用于樹脂總傳質(zhì)系數(shù)測量的淺床的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型設(shè)及樹脂性能檢測領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種用于樹脂總傳質(zhì)系數(shù)測量的 淺床。
【背景技術(shù)】
[0002] 離子交換樹脂在水處理領(lǐng)域需求量很大，約占離子交換樹脂產(chǎn)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(fā)電廠的純 水處理上，其次是原子能、半導(dǎo)體、電子工業(yè)等。
[0003] 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(nèi)部沒有毛細孔；而在吸水時會溶脹，在大分子鏈節(jié)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。運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(yīng)時加入致孔劑，形成多孔海綿狀構(gòu)造的骨架，內(nèi)部有大量永久性的微 孔。大孔型樹脂并存有微細孔和大網(wǎng)孔，潤濕樹脂的孔徑達100~500nm，而孔道的表面積 可W增大到超過l〇〇〇m2/g。運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(jié)活性中屯、，通過分子間的范德華引力產(chǎn)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(zhì)，擴大其功能。
[0004] 離子交換過程除了受樹脂自身性質(zhì)影響外，還與交換過程有關(guān)。離子交換過程 主要分為W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(wǎng)孔內(nèi)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(wǎng)孔內(nèi)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。
[0005] 離子交換過程必須相繼通過W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(zhì)系數(shù)可W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(shè)計和操作提供必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
[0006] 但是，目前還沒有能夠簡便易行的測定樹脂總傳質(zhì)系數(shù)的設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 基于此，有必要針對上述問題，提供一種用于樹脂總傳質(zhì)系數(shù)測量的淺床設(shè)備，采 用該淺床，能夠方便的測定樹脂總傳質(zhì)系數(shù)。
[0008] 一種用于樹脂總傳質(zhì)系數(shù)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(nèi)設(shè)有容納樹脂的樹脂空腔，所述進水裝置內(nèi)設(shè)有與樹脂空腔連 通的進水通道，所述出水裝置內(nèi)設(shè)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(shè)有隔離網(wǎng)。
[0009] 利用上述淺床進行樹脂總傳質(zhì)系數(shù)測量的原理如下：
[0010] 離子交換樹脂在淺床中的傳質(zhì)過程為： (I) 陽〇1引式中：（c-c\一 A t時刻內(nèi)，該交換過程的平均推動力，mol/m3;
[0013] C-進出淺床料液的平均濃度，mol/m3;
[0014] C -樹脂相總平均濃度，mo 1 /m3;
[0015] C*-與樹脂相總平均濃度e呈平衡的液相濃度，mol/m3;
[0016] Kfa-W液相推動力表示的總傳質(zhì)系數(shù)，h 1。
[0017] 在操作過程中，A t時間內(nèi)流出液的體積為
[0018] AV = q ? At 似
[0019] 式中：q-料液的體積流量，mVh ;
[0021] 淺床的物料衡算式為：
[0022] 如么 C C-C:) 《斗）； 陽02；3] 式中：x-淺床中的樹脂量，m3;
[0024] Cl-進入淺床前料液的離子濃度，mol/m3; 陽0巧]C2-離開淺床后料液的離子濃度，mol/m3;
(5)
[0027] 故由式（1)、式（4)和式（5)可推出總傳質(zhì)系數(shù)表達式
(6)
[0029] 因此，本實用新型的淺床裝置中，通過將少量粒度均勻的規(guī)則球形樹脂放置在淺 床的樹脂空腔中，兩端W隔離網(wǎng)構(gòu)件固定其位置，令一濃度為Cl的高速恒流料液通過淺床， 通過對流出曲線進行積分，可求出C2,而q、X和Cl均為已知，而C*可W從離子交換等溫線 求得，因此可求得該樹脂的總傳質(zhì)系數(shù)。
[0030] 在其中一個實施例中，所述樹脂空腔的直徑大于所述進水通道和出水通道的直 徑。便于料液快速均勻流過樹脂，促進反應(yīng)達到平衡。
[0031] 在其中一個實施例中，所述進水通道和所述樹脂空腔形成錐形通道。即在淺床內(nèi) 部采用錐形的設(shè)計，具有較好的促進料液快速均勻流過樹脂的效果。
[0032] 在其中一個實施例中，所述出水通道和所述樹脂空腔形成錐形通道。即在淺床內(nèi) 部采用錐形的設(shè)計，具有較好的促進料液快速均勻流過樹脂的效果。
[0033] 在其中一個實施例中，所述進水裝置、連接裝置和出水裝置上均設(shè)有法蘭凸緣盤， 所述法蘭凸緣盤上設(shè)有對應(yīng)的連接孔，通過該連接孔和固定件將進水裝置、連接裝置和出 水裝置固定安裝。該淺床采用法蘭式的連接，便于安裝和拆卸，W達到快速更換測量用樹脂 的目的。
[0034] 在其中一個實施例中，所述進水裝置、連接裝置和出水裝置的法蘭凸緣盤密封面 之間設(shè)有墊片。進一步提高了淺床的密封性。
[0035] 在其中一個實施例中，所述墊片為聚四氣乙締墊片。具有密封效果好，耐腐蝕的特 點。
[0036] 在其中一個實施例中，所述隔離網(wǎng)為不誘鋼網(wǎng)。能夠盡量避免反應(yīng)過程中產(chǎn)生的 酸性溶液或堿性溶液腐蝕而影響測量結(jié)果。
[0037] 本實用新型的一種用于樹脂總傳質(zhì)系數(shù)測量的淺床，通過將少量粒度均勻的規(guī)則 球形樹脂放置在淺床中，兩端W隔離網(wǎng)構(gòu)件固定其位置，令一已知濃度的高速恒流料液通 過淺床，即可求得該樹脂的總傳質(zhì)系數(shù)，具有簡便易行的特點。
[0038] 并且，該淺床還采用法蘭式的連接，便于安裝和拆卸，能夠快速、自由更換淺床內(nèi) 裝填的樹脂，從而達到研究不同種類樹脂的總傳質(zhì)系數(shù)的目的。
【附圖說明】
[0039] 圖1為實施例1的淺床結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040] 圖2為實施例1中淺床的進水裝置或出水裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041] 圖3為實施例1中淺床的連接裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042] 圖4為實施例1中測量系統(tǒng)各部件連接關(guān)系示意圖； 陽0創(chuàng)其中：100.料液罐；200.淺床；210.進水裝置；211.進水通道；220.連接裝置； 221.樹脂空腔；230.出水裝置；231.出水通道；240.隔離網(wǎng)；300.流量計；400.水累；500. 取樣閥；600.水浴裝置；700.回水閥；800.穩(wěn)壓管。
【具體實施方式】
[0044] 為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進行更全面的描 述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可WW許多不同的形式來 實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供運些實施例的目的是使對本實用新型的 公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0045] 需要說明的是，當(dāng)元件被稱為"固定"于另一個元件，它可W直接在另一個元件上 或者也可W存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是"連通"另一個元件，它可W是直接連通 到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0046] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為 了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。 陽047] 實施例1
[0048] 一種用于樹脂總傳質(zhì)系數(shù)測量的淺床，如圖1所示，該淺床200包括固定在一起的 進水裝置210、連接裝置220和出水裝置230。
[0049] 所述連接裝置220內(nèi)設(shè)有容納樹脂的樹脂空腔221，所述進水裝置210內(nèi)設(shè)有與樹 脂空腔221連通的進水通道211，所述出水裝置230內(nèi)設(shè)有與樹脂空腔221連通的出水通 道231，且所述樹脂空腔221與進水通道211和出水通道231之間均設(shè)有隔離網(wǎng)240 (優(yōu)選 31化不誘鋼網(wǎng)）。
[0050] 在本實施例中，上述樹脂空腔221的直徑大于所述進水通道211和出水通道231 的直徑，并且，所述進水通道和所述樹脂空腔形成錐形通道，所述出水通道和所述樹脂空腔 形成錐形通道，即在淺床內(nèi)部采用錐形的設(shè)計，便于料液快速均勻流過樹脂，使反應(yīng)達到平 衡。
[0051] 在本實施例中，如圖2-3所示，所述進水裝置210、連接裝置220和出水裝置230上 均設(shè)有法蘭凸緣盤，所述法蘭凸緣盤上設(shè)有對應(yīng)的連接孔，通過該連接孔和固定件將進水 裝置210、連接裝置220和出水裝置230固定安裝。該淺床采用法蘭式