[發明專利]一種陰樹脂動力學性能指標—SO42-的物質傳遞系數的測定裝置及方法

有效

• 申請號: 201110136295.1
• 申請日: 2011-05-25
• 公開（公告）號: CN102305811A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 王羅春;傅潔琦;陳英;丁桓如;付毅;王英俊;鄭黎明;曾郁楠;周振
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種凝結水精處理高速混床中陰樹脂動力學性能指標SO₄^2-的物質傳遞系數測定所用的裝置，包括高壓泵、轉子流量計、氫交換柱和電導率儀A及電導率儀B，其特征在于還包括沖洗液進水箱、測試液進水箱、恒溫水浴箱、帶夾套的樹脂測試柱混床和切換閥；

所述的沖洗液進水箱的出口及測試液進水箱的出口通過管道會合后通過一個切換閥與高壓水泵的入口管道相連；

所述的恒溫水浴箱內設有不銹鋼管，不銹鋼管的一端與高壓水泵的出口相連，另一端依次通過轉子流量計、帶夾套的樹脂測試柱混床、電導率儀A、氫交換柱及電導率儀B。

2.一種采用權利要求1所述的裝置進行凝結水精處理高速混床中陰樹脂動力學性能指標SO₄^2-的物質傳遞系數的測定方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）、混床陽樹脂的準備

取150mL陽樹脂，使其浸沒于自來水中并立即濾出，得水浸陽樹脂，將水浸陽樹脂裝于玻璃再生柱中，再用體積為水浸陽樹脂體積的13～14倍的4%HCl以約10mL/min的流速再生，HCl再生液出水濃度與進水濃度一致時，再生結束，用50～60℃的純水沖洗至出水電導<0.5μs/cm；

所述的HCl再生液為4%的HCl水溶液；

所述的陽樹脂為陶氏650C型新樹脂；

上述所用的玻璃再生柱為體積大于150mL的玻璃柱；

（2）、混床陰樹脂的準備

取75mL?28～30目陰樹脂，使其浸沒于自來水中，并立即濾出；然后用4%HCl清洗水浸陽樹脂2遍，將鹽酸清洗后的陰樹脂裝于玻璃再生柱中，再用體積為酸洗后的陰樹脂體積的26-27倍的NaOH再生液以約10mL/min的流速再生，NaOH再生液出水濃度與進水濃度一致時，再生結束，用50～60℃的純水沖洗至出水電導<0.5μs/cm；

所述的NaOH再生液為濃度為2mol/L的NaOH水溶液；

所述的陰樹脂為陶氏550A型樹脂或日本三菱的CPA02型新樹脂；

上述所用的玻璃再生柱為體積大于75mL的玻璃柱；

（3）、混床陰陽樹脂混合裝柱

將步驟（1）及（2）沖洗好的陰、陽樹脂倒入一洗凈的500mL大燒杯中，傾倒出上層多余水分，混合均勻，用去離子水清洗測試柱混床，清洗完后，密封下端出水管，倒入10～20mL純水，將混合好的樹脂灌入帶有夾套的測試柱混床中；

（4）、氫交換柱樹脂的準備

將1L陽樹脂浸沒于自來水中并立即濾出，得水浸陽樹脂，將水浸陽樹脂裝于玻璃再生柱中，再用體積為水浸陽樹脂體積的2倍的4%HCl再生液以約10mL/min的流速再生，當HCl再生液出水濃度與進水濃度一致時，再生結束，用50-60℃的純水沖洗至出水電導<0.5μs/cm；

所述的HCl再生液為4%的HCl水溶液；

所述的陽樹脂為陶氏650C型新樹脂；

上述所用的玻璃再生柱為體積大于1L的玻璃柱；

（5）、混床測試柱的沖洗

將去離子水通過超純水樹脂制得所用超純水；

待帶夾套的測試柱混床和氫交換柱分別裝入相應的樹脂后，調節恒溫水浴溫度在30℃左右，保證電導率儀溫度為25±0.5℃，打開高壓泵，以超純水作為沖洗液沖洗帶夾套的測試柱和氫交換柱，沖洗速度控制在1~1.2L/min，使出水電導率<0.07μs/cm，并至少穩定10min；

（6）、SO₄^2-的物質傳遞系數的測試

將0.0900g無水Na₂SO_4?溶于1L超純水中制得所用Na₂SO₄溶液；

將27.3g?NH₃溶于1L純水中制得所用氨水；

現場制備25L超純水，立即加入所得的Na₂SO₄溶液12.5mL和所得的氨水50mL，制得測試液；

將測試液裝入測試液浸水箱中，并控制以1L/min的流速經過切換閥、高壓泵、恒溫水浴箱內的不銹鋼管、轉子流量計、帶夾套的樹脂測試柱、電導率儀A、氫交換柱和電導率儀B，測量并記錄電導率儀B的讀數，至讀數在1min內保持不變，測試結束，以超純水沖洗管路，至電導率儀讀數為0.07μs/cm；

（7）、陰樹脂動力學性能指標—SO₄^2-的物質傳遞系數K的計算

根據Harries模型，計算SO₄^2-的物質傳遞系數：

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式中，K即為上面的SO₄^2-的物質傳遞系數，m/s；

??????ε：床空隙率；

??????R：樹脂樣的體積比，

??????F：測試液的流速，m/s；

??????A：帶夾套的測試柱床截面積，m²；

??????L：帶夾套的測試柱床深，即樹脂高度?，m；

??????d：樹脂樣調和平均直徑，m

?????

??????其中p_i?為某一直徑區段的樹脂的百分含量，；d₁、d₂為篩孔徑，cm；

?????C：測試液硫酸根出水濃度，μg/L；

C?=ΔDD/8.768×10^-3

其中，ΔDD為分別以超純水和測試液為裝置進水時電導率儀B的電導率差值；

?????C₀為測試液硫酸根進水濃度，300μg/L。