[實用新型]用于樹脂總傳質系數測量的淺床

有效

• 申請號: 201520860458.4
• 申請日: 2015-10-29
• 公開（公告）號: CN205193072U
• 公開（公告）日: 2016-04-27
• 發明（設計）人: 范圣平;曹順安;胡新榮;張芮源;蘇偉;陳天生;呂旺燕;李欣;鐘國彬;張麗;牛勇
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院;武漢大學
• 主分類號: G01N33/44
• 分類號: G01N33/44
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李海恬;萬志香

技術領域

本實用新型涉及樹脂性能檢測領域，特別是涉及一種用于樹脂總傳質系數 測量的淺床。

背景技術

離子交換樹脂在水處理領域需求量很大，約占離子交換樹脂產量的90％左 右，用于水中的各種陰陽離子的去除。目前，離子交換樹脂的最大消耗量是用 在火力發電廠的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業等。

離子交換樹脂主要分為凝膠型樹脂和大孔型樹脂。凝膠型樹脂的高分子骨 架在干燥的情況下，內部沒有毛細孔；而在吸水時會溶脹，在大分子鏈節間形 成很微細的孔隙，通常稱為顯微孔，濕潤樹脂的平均孔徑為2～4nm。這類樹脂 較適合用于吸附無機離子。大孔型樹脂是在聚合反應時加入致孔劑，形成多孔 海綿狀構造的骨架，內部有大量永久性的微孔。大孔型樹脂并存有微細孔和大 網孔，潤濕樹脂的孔徑達100～500nm，而孔道的表面積可以增大到超過 1000m²/g。這不僅為離子交換提供了良好的接觸條件，縮短了離子擴散的路程， 還增加了許多鏈節活性中心，通過分子間的范德華引力產生分子吸附作用，能 夠像活性炭那樣吸附各種非離子性物質，擴大其功能。

離子交換過程除了受樹脂自身性質影響外，還與交換過程有關。離子交換 過程主要分為以下幾個步驟：(1)水中的離子在水溶液中向樹脂顆粒表面的擴 散，即到達邊界水膜層；(2)離子通過邊界水膜的擴散；(3)離子在樹脂顆粒 網孔內的擴散；(4)溶液中離子和交換基團上的離子進行交換；(5)交換基團 上的離子在樹脂顆粒網孔內向顆粒表面擴散；(6)交換基團上的離子通過邊界 水膜的擴散；(7)交換基團上的離子從樹脂表面邊界水膜向水溶液的擴散。

離子交換過程必須相繼通過以上幾個步驟，其中消耗大部分時間的步驟稱 為速度控制步驟。通過測定樹脂的總傳質系數可以有效的判斷離子交換過程的 速度控制步驟，能夠為離子交換器的設計和操作提供必要的基礎數據。

但是，目前還沒有能夠簡便易行的測定樹脂總傳質系數的設備。

發明內容

基于此，有必要針對上述問題，提供一種用于樹脂總傳質系數測量的淺床 設備，采用該淺床，能夠方便的測定樹脂總傳質系數。

一種用于樹脂總傳質系數測量的淺床，包括固定在一起的進水裝置、連接 裝置和出水裝置，所述連接裝置內設有容納樹脂的樹脂空腔，所述進水裝置內 設有與樹脂空腔連通的進水通道，所述出水裝置內設有與樹脂空腔連通的出水 通道，且所述樹脂空腔與進水通道和出水通道之間均設有隔離網。

利用上述淺床進行樹脂總傳質系數測量的原理如下：

離子交換樹脂在淺床中的傳質過程為：

Δc‾Δt=Kfa(c-c*)m---(1)]]>

式中：(c-c^*)_m—Δt時刻內，該交換過程的平均推動力，mol/m³；

c—進出淺床料液的平均濃度，mol/m³；

—樹脂相總平均濃度，mol/m³；

c*—與樹脂相總平均濃度呈平衡的液相濃度，mol/m³；

K_fa—以液相推動力表示的總傳質系數，h^-1。

在操作過程中，Δt時間內流出液的體積為

ΔV＝q·Δt(2)

式中：q—料液的體積流量，m³/h；