[发明专利]氧分离元件和方法

权利要求书

1.一种用于从含氧的原料流中分离氧的电驱动的氧分离元件，包括：

组合结构，该组合结构包括：在施加电流时能输送氧离子的电解质；阴极和阳极，它们位于电解质的相对侧，用于施加电流到电解质；以及集电器，该集电器接触阴极和阳极，用于施加电流到阴极和阳极；

该组合结构的构造被设置为形成一个通道，该通道具有由与阳极接触的集电器之一限定的内表面，以允许含氧原料流在施加电流时通过通道，并通过从阴极到阳极经由电解质输送氧从含氧原料流中分离出氧；和

细长插入件，该细长插入件位于通道内，具有由多个部件形成的开放式结构，该开放式结构的构造为能够在至少直接靠近内表面的含氧的原料流的流动中产生紊流，从而使得在通道中流动的、远离内表面的含氧的原料流中包含的氧能接触内表面，并从含氧的原料流中分离出来；

该细长插入件沿通道与内表面接触，并由导电材料制造而成，以促进沿着接触阴极的一个集电器分配电流。

2.如权利要求1所述的电驱动的氧分离元件，其中组合结构为管状。

3.如权利要求2所述的电驱动的氧分离元件，其中细长插入件是不规则的金属丝网状物，具有金属丝环圈以形成开放式结构，该金属丝环圈与内表面接触。

4.一种将含氧的原料流与电驱动的氧分离元件接触以从含氧的原料流分离氧的方法，包括：

将含氧的原料流引入用于构成电驱动的氧分离元件的组合结构的通道中；

该组合结构包括，在施加电流时输送氧离子的电解质；阴极和阳极，它们位于电解质的相对侧，用于施加电流到电解质；和集电器，该集电器与阴极和阳极接触，用于施加电流到阴极和阳极；

该组合结构的构造被设置为形成所述通道，该通道具有由与阴极接触的集电器之一限定出的内表面；和，

藉由设置在通道中的细长导电插入件，在至少直接靠近内表面的含氧原料流的流动中产生紊流，从而使远离内表面流过通道的含氧原料流中包含的氧能接触内表面，并从含氧的原料流中分离出来；和

藉由使细长导电插入件沿通道长度与内表面接触，促进电流沿着与阴极接触的集电器进行分配。

5.如权利要求7所述的方法，其中组合结构为管状，细长导电插入件是不规则的金属丝网状物，具有金属丝环圈，该金属丝环圈与内表面接触。

6.如权利要求4所述的方法，其中含氧的原料流包含不多于大约5％体积的氧。