[发明专利]制造低重氧及氘含量水的方法及其蒸馏装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种低重氧及氘含量水的制备，特别是涉及一种利用具有缓冲件的蒸馏装置制备低重氧及氘含量水。

背景技术

水分子H₂O是由氢和氧两种元素所组成的无机物，水也是地球上最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源。由于氢的同位素¹H、²H(D)及³H(T)以及氧的同位素¹⁶O、¹⁷O及¹⁸O存在，使得除了因氚(T)具有辐射性且半衰期短外，基本上水是九种组成，如H₂¹⁶O、H₂¹⁸O、H₂¹⁷O、HD¹⁶O、HD¹⁸O、HD¹⁷O、D₂¹⁶O、D₂¹⁸O及D₂¹⁷O。天然水中除了占99.76％的H₂¹⁶O轻水外，其余均属于重水。水的氢氧同位素组成，可由氢氧同位素比值质谱仪进行¹⁸O/¹⁶O及D/H的分析，并以V-SMOW(Vienna Standard Mean Ocean)δ(‰)表示，按研究机构在1990至1998年对台北地区的降水分析及统计，其δ¹⁸O为-5.4‰，δD为-33.0‰(Wang and Peng，Western Pacific Earth Sci.，2001，429)。地球上天然水的氧与氢同位素比值相关性为δD＝8x δ¹⁸O+10，因此，重氧同位素比值较低的水，其氘的比值也较低。

一般生物因重水的“同位素效应”不利于生长。因此，科学家致力于减低天然水中重氧及氘的含量，目前，在东欧有采用高度大于25公尺的超高蒸馏塔分馏多次以得到低氘含量的水，然而该方法需要耗费大量热能，且效率不高。另外，也有采电化学的手段，例如Kotai，Ind.Eng.Chem.，1999、Sinvac，Acta.Astronautica，2003及Matusima et al.，Energy，2005所披露的方法，然而该方法同样有其限制，无法快速得到低重氧及氘含量水。

已知重氧及氘含量较低的水对于生物，尤其是麦类植物的成长及细胞培养具有特殊效果。因此，如何以简便和快速的方法及装置获得低重氧及氘含量水，俨然为目前急欲解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造低重氧及氘含量水的方法及其蒸馏装置，其可以简便和快速的方法及装置获得低重氧及氘含量水。

为达到上述目的，本发明提供一种制造低重氧及氘含量水的蒸馏装置，包括：容槽，用以容纳原料水；加热单元，用以加热该容槽内的原料水以产生水蒸气；第一收集槽，用以接收低重氧及氘含量的水；第一缓冲槽，连接该容槽与第一收集槽，该水蒸气经该第一缓冲槽输送至该第一收集槽，且该第一缓冲槽内设有缓冲件，以改变水蒸气通过该第一缓冲槽的路径；以及减压单元，用以降低该蒸馏装置内的压力。

在一具体实施例中，本发明的蒸馏装置还包括第二收集槽，以接收来自第一收集槽的低重氧及氘含量的水。

在另一具体实施例中，本发明的蒸馏装置还包括冷凝单元，以控制该第一收集槽的温度从而令该水蒸气冷凝于该第一收集槽内。且在具有第二收集槽的实施例中，本发明的蒸馏装置可还包括冷凝单元，以控制该第一收集槽及第二收集槽的温度。

在又一具体实施例中，本发明的蒸馏装置还包括第二收集槽及第二缓冲槽，该第二缓冲槽连接该第一收集槽与第二收集槽。而该第二缓冲槽内可视需要还设有缓冲件，以改变水蒸气通过该第二缓冲槽的路径。

此外，本发明还提供一种制造低重氧及氘含量水的方法，其使用本发明的蒸馏装置；以及该方法包括在该蒸馏装置内压力低于环境压力条件下，蒸馏该容槽内的原料水以产生水蒸气，并令该水蒸气经该第一缓冲槽以冷凝于该第一收集槽中，其中，蒸馏出该容槽的水体积不超过原料水体积60％。

在一具体实施例中，本发明的方法还包括又一步骤，其是以第二收集槽接收来自该第一收集槽的低重氧及氘含量的水，该步骤包括降低该容槽的温度至室温以及加热该第一收集槽使该第一收集槽内的水被蒸馏至该第二收集槽中，其中，蒸馏出该第一收集槽的水体积不超过该第一收集槽内的水的50％。