健康水制備系統(tǒng)及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明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)；同時，本發(fā)明還涉及一種健康水制備方法。
【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個質(zhì)子，無中子，豐度為99.98%;氘D(又稱重氫)，原子核內(nèi)有I個質(zhì)子，I個中子，豐度0.016% ;氣T (又稱超重氫),原子核內(nèi)有I個質(zhì)子，2個中子，豐度0.004。
[0003]然而，有研究發(fā)現(xiàn)，隨著時間的沉淀，太陽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，并處于增長態(tài)勢。
[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，兀素符號一般為D或2H。原子核中有一個質(zhì)子和一個中子，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),聚變時放出β射線后形成質(zhì)量數(shù)為3的氦；氣被稱為“未來的天然燃料”。
[0005]氣(tritium)元素符號為T或3Η。原子核中有一個質(zhì)子和兩個中子。并帶有放射性，會發(fā)生β衰變，其半衰期為12.43年。由于氚的β衰變只會放出高速移動的電子，不會穿透人體，因此只有大量吸入氚才會對人體有害。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，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，對細(xì)胞周期影響越大，會縮短細(xì)胞的生命周期；重水有毒，水中重水的含量如果超過一定值，可以致命。然而，如今還沒有解除水中氘、氚的方法；更沒有出現(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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是: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]此外，本發(fā)明還提供一種健康水制備方法，可制備不含氘氚的輕水，提升人們的生活品質(zhì)。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0011]—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；
[0012]所述氫氣制備設(shè)備包括:液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路；
[0013]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；
[0014]所述液體儲存容器與制氫裝置連接；液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水；
[0015]所述氫氣制備設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；快速啟動裝置包括加熱機(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，而后通過點火機(jī)構(gòu)點火燃燒；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，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動裝置為制氫裝置提供啟動能源；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；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0016]所述制氫裝置啟動后，制氫裝置通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；
[0017]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過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 ；
[0018]所述重整室上部的溫度為400°C?500°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，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；
[0019]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；
[0020]所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲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)；
[0021]所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；
[0022]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 ；
[0023]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15公斤；
[0024]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關(guān)設(shè)置，在彈起端彈起時能斷開原料輸送裝置的開關(guān)；
[0025]所述輸送泵的開關(guān)包括接觸段及三個端口，三個端口分別為第一端口、第二端口、
第三端口 ；
[0026]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；
[0027]所述第二端口連接電源，第一端口連接第二端口時，能控制輸送泵工作；
[0028]所述第三端口連接報警發(fā)送裝置，當(dāng)?shù)谝欢丝谶B接第三端口時，能控制輸送泵不工作，同時報警發(fā)送裝置發(fā)送報警信息至對應(yīng)的服務(wù)器或客戶端；
[0029]所述氧氣輸送設(shè)備通過制備而提供氧氣，或者僅輸送氧氣；
[0030]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。
[0031]—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；
[0032]所述氫氣輸送設(shè)備通過制備獲取氫氣，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，通過膜分離裝置將氫氣中的氕分離出，而氫氣中的氘、氚無法從膜分離裝置過濾出；
[0033]所述氧氣輸送設(shè)備通過制備而提供氧氣，或者僅輸送制備好的氧氣；
[0034]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。
[0035]作為本發(fā)明的一種優(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%。
[0036]作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述氫氣輸送設(shè)備包括氫氣制備設(shè)備；
[0037]所述氫氣制備設(shè)備包括:液體儲存容器、原料輸送裝置、快速啟動裝置、制氫裝置、膜分離裝置、氫氣輸送管路；
[0038]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；
[0039]所述液體儲存容器與制氫裝置連接；液體儲存容器中儲存有液態(tài)的甲醇和水；
[0040]所述氫氣制備設(shè)備利用快速啟動裝置提供啟動能源啟動；快速啟動裝置包括加熱機(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，而后通過點火機(jī)構(gòu)點火燃燒；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，甲醇從氣化管路輸出后直接自燃；所述快速啟動裝置為制氫裝置提供啟動能源；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；所述快速啟動裝置通過加熱所述加熱管路為重整室加熱；
[0041]所述制氫裝置啟動后，制氫裝置通過制氫裝置制得的氫氣提供運行所需的能源；
[0042]所述液體儲存容器中的甲醇和水通過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 ；
[0043]所述重整室上部的溫度為400°C?500°C ;重整室與分離室通過連接管路連接，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；
[0044]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；
[0045]所述原料輸送裝置提供動力，將液體儲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)；
[0046]所述制氫裝置啟動制氫后，制氫裝置制得的部分氫氣或/和余氣通過燃燒維持制氫裝置運行；
[0047]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。
[0048]作為本發(fā)明的一種優(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