本發(fā)明涉及自動(dòng)化技術(shù)中的儀表與裝置領(lǐng)域，特別是涉及電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能的試驗(yàn)裝置，用于核電站和高參數(shù)火力發(fā)電廠，監(jiān)測(cè)其凝結(jié)水精處理等系統(tǒng)中離子交換樹脂的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)—-傳質(zhì)系數(shù)。

背景技術(shù)：

離子交換樹脂是帶有官能團(tuán)（有交換離子的活性基團(tuán)）、具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、不溶性的高分子化合物，通常是球形顆粒物。離子交換樹脂常分為凝膠型和大孔型兩類，凝膠型樹脂的高分子骨架，在干燥的情況下內(nèi)部沒(méi)有毛細(xì)孔。它在吸水時(shí)潤(rùn)脹，在大分子鏈節(jié)間形成很微細(xì)的孔隙，通常稱為顯微孔。濕潤(rùn)樹脂的平均孔徑為2～4nm，這類樹脂較適合用于交換無(wú)機(jī)離子，它們的直徑較小，一般為0.3～0.6nm。這類樹脂不能交換大分子有機(jī)物質(zhì)，因后者的尺寸較大，如蛋白質(zhì)分子直徑為5～20nm，不能進(jìn)入這類樹脂的顯微孔隙中。離子交換樹脂的動(dòng)力學(xué)性能主要表現(xiàn)在其反應(yīng)速度，即在水中的交換能力。而電導(dǎo)率法常作為檢測(cè)水的純度的理想方法，還可測(cè)定弱電解質(zhì)的離解常數(shù)，用作液相色譜檢測(cè)器、電化學(xué)監(jiān)測(cè)器等。因此，將混合有Na₂SO₄溶液和氨水的超純水流在經(jīng)過(guò)離子交換樹脂柱的交換反應(yīng)后，根椐加藥前后混床出水氫電導(dǎo)率差按Harries模型計(jì)算該陰樹脂的交換動(dòng)力學(xué)傳質(zhì)系數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 6302 – 98 (Reapproved 2009)試驗(yàn)要求，提供電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能的成套試驗(yàn)裝置。由于核電站和高參數(shù)火力發(fā)電廠對(duì)凝結(jié)水精處理混床出水水質(zhì)要求的提高，導(dǎo)致對(duì)交換樹脂交換性能提出更高的要求，因此需要一套成熟的裝置來(lái)監(jiān)測(cè)交換樹脂交換性能。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是提供電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能的試驗(yàn)裝置，包括控制系統(tǒng)、外殼箱以及外殼箱內(nèi)的：輸液管、水箱、第一樹脂柱、第二樹脂柱、第一電導(dǎo)率表、第二電導(dǎo)率表；所述水箱內(nèi)設(shè)有盤管和加熱棒；盤管一端外接輸液管，其另一端通往第一樹脂柱；所述第一樹脂柱、第一電導(dǎo)率表、第二樹脂柱、第二電導(dǎo)率表通過(guò)管道串聯(lián)后排放至試驗(yàn)裝置外；所述第一樹脂柱帶有恒溫夾套，恒溫夾套上的：恒溫水出口、恒溫水入口均與所述水箱連通；所述控制系統(tǒng)將集中控制試驗(yàn)裝置中的各個(gè)儀表、閥門、泵。

優(yōu)選的是，還包括第一截止閥、進(jìn)水泵、第二測(cè)溫儀和第二流量?jī)x；所述輸液管一端連接盤管，其另一端連接藥液管和純水管；在所述輸液管上沿液體流向依次設(shè)有第一截止閥和進(jìn)水泵；所述盤管與第一樹脂柱之間的管路上沿液體流向依次設(shè)有第二測(cè)溫儀和第二流量?jī)x。

優(yōu)選的是，還包括加藥泵、第一流量?jī)x、球閥和溫水循環(huán)泵；所述藥液管上沿液體流向依次設(shè)有加藥泵和第一流量?jī)x；第一樹脂柱的恒溫水進(jìn)口連接水箱的管道上沿液體流向依次設(shè)有球閥和溫水循環(huán)泵。

優(yōu)選的是，還包括第二截止閥和第一測(cè)溫儀；在水箱上還設(shè)有排水管，所述排水管上設(shè)有第二截止閥，水箱的底部還設(shè)有第一測(cè)溫儀。

優(yōu)選的是，所述水箱上還設(shè)有溢流管；所述溢流管與排水管匯流后排放至試驗(yàn)裝置外。

本發(fā)明的有益效果是：提供電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)裝置，以達(dá)到核電站和高參數(shù)火力發(fā)電廠監(jiān)測(cè)凝結(jié)水精處理混床中離子交換樹脂性能、提高出水水質(zhì)的目的，可以提高核電站和高參數(shù)火力發(fā)電廠的安全性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖2是電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)裝置的外觀示意圖；

圖3是電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)裝置的原理圖；

附圖中各部件的標(biāo)記如下：1、水箱；2、盤管；3、加熱棒；4、第一樹脂柱；5、第二樹脂柱；6、第一截止閥；7、第二截止閥；8、球閥；9、輸液管；10、進(jìn)水泵；11、加藥泵；12、溫水循環(huán)泵。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

請(qǐng)參閱附圖1至3，本發(fā)明實(shí)施例包括：

電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性試驗(yàn)裝置用于按照美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D 6302 – 98 (Reapproved 2009) 進(jìn)行的測(cè)定離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能（傳質(zhì)系數(shù)）試驗(yàn)，特別適用于陰離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性能（傳質(zhì)系數(shù)）的測(cè)定。

電導(dǎo)率法離子交換樹脂動(dòng)力學(xué)性試驗(yàn)裝置，其原理是：將一定粒度的待測(cè)陰樹脂與新的陽(yáng)樹脂各自再生好后組成混床，在恒溫條件下以超純水進(jìn)行清洗，至穩(wěn)定后，在超純水流中加入一定比例的Na₂SO₄溶液和氨水，根椐加藥前后混床出水氫電導(dǎo)率差按Harries模型計(jì)算該陰樹脂的交換動(dòng)力學(xué)傳質(zhì)系數(shù)。

本試驗(yàn)裝置包括樹脂交換柱、電導(dǎo)率測(cè)量機(jī)構(gòu)、恒溫機(jī)構(gòu)、投藥機(jī)構(gòu)、流量檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)；混合好的藥液經(jīng)投藥機(jī)構(gòu)輸送并依次流經(jīng)恒溫機(jī)構(gòu)、流量檢測(cè)機(jī)構(gòu)、樹脂交換柱、電導(dǎo)率測(cè)量機(jī)構(gòu)；恒溫機(jī)構(gòu)在對(duì)流經(jīng)的藥液加熱同時(shí)還維持交換柱的溫度。

如圖1至2所示，本實(shí)施例中包括控制系統(tǒng)、外殼箱和試驗(yàn)系統(tǒng)，其外殼箱包括型材對(duì)接而成的框架結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)的外部封裝有側(cè)板。試驗(yàn)系統(tǒng)則包括脂交換柱、電導(dǎo)率測(cè)量機(jī)構(gòu)、恒溫機(jī)構(gòu)、投藥機(jī)構(gòu)、流量檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)。其中樹脂交換柱包括了第一樹脂柱4、第二樹脂柱5；電導(dǎo)率測(cè)量機(jī)構(gòu)包括了第一電導(dǎo)率表、第二電導(dǎo)率表；恒溫機(jī)構(gòu)包括了水箱1、加熱棒3、盤管2；投藥機(jī)構(gòu)包括了藥液管、純水管、加藥泵11；流量檢測(cè)機(jī)構(gòu)包括了第一流量?jī)x、第二流量?jī)x、第一測(cè)溫儀、第二測(cè)溫儀；控制機(jī)構(gòu)包括了第一截止閥6、第二截止閥7、球閥8、進(jìn)水泵10、加藥泵11、溫水循環(huán)泵12。

在外殼箱上還設(shè)有控制面板來(lái)操作控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將集中控制試驗(yàn)裝置中的各個(gè)儀表、閥門、泵，而控制系統(tǒng)的內(nèi)設(shè)程序可以根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)需要進(jìn)行靈活調(diào)整。這種集中控制方式可以提高試驗(yàn)裝置的操作系能，適應(yīng)多種試驗(yàn)需求。如圖3所以，第一樹脂柱符號(hào)為L(zhǎng)Z1、第二樹脂柱符號(hào)為L(zhǎng)Z3、第一電導(dǎo)率表符號(hào)為DD1、第二電導(dǎo)率表符號(hào)為DD2、第一測(cè)溫儀符號(hào)為T1、第二測(cè)溫儀符號(hào)為T2、第一流量?jī)x符號(hào)為F1、第二流量?jī)x符號(hào)為F2、進(jìn)水泵符號(hào)為P2、加藥泵符號(hào)為P1、溫水循環(huán)泵符號(hào)為P3。

在試驗(yàn)系統(tǒng)中，藥水和純水在進(jìn)入輸液管之前就進(jìn)行了混合，如圖3所示，輸液管9一端連接盤管2，其另一端連接藥液管和純水管，藥液管上沿藥液流向依次設(shè)有加藥泵11和第一流量?jī)x。藥液和純水混合后進(jìn)入輸液管，輸液管9上沿液體流向依次設(shè)有第一截止閥6和進(jìn)水泵10。輸液管9連接到水箱1內(nèi)的盤管2上，而盤管2的另一端通往第一樹脂柱。

水箱1內(nèi)還設(shè)有U型的加熱棒3用于維持水溫，水箱1內(nèi)的熱水可以對(duì)盤管2進(jìn)行加熱便于控制輸液管9內(nèi)液體的溫度，液體經(jīng)過(guò)加熱后進(jìn)入第一樹脂柱中。在盤管2與第一樹脂柱之間的管路上沿液體流向依次設(shè)有第二測(cè)溫儀和第二流量?jī)x，其可以用于監(jiān)測(cè)混合液體的溫度和流量，便于控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)及操作的集中控制。

同時(shí)，為了保障混合液體在第一樹脂柱內(nèi)的反應(yīng)溫度，第一樹脂柱帶有恒溫夾套，恒溫夾套上的：恒溫水出口、恒溫水入口均與水箱1連通，水箱1內(nèi)的恒溫水從第一樹脂柱恒溫水入口進(jìn)入，從第一樹脂柱恒溫水出口排出并回流至水箱1中去，用循環(huán)熱水來(lái)保障第一樹脂柱內(nèi)的反應(yīng)溫度。在第一樹脂柱恒溫水入口連接水箱1的管道上沿液體流向依次設(shè)有球閥和溫水循環(huán)泵，這樣可以保證溫水循環(huán)。

混合液體從第一樹脂柱流出后通過(guò)管道依次流經(jīng)第一電導(dǎo)率表、第二樹脂柱、第二電導(dǎo)率表，最后排放至試驗(yàn)裝置外的地漏?；旌弦后w在經(jīng)過(guò)第一電導(dǎo)率表時(shí)會(huì)進(jìn)行一次數(shù)據(jù)顯示，混合液體再流過(guò)第二樹脂柱后會(huì)由第二電導(dǎo)率表進(jìn)行第二次數(shù)據(jù)顯示。這些數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)以及計(jì)算都會(huì)通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行，并可以在控制面板上操作。如圖3所示，水箱1的底部設(shè)有排水管，排水管上設(shè)有第二截止閥可以控制排水。水箱1的上部還設(shè)有溢流管，溢流管與排水管匯流后排放至裝置外的地漏。為了實(shí)時(shí)控制水箱1內(nèi)的水溫，便于及時(shí)調(diào)整水溫，在水箱1的底部還設(shè)有第一測(cè)溫儀。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書內(nèi)容所作相同原理及用途的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。