气体。含有气体的液体被导入附有所述气体破除器的除气装置。所述气体破除器包括气体破除媒介剂，液体中的未溶解气体与气体破除媒介剂反应成为无害气体而被释放到外界环境中。

附图说明

图1显示本发明的具有双混合器的气体溶解系统的布置。

具体实施方式

以下将以图式配合详细说明本发明的实施例。

本发明涉及一种具有双混合器的气体溶解系统1，其布置显示于图1。所述系统包含两个混合器10、20、除气装置40、压力传感器6、压力阀4、逆止阀8、阀35，50和泵32。

如图1所示，第一混合器10具有液体入口11、液体出口12和喉部入口13，其中所述液体入口11透过压力阀4与未经处理液体的液体源2连接，而所述液体出口12经由管路101连接到气溶液体出口34。所述管路101安装有压力传感器6，其电连接到所述压力阀4。

系统1包含第二混合器20，其具有液体入口21、液体出口22和喉部入口23。所述液体入口21连接到在第一混合器10的液体出口12与所述压力传感器6之间的所述管路101，且所述喉部入口23透过逆止阀8连接气体源33。

本发明的系统1包含除气装置40，其具有入口41、出口42和气体排放口43。所述除气装置40的入口41经由管路103连接到第二混合器20的液体出口22，且所述出口42经由安装有泵32的管路45连接到第一混合器10的喉部入口13。

本发明的系统进一步包含阀50，其在泵32与第一混合器10的喉部入口13之间的位置连接到所述管路45。

混合器10、20可为文氏管，文氏管在其中段位置具有狭窄喉部。当主要流体(第一流体)通过文氏管，其在管内的喉部会加速且压力会下降。在文氏管的压力下降可被利用以汲引第二流体(在本发明中为气体)而与主要流体(在本发明中为液体)混合。气体被汲引入液体时仅有部分溶于液体中，很大部分的气体并未溶于液体中。

除气装置40包括气-液分离器，当液体流经所述气-液分离器，未溶于液体中的气体将与液体分离并被释放到环璄中。当欲处理的气体为臭氧时，除气装置40将进一步包括气体破除器。

臭氧对于环境是有害的，当臭氧存在环境中时，其本身即为一种污染物，且可破坏森林、农作物和人体健康。气体破除器包括臭氧破除媒介剂可将臭氧分解为氧气，借此可避免臭氧直接排放所造成的环境污染。

如图1所示，液体由未经处理液体的液体源2经由压力阀4导入本发明的气体溶解系统1。所述压力阀4在接收由压力传感器6的信号指示压力小于默认压力时会开启，下面将更详细叙述。

在未经处理的液体导入系统1之后，所述液体流经第一混合器10，接着其一部分沿着管路102而非沿着管路101流动，因为安装在接近管路101末端的阀35是关闭的。沿着管路102流动的液体接着流经第二混合器20。因为文氏管效应形成压力降低或负压(即压力小于大气压力)的缘故，来自气体源33的气体经由喉部入口23被导入第二混合器20而与流经第二混合器20的液体混合。

流出第二混合器20的液体含有溶解的气体和未溶解的气体，接着所述液体经由管路103被导入除气装置40。所述除气装置40包括气-液分离器，所述气-液分离器可将未溶解于液体中的气体由液体分离出并将其释放到外界环境中。如果气体为臭氧，因为臭氧对环境有害，所以未溶解的臭氧需经处理后才能释放到外界环境中，此处理时将臭氧通过除气装置40中的破除器，使臭氧与破除器中的破除媒介剂反应而分解成氧气并排放到外界环境中。

除气装置40的出口42经由安装有泵32的管路45连接到第一混合器10的喉部入口13。流出所述除气装置40的液体含有溶解的气体且被泵32压送并被汲入第一混合器10中。汲入第一混合器10的液体与来自未经处理液体的液体源2的液体混合而被稀释到所要的浓度，成为气溶液体而由气溶液体出口34输出。

当阀35关闭，管路101，102，103，及45将形成封闭回路。因为未有气溶液体输出，回路压力不变，压力传感器6所示的压力值保持不变。因为泵32的作用，在此回路中的液体持续流动而来自气体源33的气体还持续被汲入第二混合器20，液体中的气体浓度在每一循环之后增高，直到接近饱和浓度。阀50在泵32与第一混合器10之间的位置连接到管路45，当开启阀50时可获得具有高气体浓度的液体，而阀50成为具有高气体浓度的液体的输出口。

压力传感器6电连接(图1中以虚线表示)到压力阀4。压力阀4开启程度是由压力传感器6感测输出管路101中液体压力降所控制。压力传感器6被布置以依所述压力降的大小送出讯号到压力阀4。当阀50开启后，管路101中的压力下降。管路101压力下降被压力传感器6感知，压力传感器6于是送出讯号到压力阀4使压力阀4开启。当阀50关闭，管路101内的压力升高到其正常水平且所述压力阀4被压力传感器6通知以关闭。

所属领域的技术人员可了解，上述实施例是作为说明而非限制本发明，再者，针对所述实施例可进行各种改变或修改而仍不脱离本发明的原则和精神，本发明的范围被权利要求书界定。

符号说明

1气体溶解系统

2未经处理液体的液体源

4压力阀

6压力传感器

8逆止阀

10第一混合器的液体入口

11第一混合器的液体入口

12第一混合器的液体出口

13第一混合器的喉部入口

20第二混合器

21第二混合器的液体入口

22第二混合器的液体出口

23第二混合器的喉部入口

32泵

33气体源

34气溶液体出口

35阀

40除气装置

41除气装置的入口

42除气装置的出口

43除气装置的气体排放口

45管路

50阀

101管路

102管路

103管路