[发明专利]一种负压制氧装置

说明书

本发明提供了负压制氧装置，负压制氧装置包括储水槽、管道、集气室体，储水槽内装有水体，管道与水平面垂直，管道的下端与储水槽的槽底连接，管道的上端与集气室体的室体底部连接，有益：可以随用随制，且设备结构简单，该装置能达到低耗能、低成本，稳定制取氧气的效果，并可以实现智能化、规模化制氧，较其他制氧方法，投入成本低，生产耗能低、可以持续稳定制氧。

技术领域

本发明涉及物理领域，尤其涉及一种通过物理的方法制得氧气并收集氧气的一种装置。

背景技术

国内工业制氧主要有四种方法，即分离液态空气法、膜分离技术法、分子筛制氧法和电解制氧法。1.分离液态空气法根据氮气的沸点温度比氧气的沸点低，利用沸点温度不同物理分离两种气体，该方法需要大型的成套设备和严格的安全操作技术，个人或家庭难以用此法获得高纯度氧气。2.膜分离技术法是在一定压力下，让空气通过具有富集氧气功能的薄膜，可得到含氧量较高的富氧空气，需要多次分级分离提纯。3.分子筛制氧法利用氮分子大于氧分子的特性，使用特制的分子筛把空气中的氧离分出来，经过一段时间，分子筛吸附的氮逐渐增多，吸附能力减弱，产出的氧气纯度下降，需要用真空泵抽出吸附在分子筛上面的氮，重复操作，制氧过程复杂，且存在氧气不纯的风险。4.电解制氧法就是将水放入电解槽中，加入氢氧化钠或氢氧化钾以提高水的电解度，然后通入直流电，水就分解为氧气和氢气，电解法并不经济，耗电能较多，不适用于大量制氧，不适用家庭制氧，且产生的氢气需要很高的要求来储存。

目前工业制氧采用最多的方法是液态分离法，液态分离法根据空气组分、液化温度差异制取纯度较高氧气的同时可以分离得到纯度较高的氮气。但是液态分离法需要大型的成套设备和严格的安全操作技术，其方法制取氧气，不仅成本造价高，不经济外，还存在安全隐患。

综上所述现有技术的缺点：1.对硬件生产设备要求极高，设备需要满足高压低温条件，因此只能用特种钢材，导致先期投入成本增加。2.生产工艺复杂。液态分离法需要将气体净化、压缩、冷却，后多次蒸发和冷凝获取氧气和氮气，其生产工艺程序多而复杂。3.高成本，高耗能。工业制氧需要大型的成套设备和严格的安全操作技术，规模化生产成本高，耗能大。

发明内容

本发明提供了一种负压制氧装置，发明的目的：提供一种低耗能负压制氧方法及装置。可以随用随制，且设备结构简单，该装置能达到低耗能、低成本，稳定制取氧气的效果，并可以实现智能化、规模化制氧，较其他制氧方法，投入成本低，生产耗能低、可以持续稳定制氧。

技术方案：一种负压制氧装置，所述负压制氧装置包括储水槽1、管道2、集气室体3，所述储水槽1内装有水体10，所述管道2与水平面垂直，所述管道2的下端与所述储水槽1的槽底连接，所述管道2的上端与集气室体3的室体底部连接，所述管道2与所述储水槽1的高度差至少为十米，所述集气室体3的室体顶部连接有真空泵4，所述集气室体3与所述真空泵4之间的管路中设有第一单向阀5，所述集气室体3的所述室体底部连接有气体收集管道7，气体收集管道7的管路设有第二单向阀8，在所述第二单向阀8的输入接口端设有压力计9。

进一步，所述储水槽1的容积至少为所述管道2的管腔容积的五倍。

本发明的有益效果如下：空气溶解，首次净化聚氧，溶解气体质点在压差作用下向负压区运移，该负压为<0.1MPa。在溶液中以空化传质方式运移到溶液最高界面，气泡突破界面而溃灭，溶解气体随即进入负压集气区。

负压在传质作用中的意义：空化是因流体流动中局部压力低于相应温度下的饱和蒸气压而出现的空泡形成、发展、收缩，最后溃灭的流体动力学现象。负压在传质作用中的意义有两点，其一可以为流体流动提供动力，其二为流动的流体提供瞬时低压，导致空泡形成，空化作用开始，溶解的气体以空泡形式继续向负压区运移，突破液体界面进入负压集气区，空泡破裂进行二次聚气。

利于大气压作用，将空气中氮气和氧气溶解于水中，不耗费能源。