一種測定離子交換樹脂交換容量的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電網建設領域，特別涉及一種測定離子交換樹脂交換容量的裝置。
技術背景
[0002]離子交換樹脂廣泛應用于發電廠、藥廠、電子行業，在凈化水質、除去水中陰、陽離子、除去有機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，它關系到樹脂產品質量和制水量，關系到供貨商與用戶之間的價格和利益，所以準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量(重量或體積)樹脂能進行離子交換反應的化學基團的總量，離子交換樹脂與浸泡液的反應溫度、平衡時間是影響交換容量的重要因素。以國家標準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，其主要內容是取一定量經處理后的樹脂轉入具塞三角瓶中，加入100mL氫氧化鈉標準溶液蓋緊瓶塞，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，用鹽酸標準溶液進行滴定，根據消耗鹽酸標準液的體積計算出氫型弱酸性陽離子交換樹脂全交換容量。
[0004]經過多次試驗證明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，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的變化而不同，即樹脂在浸泡液中平衡時間隨季節、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(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，不經意間樹脂就會被吸入到移液管，造成試驗滴定誤差，產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太小，重物壓在瓶塞上不牢固。試驗中由于瓶內氣壓高，將瓶塞頂開滑落到地上摔碎的事故時有發生，導致試驗半路終止，不能保證試驗順利進行。
【發明內容】
[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中瓶塞摔碎問題，發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瓶合絲嚴縫并且瓶塞重量大，避免了試驗過程中瓶塞被頂起摔碎的難題。
[0010]本發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的出口管道上設置有流量控制裝置，所述裝置B的開口與所述裝置C的進口端相連；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設置有換氣管，所述換氣管的底端延伸至裝置B內部，所述換氣管的頂端延伸至裝置B外部，所述換氣管頂端設置有氣體流量控制裝置；在靜止狀態下，所述換氣管的底端處于反應液液面以上。
[0011 ] 優選的，所述裝置B為具有外磨口的容器，所述裝置C為具有內磨口的過濾器，所述內磨口的內徑與外磨口外徑相同。
[0012]優選的，所述裝置B為具有內磨口的容器，所述裝置C為具有外磨口的過濾器，所述內磨口的內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，但實驗過程中發現:反應溶液中不可避免的摻雜有部分小粒徑的樹脂或雜質，因此，在本發明的多個優選實施例中，優選濾板的孔徑小于0.2毫米。
[0014]優選的，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]優選的，所述裝置B為平底錐形容器。
[0017]優選的，所述流量控制裝置為活塞或閥門。
[0018]優選的，所述裝置B的內部的底面具有大致圓錐形狀，所述裝置B的內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定為一比值，在該比值下，當所述裝置B勻速搖動時，在所述待測樹脂與所述浸泡液的界面處，產生于所述待測樹脂的剪切應變的大小是一樣的。
[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堿基團再生容量的測定；丙烯酸系陰離子交換樹脂弱堿基團交換容量的測定；丙烯酸系陰離子交換樹脂弱酸基團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確性，確保試驗順利進行。
[0020]本發明的目的是提供一種測定離子交換樹脂交換容量的方法，將預定條件下反應預定時間的離子交換樹脂和反應液分離，以分離后的反應液作為待測溶液，按照相應的國標規定測定離子交換樹脂的交換容量。
[0021]具體步驟如下:
[0022]1)將離子樹脂與反應液于預定溫度下在裝置A中反應預定時間，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，將濾液按照相應的國標規定測定離子交換樹脂的交換容量。
[0024]本發明的有益效果:
[0025]本發明裝置可應用到離子交換樹脂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堿基團再生容量的測定；(5)丙烯酸系陰離子交換樹脂弱堿基團交換容量的測定；(6)丙烯酸系陰離子交換樹脂弱酸基團交換容量的測定。
[0026]設計原理
[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具有內磨口與裝置B配套，裝置C上配有活塞、換氣管、濾芯。設計的裝置C的重量大且與裝置B磨口合絲嚴縫，避免了瓶塞實驗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