一种微量高纯水的制备装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纯水制备领域，尤指一种微量高纯水的制备装置及方法。
【背景技术】
[0002] 高纯水对于化学仪表的校验有着特殊的意义。例如25°C时，绝对纯水的电导率约 为0. 055 μ s/cm，对应的pH为7. 0,因此，根据这一特性，可用于校验火电厂中化学仪表的校 验，如电导率表、PH表等。绝对纯水制备除了去除水体中的盐类外，还应该消除二氧化碳对 水体特性的影响。水中碳酸和溶解的二氧化碳有下列平衡：
[0003]
[0004] 水中未离解的碳酸浓度一般只有水中二氧化碳浓度的0. 1 %左右，且碳酸和二氧 化碳又不易区分，所以所谓"游离碳酸"或"游离二氧化碳"均指水中碳酸和二氧化碳的总 量，其浓度可用[H2CO3]或[CO2]符号表示。碳酸是二元弱酸，它和它的盐类统称为碳酸化 合物。碳酸化合物在水中存在的形态有三种：1)分子状态溶解的二氧化碳和碳酸；2)离子 状态的HCO3，称为重碳酸盐；3)离子状态的CO32，称为碳酸盐。各种形态的碳酸按以下反 应式相互转化：
[0009] 从以上反应式可知，碳酸各种形态含量的相对比例同溶液的pH值有关，在不同pH 值时各种形态碳酸的相对比例如图1所示。由图1可以看出，当pH彡4. 3时，水中只有CO2一种形态；当 pH = 8. 3 时，[HCO3 ]可认为接近 100%，[H2CO3] = [CO2]~0 ;当 pH 彡 8. 3 时，〇)2消失了，HCO 3与CO 32共存；当pH > 10时，HCO 3迅速减小。二氧化碳在纯水中的溶 解符合亨利定，空气中的二氧化碳的含量按积计约为〇. 03 %，典型大气中的二氧化碳分压 为3. 2X10 5MPa。根据亨利定律计算得到在不同温度下高纯水中溶解的二氧化碳浓度。可 计算得25°C时与大气平衡高纯水的电导率为0. 86 μ s/cm，对应的pH为5. 66。由此可见，二 氧化碳对纯水的特性影响较大，在制备的过程中应消除其影响。
[0010] 现有技术中，有两种制水处理，第一种为来水经过过滤设备后，经过阳树脂交换 柱、阴树脂交换柱分别除去水体中的阳离子和阴离子，然后经过混合树脂柱进行深度除盐， 最后制得除盐水。若来水中pH较低，有溶解的分子态二氧化碳，则上述方法无法进行去除。 第二种为来水经过初步预处理后，然后经过超滤、反渗透、EDI除盐处理。上述方法能去除 水中的悬浮物及电解质，对于分子态的二氧化碳无法去除。
【发明内容】
[0011] 本发明目的在于提供一种制水处理方法及装置，能够有效消除空气中二氧化碳对 水品质的影响，为达上述目的，本发明提供了一种微量高纯水的制备装置及方法，具体包含 如下：
[0012] 本发明提供一种微量高纯水的制备装置，所述制备装置包含：碱液容器、阴离子交 换柱、第一混柱、第二混柱、多个阀门；所述碱液容器与所述阴离子交换柱输入端相连；所 述阴离子交换柱和所述第一混柱输入端分别与入水口相连；所述阴离子交换柱输出端分别 与所述第一混柱输入端和出水口相连；所述第一混柱输出端与所述第二混柱输入端相连； 所述第二混柱输出端与所述出水口相连；所述入水口与所述出水口相连。
[0013] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：在所述出水口上设置有阀门； 所述入水口与所述出水口之间管道上设置有阀门；所述阴离子交换柱、所述第一混柱和所 述第二混柱的输出端分别设置有阀门；所述阴离子交换柱与所述第一混柱的输入端分别设 置有阀门。
[0014] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：在所述出水口上阀门的入水端 还连接有排水排气口，所述排水排气口上设置有阀门。
[0015] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：在所述碱液容器与所述阴离子 交换柱之间管道上设置有调节器，所述调节器用于控制所述碱液容器的碱液输出。
[0016] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：在所述阴离子交换柱输出端设 置有PH表计，所述PH表计用于测试所述阴离子交换柱输出液体的PH值。
[0017] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：在所述出水口与所述排水排气 口上阀门的入水端设置有流量计，用于检测当前管道出水量。
[0018] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：所述第一混柱和所述第二混柱 通过可拆卸结构连接于所述微量高纯水的制备装置上。
[0019] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：所述第一混柱为阳树脂交换柱 和阴树脂交换柱的结合。
[0020] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：所述第二混柱为混合树脂柱。
[0021] 本发明还提供一种微量高纯水的制备方法，所述制备方法包含：通过碱液容器调 节阴离子交换混柱到指定PH值范围；导通入水口，使水流依次经过阴离子交换柱、第一混 柱与第二混柱；获得高纯水。
[0022] 在上述微量高纯水的制备方法中，优选的还包含：导通入水口对微量高纯水的制 备装置进行排气排水处理。
[0023] 本发明的有益技术效果在于：提供一种方便、快捷的制备微量高纯水的方法及装 置，并能够消除空气中二氧化碳对出水品质的影响，可用于校验火电厂中化学仪表如电导 率表、pH表的校验，解决该类表计无校验基准的问题。
【附图说明】
[0024] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不 构成对本发明的限定。在附图中：
[0025] 图1为本发明为水中各种碳酸化合物的相对量和pH值的关系示意图；
[0026] 图2为本发明所提供的微量高纯水的制备装置结构示意图；
[0027] 图3为本发明所提供的微量高纯水的制备方法流程示意图。
[0028] 附图标号
[0029] 1-碱液容器、2-阴离子交换柱、3-第一混柱、4-第二混柱、5-流量计、6-PH表计、 7-调节器、K1-K8为阀门
【具体实施方式】
[0030] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附 图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明， 但并不作为对本发明的限定。
[0031] 请参考图2所示，图2为本发明提供一种微量高纯水的制备装置，所述制备装置包 含：碱液容器1、阴离子交换柱2、第一混柱3、第二混柱4、多个阀门K1-K8 ;所述碱液容器1 与所述阴离子交换柱2输入端相连；所述阴离子交换柱2和所述第一混柱3输入端分别与 入水口连接；所述阴离子交换柱2输出端分别与所述第一混柱3输入端和出水口连接；所 述第一混柱3输出端与所述第二混柱4输入端连接；所述第二混柱4输出端与所述出水口 连接；所述入水口与所述出水口连接。
[0032] 在上述微量高纯水的制备装置中，优选的还包含：在所述出水口上设置有阀门 K7 ;所述入水口与所述出水口之间管道上设置有阀门；所述阴离子交换柱2、所述第一混柱 3和所述第二混柱4的输出端分别设置有阀门；所述阴离子交换柱2与所述第一混柱3的 输入端分别设置有阀门。通过控制该阀门K7实现管道内废水排放及微量高纯水导通。本 发明的一优选实施例中还包含在所述出水口上阀门的入水端还连接有排水排气口，所述排 水排气口上设置有阀门K8。以此，在关闭阀门K7时，打开阀门K8,通过在纯水制备之前导 通入水口进行管道内