[实用新型]用于树脂总传质系数测量的浅床

说明书

技术领域

本实用新型涉及树脂性能检测领域，特别是涉及一种用于树脂总传质系数 测量的浅床。

背景技术

离子交换树脂在水处理领域需求量很大，约占离子交换树脂产量的90％左 右，用于水中的各种阴阳离子的去除。目前，离子交换树脂的最大消耗量是用 在火力发电厂的纯水处理上，其次是原子能、半导体、电子工业等。

离子交换树脂主要分为凝胶型树脂和大孔型树脂。凝胶型树脂的高分子骨 架在干燥的情况下，内部没有毛细孔；而在吸水时会溶胀，在大分子链节间形 成很微细的孔隙，通常称为显微孔，湿润树脂的平均孔径为2～4nm。这类树脂 较适合用于吸附无机离子。大孔型树脂是在聚合反应时加入致孔剂，形成多孔 海绵状构造的骨架，内部有大量永久性的微孔。大孔型树脂并存有微细孔和大 网孔，润湿树脂的孔径达100～500nm，而孔道的表面积可以增大到超过 1000m²/g。这不仅为离子交换提供了良好的接触条件，缩短了离子扩散的路程， 还增加了许多链节活性中心，通过分子间的范德华引力产生分子吸附作用，能 够像活性炭那样吸附各种非离子性物质，扩大其功能。

离子交换过程除了受树脂自身性质影响外，还与交换过程有关。离子交换 过程主要分为以下几个步骤：(1)水中的离子在水溶液中向树脂颗粒表面的扩 散，即到达边界水膜层；(2)离子通过边界水膜的扩散；(3)离子在树脂颗粒 网孔内的扩散；(4)溶液中离子和交换基团上的离子进行交换；(5)交换基团 上的离子在树脂颗粒网孔内向颗粒表面扩散；(6)交换基团上的离子通过边界 水膜的扩散；(7)交换基团上的离子从树脂表面边界水膜向水溶液的扩散。

离子交换过程必须相继通过以上几个步骤，其中消耗大部分时间的步骤称 为速度控制步骤。通过测定树脂的总传质系数可以有效的判断离子交换过程的 速度控制步骤，能够为离子交换器的设计和操作提供必要的基础数据。

但是，目前还没有能够简便易行的测定树脂总传质系数的设备。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种用于树脂总传质系数测量的浅床 设备，采用该浅床，能够方便的测定树脂总传质系数。

一种用于树脂总传质系数测量的浅床，包括固定在一起的进水装置、连接 装置和出水装置，所述连接装置内设有容纳树脂的树脂空腔，所述进水装置内 设有与树脂空腔连通的进水通道，所述出水装置内设有与树脂空腔连通的出水 通道，且所述树脂空腔与进水通道和出水通道之间均设有隔离网。

利用上述浅床进行树脂总传质系数测量的原理如下：

离子交换树脂在浅床中的传质过程为：

Δc‾Δt=Kfa(c-c*)m---(1)]]>

式中：(c-c^*)_m—Δt时刻内，该交换过程的平均推动力，mol/m³；

c—进出浅床料液的平均浓度，mol/m³；

—树脂相总平均浓度，mol/m³；

c*—与树脂相总平均浓度呈平衡的液相浓度，mol/m³；

K_fa—以液相推动力表示的总传质系数，h^-1。

在操作过程中，Δt时间内流出液的体积为

ΔV＝q·Δt(2)

式中：q—料液的体积流量，m³/h；