[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

技術領域

本發明涉及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-?的物質傳遞系數的測定裝置及方法。

背景技術

電廠鍋爐產生的蒸汽，用于汽輪機（透平機）作功后，經冷卻水在冷凝器（凝汽器）冷凝成的水為凝結水。凝結水一般與補給水混合作為鍋爐的給水而得以回收利用。由于凝汽器泄漏以及汽水系統設備和管道某些金屬腐蝕產物的帶入，凝結水中金屬氧化物顆粒和各種其他離子濃度往往不能達到鍋爐給水的要求，而需在與補給水混合前進行精處理。

目前凝結水精處理裝置主要有兩種：（1）前置過濾器?+?高速混床?+?后置過濾器；（2）高速混床?+?后置過濾器。

在凝結水精處理中經常會發現由新樹脂組成的高速混床，出水電導率很低，運行一段時間后，由于陰樹脂交換動力學性能下降，出水電導率上升，而樹脂其理化性能并無變化。故陰離子交換樹脂動力學試驗是凝結水精處理裝置故障檢測不可缺少的手段。早在1980年左右，Ray?Ball及Coates等人[?International?Water?Conference（IWC），1985-2003?]開始陰離子交換樹脂動力學性能的檢測研究，通過檢測陰樹脂的SO₄^2-?的物質傳遞系數實現了對陰樹脂的運行狀態的準確判斷，并成功地將其研究成果應用于凝結水精處理高速混床中陰樹脂性能變化的監督。在此基礎上，美國已制定了相關的標準[Standard?Practice?for?Evaluating?the?Kinetic?Behavior?of?Ion?Exchange?Resins，Designation:?D?6302?–?98?(Reapproved?2009)]。美國標準方法的主要特點是整個測試裝置在測試時處于完全封閉狀態；同時測試液中的硫酸鈉和氨測定前分置于兩個溶藥箱，測定時再通過比例計量泵和混合室進行混合。該測試方法，由于測試時整個測試裝置處于完全封閉狀態，完全消除了空氣中CO₂對電導率測定的影響，測定準確度較高；同時，測試液中硫酸鈉和氨的混合是通過比例計量泵和混合室完成的，測試費用比較昂貴。

本發明，參照美國ASTM標準，自行設計并加工得到一高速混床中陰樹脂SO₄^2-?的物質傳遞系數的測定裝置，并成功將其用于凝結水精處理高速混床中陰樹脂性能變化的動態監督。

發明內容

本發明為了解決上述的技術問題而提供了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-的物質傳遞系數的測定裝置及測定方法。

本發明的技術原理

陰樹脂動力學性能一般用陰離子的傳質系數來表征，電廠鍋爐凝結水中常見的陰離子有SO₄^2-和Cl^-等，其中以SO₄^2-的離子半徑最大，所以陰樹脂吸收相同摩爾數的硫酸根離子所引起的陰樹脂動力學性能變化要遠大于氯離子。通過檢測出水電導率的變化得出出水中SO₄^2-的濃度，再利用Harries模型計算陰樹脂的SO₄^2-傳質系數，最后根據陰樹脂的SO₄^2-傳質系數大小來判斷其運行狀態。

本發明以超純水為對照液，以SO₄^2-溶液為測試液，以陰陽樹脂混床為測試柱，在測試柱后接一氫交換柱。

當測試液流經測試柱時，測試柱混床中的陰樹脂將測試液中部分SO₄^2-將置換為OH^-，氫交換柱將測試液出水中的陽離子（Na^+?和NH₄⁺）統一置換為H⁺，OH^-與H⁺反應生成水，使氫交換柱后的電導率儀的讀數變化能反映測試液出水中SO₄^2-的濃度變化。