CN207650141U - 电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置，涉及自动化技术中的仪表与装置领域，包括控制系统、外壳箱及外壳箱内的：输液管、水箱、第一树脂柱、第二树脂柱、第一电导率表、第二电导率表；水箱内设有盘管和加热棒；盘管一端外接输液管，另一端通往第一树脂柱；第一树脂柱、第一电导率表、第二树脂柱、第二电导率表经管道串联后排放至装置外；第一树脂柱带恒温夹套，恒温夹套上的恒温水出口及入口均与水箱连通；控制系统集中控制装置中各个仪表、阀门、泵。该装置用于对核电站和火力发电厂凝结水处理混床中的离子交换树脂动力学指标—‑传质系数进行检测，用以监测和评估离子交换树脂性能，有助于对异常状况的诊断和提高出水水质，提高安全性。

Description

电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及自动化技术中的仪表与装置领域，特别是涉及电导率法离子交换树脂动力学性能的试验装置，用于核电站和高参数火力发电厂，监测其凝结水精处理等系统中离子交换树脂的动力学指标—-传质系数。

背景技术

离子交换树脂是带有官能团（有交换离子的活性基团）、具有网状结构、不溶性的高分子化合物，通常是球形颗粒物。离子交换树脂常分为凝胶型和大孔型两类，凝胶型树脂的高分子骨架，在干燥的情况下内部没有毛细孔。它在吸水时润胀，在大分子链节间形成很微细的孔隙，通常称为显微孔。湿润树脂的平均孔径为2～4nm，这类树脂较适合用于交换无机离子，它们的直径较小，一般为0.3～0.6nm。这类树脂不能交换大分子有机物质，因后者的尺寸较大，如蛋白质分子直径为5～20nm，不能进入这类树脂的显微孔隙中。离子交换树脂的动力学性能主要表现在其反应速度，即在水中的交换能力。而电导率法常作为检测水的纯度的理想方法，还可测定弱电解质的离解常数，用作液相色谱检测器、电化学监测器等。因此，将混合有Na₂SO₄溶液和氨水的超纯水流在经过离子交换树脂柱的交换反应后，根椐加药前后混床出水氢电导率差按Harries模型计算该阴树脂的交换动力学传质系数。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是按照美国标准ASTM D 6302 – 98(Reapproved 2009)试验要求，提供电导率法离子交换树脂动力学性能的成套试验装置。由于核电站和高参数火力发电厂对凝结水精处理混床出水水质要求的提高，导致对交换树脂交换性能提出更高的要求，因此需要一套成熟的装置来监测交换树脂交换性能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供电导率法离子交换树脂动力学性能的试验装置，包括控制系统、外壳箱以及外壳箱内的：输液管、水箱、第一树脂柱、第二树脂柱、第一电导率表、第二电导率表；所述水箱内设有盘管和加热棒；盘管一端外接输液管，其另一端通往第一树脂柱；所述第一树脂柱、第一电导率表、第二树脂柱、第二电导率表通过管道串联后排放至试验装置外；所述第一树脂柱带有恒温夹套，恒温夹套上的：恒温水出口、恒温水入口均与所述水箱连通；所述控制系统将集中控制试验装置中的各个仪表、阀门、泵。

优选的是，还包括第一截止阀、进水泵、第二测温仪和第二流量仪；所述输液管一端连接盘管，其另一端连接药液管和纯水管；在所述输液管上沿液体流向依次设有第一截止阀和进水泵；所述盘管与第一树脂柱之间的管路上沿液体流向依次设有第二测温仪和第二流量仪。

优选的是，还包括加药泵、第一流量仪、球阀和温水循环泵；所述药液管上沿液体流向依次设有加药泵和第一流量仪；第一树脂柱的恒温水进口连接水箱的管道上沿液体流向依次设有球阀和温水循环泵。

优选的是，还包括第二截止阀和第一测温仪；在水箱上还设有排水管，所述排水管上设有第二截止阀，水箱的底部还设有第一测温仪。

优选的是，所述水箱上还设有溢流管；所述溢流管与排水管汇流后排放至试验装置外。

本实用新型的有益效果是：提供电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置，以达到核电站和高参数火力发电厂监测凝结水精处理混床中离子交换树脂性能、提高出水水质的目的，可以提高核电站和高参数火力发电厂的安全性。

附图说明

图1是本实用新型电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置的结构爆炸图；

图2是电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置的外观示意图；

图3是电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置的原理图；

附图中各部件的标记如下：1、水箱；2、盘管；3、加热棒；4、第一树脂柱；5、第二树脂柱；6、第一截止阀；7、第二截止阀；8、球阀；9、输液管；10、进水泵；11、加药泵；12、温水循环泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅附图1至3，本实用新型实施例包括：

电导率法离子交换树脂动力学性试验装置用于按照美国标准ASTM D 6302 – 98(Reapproved 2009) 进行的测定离子交换树脂动力学性能（传质系数）试验，特别适用于阴离子交换树脂动力学性能（传质系数）的测定。

电导率法离子交换树脂动力学性试验装置，其原理是：将一定粒度的待测阴树脂与新的阳树脂各自再生好后组成混床，在恒温条件下以超纯水进行清洗，至稳定后，在超纯水流中加入一定比例的Na₂SO₄溶液和氨水，根椐加药前后混床出水氢电导率差按Harries模型计算该阴树脂的交换动力学传质系数。

本试验装置包括树脂交换柱、电导率测量机构、恒温机构、投药机构、流量检测机构、控制机构；混合好的药液经投药机构输送并依次流经恒温机构、流量检测机构、树脂交换柱、电导率测量机构；恒温机构在对流经的药液加热同时还维持交换柱的温度。

如图1至2所示，本实施例中包括控制系统、外壳箱和试验系统，其外壳箱包括型材对接而成的框架结构，在框架结构的外部封装有侧板。试验系统则包括脂交换柱、电导率测量机构、恒温机构、投药机构、流量检测机构、控制机构。其中树脂交换柱包括了第一树脂柱4、第二树脂柱5；电导率测量机构包括了第一电导率表、第二电导率表；恒温机构包括了水箱1、加热棒3、盘管2；投药机构包括了药液管、纯水管、加药泵11；流量检测机构包括了第一流量仪、第二流量仪、第一测温仪、第二测温仪；控制机构包括了第一截止阀6、第二截止阀7、球阀8、进水泵10、加药泵11、温水循环泵12。

在外壳箱上还设有控制面板来操作控制系统，控制系统将集中控制试验装置中的各个仪表、阀门、泵，而控制系统的内设程序可以根据实际试验需要进行灵活调整。这种集中控制方式可以提高试验装置的操作系能，适应多种试验需求。如图3所以，第一树脂柱符号为LZ1、第二树脂柱符号为LZ3、第一电导率表符号为DD1、第二电导率表符号为DD2、第一测温仪符号为T1、第二测温仪符号为T2、第一流量仪符号为F1、第二流量仪符号为F2、进水泵符号为P2、加药泵符号为P1、温水循环泵符号为P3。

在试验系统中，药水和纯水在进入输液管之前就进行了混合，如图3所示，输液管9一端连接盘管2，其另一端连接药液管和纯水管，药液管上沿药液流向依次设有加药泵11和第一流量仪。药液和纯水混合后进入输液管，输液管9上沿液体流向依次设有第一截止阀6和进水泵10。输液管9连接到水箱1内的盘管2上，而盘管2的另一端通往第一树脂柱。

水箱1内还设有U型的加热棒3用于维持水温，水箱1内的热水可以对盘管2进行加热便于控制输液管9内液体的温度，液体经过加热后进入第一树脂柱中。在盘管2与第一树脂柱之间的管路上沿液体流向依次设有第二测温仪和第二流量仪，其可以用于监测混合液体的温度和流量，便于控制系统进行数据及操作的集中控制。

同时，为了保障混合液体在第一树脂柱内的反应温度，第一树脂柱带有恒温夹套，恒温夹套上的：恒温水出口、恒温水入口均与水箱1连通，水箱1内的恒温水从第一树脂柱恒温水入口进入，从第一树脂柱恒温水出口排出并回流至水箱1中去，用循环热水来保障第一树脂柱内的反应温度。在第一树脂柱恒温水入口连接水箱1的管道上沿液体流向依次设有球阀和温水循环泵，这样可以保证温水循环。

混合液体从第一树脂柱流出后通过管道依次流经第一电导率表、第二树脂柱、第二电导率表，最后排放至试验装置外的地漏。混合液体在经过第一电导率表时会进行一次数据显示，混合液体再流过第二树脂柱后会由第二电导率表进行第二次数据显示。这些数据监测以及计算都会通过控制系统进行，并可以在控制面板上操作。如图3所示，水箱1的底部设有排水管，排水管上设有第二截止阀可以控制排水。水箱1的上部还设有溢流管，溢流管与排水管汇流后排放至装置外的地漏。为了实时控制水箱1内的水温，便于及时调整水温，在水箱1的底部还设有第一测温仪。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作相同原理及用途的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置，其特征在于：包括树脂交换柱、电导率测量机构、恒温机构、投药机构、流量检测机构、控制机构；混合好的药液经投药机构输送并依次流经恒温机构、流量检测机构、树脂交换柱、电导率测量机构；恒温机构在对流经的药液加热同时还维持交换柱的温度。

2.根据权利要求1所述的电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置，其特征在于：包括控制系统、外壳箱以及外壳箱内的：输液管、水箱、第一树脂柱、第二树脂柱、第一电导率表、第二电导率表；所述水箱内设有盘管和加热棒；盘管一端外接输液管，其另一端通往第一树脂柱；所述第一树脂柱、第一电导率表、第二树脂柱、第二电导率表通过管道串联后排放至试验装置外；所述第一树脂柱带有恒温夹套，恒温夹套上的恒温水出口、恒温水入口均与所述水箱连通；所述控制系统将集中控制试验装置中的各个仪表、阀门、泵。

3.根据权利要求2所述的电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置，其特征在于：还包括第一截止阀、进水泵、第二测温仪和第二流量仪；所述输液管一端连接盘管，其另一端连接药液管和纯水管；在所述输液管上沿液体流向依次设有第一截止阀和进水泵；所述盘管与第一树脂柱之间的管路上沿液体流向依次设有第二测温仪和第二流量仪。

4.根据权利要求3所述的电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置，其特征在于：还包括加药泵、第一流量仪、球阀和温水循环泵；所述药液管上沿液体流向依次设有加药泵和第一流量仪；第一树脂柱的恒温水进口连接水箱的管道上沿液体流向依次设有球阀和温水循环泵。

5.根据权利要求4所述的电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置，其特征在于：还包括第二截止阀和第一测温仪；水箱的底部设有排水管，所述排水管上设有第二截止阀，水箱的底部还设有第一测温仪。

6.根据权利要求5所述的电导率法离子交换树脂动力学性能试验装置，其特征在于：所述水箱上还设有溢流管；所述溢流管与排水管汇流后排放至试验装置外。