一種測定離子交換樹脂交換容量的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電網(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域，特別涉及一種測定離子交換樹脂交換容量的裝置。
技術(shù)背景
[0002]離子交換樹脂廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、藥廠、電子行業(yè)，在凈化水質(zhì)、除去水中陰、陽離子、除去有機(jī)物等方面起到重要作用。交換容量是離子交換樹脂的重要性能指標(biāo)，它關(guān)系到樹脂產(chǎn)品質(zhì)量和制水量，關(guān)系到供貨商與用戶之間的價格和利益，所以準(zhǔn)確測定離子交換樹脂交換容量有著重要意義。
[0003]離子交換樹脂全交換容量是指單位數(shù)量(重量或體積)樹脂能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)的總量，離子交換樹脂與浸泡液的反應(yīng)溫度、平衡時間是影響交換容量的重要因素。以國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8144— 2008《陽離子交換樹脂交換容量測定方法》中“氫型弱酸性陽離子交換樹脂全交換容量的測定”為例，其主要內(nèi)容是取一定量經(jīng)處理后的樹脂轉(zhuǎn)入具塞三角瓶中，加入100mL氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液蓋緊瓶塞，放至60°C水溶鍋中浸泡3小時，冷卻至室溫，用移液管移出具塞三角瓶中浸泡液25mL(不得吸出樹脂)，放入另一只三角燒瓶中，加入適量的試劑水和指示劑，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，根據(jù)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積計(jì)算出氫型弱酸性陽離子交換樹脂全交換容量。
[0004]經(jīng)過多次試驗(yàn)證明GB/T 8144—2008這個方法及操作存在4個方面的缺陷和不足:
[0005]a.GB/T 8144— 2008方法規(guī)定“浸泡液放至60°C水溶鍋中浸泡3小時，冷卻至室溫”不足之處:浸泡液從60°C水溶鍋中取出冷卻至室溫，在冷卻過程中，所需冷卻時間取決于室溫溫度。然而室溫是可變參數(shù)，在同一地域，室溫一年四季不同；不同地域即使同一天，室溫也不同，因而浸泡液從60°C冷卻至室溫的時間也因室溫參數(shù)的變化而不同，即樹脂在浸泡液中平衡時間隨季節(jié)、地域變化而變化，是不定值。所以浸泡液在冷卻至室溫期間，弱酸性陽離子交換樹脂與浸泡液中的氫氧化鈉溶液建立的吸附平衡因平衡時間不同產(chǎn)生了離子交換樹脂交換容量測定誤差。
[0006]b.浸泡液冷卻至室溫其冷卻方式是可變參數(shù)(1)自然冷卻；(2)用冷卻水冷卻。冷卻方式不同，浸泡液冷卻至室溫的時間不同，產(chǎn)生離子交換樹脂交換容量測定誤差。
[0007]c.用移液管移出具塞三角瓶中浸泡液25mL(不得吸出樹脂)這一操作條件苛刻，不宜掌握，尤其在樹脂濕真密度較小時，在浸泡液的上部、中部、下部都漂浮著樹脂，不經(jīng)意間樹脂就會被吸入到移液管，造成試驗(yàn)滴定誤差，產(chǎn)生離子交換樹脂交換容量測定誤差。
[0008]d.在水浴鍋中，為了防止瓶塞跳開，需加500g重的重物壓住，這一規(guī)定有難度。由于錐形的塞子帶尖，用重物壓住帶尖的物體因接觸點(diǎn)太小，重物壓在瓶塞上不牢固。試驗(yàn)中由于瓶內(nèi)氣壓高，將瓶塞頂開滑落到地上摔碎的事故時有發(fā)生，導(dǎo)致試驗(yàn)半路終止，不能保證試驗(yàn)順利進(jìn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決樹脂與浸泡液冷卻時間差異、冷卻方式差異、移出浸泡液時吸出樹脂等3種因素影響氫型弱酸性陽離子交換樹脂全交換容量的測定及避免試驗(yàn)中瓶塞摔碎問題，發(fā)明一種測定氫型弱酸性陽離子交換樹脂全交換容量的裝置，該裝置能使樹脂在60°C水溶鍋中浸泡3小時后迅速脫離浸泡液，在浸泡液冷卻至室溫期間，浸泡液的平衡時間及平衡濃度不受室溫及冷卻方式限制，并且完全避免移液管移出浸泡液時吸入樹脂的難題，該裝置的瓶塞不但與反應(yīng)瓶合絲嚴(yán)縫并且瓶塞重量大，避免了試驗(yàn)過程中瓶塞被頂起摔碎的難題。
[0010]本發(fā)明的目的是提供一種測定離子交換樹脂交換容量的裝置，所述裝置(裝置A)是由裝置B和裝置C組成，裝置B為開口容器，裝置C包括過濾器、換氣管、流量控制裝置，所述裝置C的出口管道上設(shè)置有流量控制裝置，所述裝置B的開口與所述裝置C的進(jìn)口端相連；在流量控制裝置閉合時，所述裝置C和裝置B間形成密閉的腔體并保持腔體體積不變；所述裝置C設(shè)置有換氣管，所述換氣管的底端延伸至裝置B內(nèi)部，所述換氣管的頂端延伸至裝置B外部，所述換氣管頂端設(shè)置有氣體流量控制裝置；在靜止?fàn)顟B(tài)下，所述換氣管的底端處于反應(yīng)液液面以上。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述裝置B為具有外磨口的容器，所述裝置C為具有內(nèi)磨口的過濾器，所述內(nèi)磨口的內(nèi)徑與外磨口外徑相同。
[0012]優(yōu)選的，所述裝置B為具有內(nèi)磨口的容器，所述裝置C為具有外磨口的過濾器，所述內(nèi)磨口的內(nèi)徑與外磨口外徑相同。
[0013]目前，離子交換樹脂粒徑要求一般大于0.315毫米，但實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn):反應(yīng)溶液中不可避免的摻雜有部分小粒徑的樹脂或雜質(zhì)，因此，在本發(fā)明的多個優(yōu)選實(shí)施例中，優(yōu)選濾板的孔徑小于0.2毫米。
[0014]優(yōu)選的，所述換氣管的頂端的水平高度低于換氣管底端。避免裝置A倒置過濾濾液時，濾液從止水夾處跑出。
[0015]優(yōu)選的，在流量控制裝置閉合時，所述裝置C位于裝置B的上方。
[0016]優(yōu)選的，所述裝置B為平底錐形容器。
[0017]優(yōu)選的，所述流量控制裝置為活塞或閥門。
[0018]優(yōu)選的，所述裝置B的內(nèi)部的底面具有大致圓錐形狀，所述裝置B的內(nèi)部的所述底面的大致圓錐形狀中的最厚部分的厚度與最薄部分的厚度之比被設(shè)定為一比值，在該比值下，當(dāng)所述裝置B勻速搖動時，在所述待測樹脂與所述浸泡液的界面處，產(chǎn)生于所述待測樹脂的剪切應(yīng)變的大小是一樣的。
[0019]其他五種離子交換樹脂交換容量的測定:氫型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂交換容量的測定；氫氧型陰離子交換樹脂最大再生容量的測定；氫氧型陰離子交換樹脂最大強(qiáng)堿基團(tuán)再生容量的測定；丙烯酸系陰離子交換樹脂弱堿基團(tuán)交換容量的測定；丙烯酸系陰離子交換樹脂弱酸基團(tuán)交換容量的測定等也涉及影響交換容量測定的因素及操作方面的缺陷，為此，發(fā)明一種測定離子交換樹脂交換容量的裝置，可解決6種離子交換樹脂交換容量測定中遇到的難題，確保離子交換樹脂交換容量測定的準(zhǔn)確性，確保試驗(yàn)順利進(jìn)行。
[0020]本發(fā)明的目的是提供一種測定離子交換樹脂交換容量的方法，將預(yù)定條件下反應(yīng)預(yù)定時間的離子交換樹脂和反應(yīng)液分離，以分離后的反應(yīng)液作為待測溶液，按照相應(yīng)的國標(biāo)規(guī)定測定離子交換樹脂的交換容量。
[0021]具體步驟如下:
[0022]1)將離子樹脂與反應(yīng)液于預(yù)定溫度下在裝置A中反應(yīng)預(yù)定時間，得浸泡液；
[0023]2)倒置裝置A，打開裝置A的流量控制器和氣體流量控制器，過濾步驟1)得到的浸泡液，得濾液，將濾液按照相應(yīng)的國標(biāo)規(guī)定測定離子交換樹脂的交換容量。
[0024]本發(fā)明的有益效果:
[0025]本發(fā)明裝置可應(yīng)用到離子交換樹脂6種交換容量的測定，包括(1)氫型弱酸性陽離子交換樹脂全交換容量的測定；(2)氫型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂交換容量的測定；(3)氫氧型陰離子交換樹脂最大再生容量的測定；(4)氫氧型陰離子交換樹脂最大強(qiáng)堿基團(tuán)再生容量的測定；(5)丙烯酸系陰離子交換樹脂弱堿基團(tuán)交換容量的測定；(6)丙烯酸系陰離子交換樹脂弱酸基團(tuán)交換容量的測定。
[0026]設(shè)計(jì)原理
[0027]以氫型弱酸性陽離子交換樹脂全交換容量的測定為例。
[0028]該裝置A是由裝置B和裝置C組成，裝置B與裝置C成套組合，裝置C套在裝置B的外面形成裝置A。裝置B是具有外磨口的250mL三角錐瓶；裝置C具有內(nèi)磨口與裝置B配套，裝置C上配有活塞、換氣管、濾芯。設(shè)計(jì)的裝置C的重量大且與裝置B磨口合絲嚴(yán)縫，避免了瓶塞實(shí)驗(yàn)過程中被頂起摔碎的難題。含有樹脂的浸泡液在60°C水溶鍋中浸泡