一种测定离子交换树脂交换容量的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电网建设领域，特别涉及一种测定离子交换树脂交换容量的装置。
技术背景
[0002]离子交换树脂广泛应用于发电厂、药厂、电子行业，在净化水质、除去水中阴、阳离子、除去有机物等方面起到重要作用。交换容量是离子交换树脂的重要性能指标，它关系到树脂产品质量和制水量，关系到供货商与用户之间的价格和利益，所以准确测定离子交换树脂交换容量有着重要意义。
[0003]离子交换树脂全交换容量是指单位数量(重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量，离子交换树脂与浸泡液的反应温度、平衡时间是影响交换容量的重要因素。以国家标准GB/T 8144— 2008《阳离子交换树脂交换容量测定方法》中“氢型弱酸性阳离子交换树脂全交换容量的测定”为例，其主要内容是取一定量经处理后的树脂转入具塞三角瓶中，加入100mL氢氧化钠标准溶液盖紧瓶塞，放至60°C水溶锅中浸泡3小时，冷却至室温，用移液管移出具塞三角瓶中浸泡液25mL(不得吸出树脂)，放入另一只三角烧瓶中，加入适量的试剂水和指示剂，用盐酸标准溶液进行滴定，根据消耗盐酸标准液的体积计算出氢型弱酸性阳离子交换树脂全交换容量。
[0004]经过多次试验证明GB/T 8144—2008这个方法及操作存在4个方面的缺陷和不足:
[0005]a.GB/T 8144— 2008方法规定“浸泡液放至60°C水溶锅中浸泡3小时，冷却至室温”不足之处:浸泡液从60°C水溶锅中取出冷却至室温，在冷却过程中，所需冷却时间取决于室温温度。然而室温是可变参数，在同一地域，室温一年四季不同；不同地域即使同一天，室温也不同，因而浸泡液从60°C冷却至室温的时间也因室温参数的变化而不同，即树脂在浸泡液中平衡时间随季节、地域变化而变化，是不定值。所以浸泡液在冷却至室温期间，弱酸性阳离子交换树脂与浸泡液中的氢氧化钠溶液建立的吸附平衡因平衡时间不同产生了离子交换树脂交换容量测定误差。
[0006]b.浸泡液冷却至室温其冷却方式是可变参数(1)自然冷却；(2)用冷却水冷却。冷却方式不同，浸泡液冷却至室温的时间不同，产生离子交换树脂交换容量测定误差。
[0007]c.用移液管移出具塞三角瓶中浸泡液25mL(不得吸出树脂)这一操作条件苛刻，不宜掌握，尤其在树脂湿真密度较小时，在浸泡液的上部、中部、下部都漂浮着树脂，不经意间树脂就会被吸入到移液管，造成试验滴定误差，产生离子交换树脂交换容量测定误差。
[0008]d.在水浴锅中，为了防止瓶塞跳开，需加500g重的重物压住，这一规定有难度。由于锥形的塞子带尖，用重物压住带尖的物体因接触点太小，重物压在瓶塞上不牢固。试验中由于瓶内气压高，将瓶塞顶开滑落到地上摔碎的事故时有发生，导致试验半路终止，不能保证试验顺利进行。
【发明内容】
[0009]为了解决树脂与浸泡液冷却时间差异、冷却方式差异、移出浸泡液时吸出树脂等3种因素影响氢型弱酸性阳离子交换树脂全交换容量的测定及避免试验中瓶塞摔碎问题，发明一种测定氢型弱酸性阳离子交换树脂全交换容量的装置，该装置能使树脂在60°C水溶锅中浸泡3小时后迅速脱离浸泡液，在浸泡液冷却至室温期间，浸泡液的平衡时间及平衡浓度不受室温及冷却方式限制，并且完全避免移液管移出浸泡液时吸入树脂的难题，该装置的瓶塞不但与反应瓶合丝严缝并且瓶塞重量大，避免了试验过程中瓶塞被顶起摔碎的难题。
[0010]本发明的目的是提供一种测定离子交换树脂交换容量的装置，所述装置(装置A)是由装置B和装置C组成，装置B为开口容器，装置C包括过滤器、换气管、流量控制装置，所述装置C的出口管道上设置有流量控制装置，所述装置B的开口与所述装置C的进口端相连；在流量控制装置闭合时，所述装置C和装置B间形成密闭的腔体并保持腔体体积不变；所述装置C设置有换气管，所述换气管的底端延伸至装置B内部，所述换气管的顶端延伸至装置B外部，所述换气管顶端设置有气体流量控制装置；在静止状态下，所述换气管的底端处于反应液液面以上。
[0011 ] 优选的，所述装置B为具有外磨口的容器，所述装置C为具有内磨口的过滤器，所述内磨口的内径与外磨口外径相同。
[0012]优选的，所述装置B为具有内磨口的容器，所述装置C为具有外磨口的过滤器，所述内磨口的内径与外磨口外径相同。
[0013]目前，离子交换树脂粒径要求一般大于0.315毫米，但实验过程中发现:反应溶液中不可避免的掺杂有部分小粒径的树脂或杂质，因此，在本发明的多个优选实施例中，优选滤板的孔径小于0.2毫米。
[0014]优选的，所述换气管的顶端的水平高度低于换气管底端。避免装置A倒置过滤滤液时，滤液从止水夹处跑出。
[0015]优选的，在流量控制装置闭合时，所述装置C位于装置B的上方。
[0016]优选的，所述装置B为平底锥形容器。
[0017]优选的，所述流量控制装置为活塞或阀门。
[0018]优选的，所述装置B的内部的底面具有大致圆锥形状，所述装置B的内部的所述底面的大致圆锥形状中的最厚部分的厚度与最薄部分的厚度之比被设定为一比值，在该比值下，当所述装置B匀速摇动时，在所述待测树脂与所述浸泡液的界面处，产生于所述待测树脂的剪切应变的大小是一样的。
[0019]其他五种离子交换树脂交换容量的测定:氢型强酸性阳离子交换树脂交换容量的测定；氢氧型阴离子交换树脂最大再生容量的测定；氢氧型阴离子交换树脂最大强碱基团再生容量的测定；丙烯酸系阴离子交换树脂弱碱基团交换容量的测定；丙烯酸系阴离子交换树脂弱酸基团交换容量的测定等也涉及影响交换容量测定的因素及操作方面的缺陷，为此，发明一种测定离子交换树脂交换容量的装置，可解决6种离子交换树脂交换容量测定中遇到的难题，确保离子交换树脂交换容量测定的准确性，确保试验顺利进行。
[0020]本发明的目的是提供一种测定离子交换树脂交换容量的方法，将预定条件下反应预定时间的离子交换树脂和反应液分离，以分离后的反应液作为待测溶液，按照相应的国标规定测定离子交换树脂的交换容量。
[0021]具体步骤如下:
[0022]1)将离子树脂与反应液于预定温度下在装置A中反应预定时间，得浸泡液；
[0023]2)倒置装置A，打开装置A的流量控制器和气体流量控制器，过滤步骤1)得到的浸泡液，得滤液，将滤液按照相应的国标规定测定离子交换树脂的交换容量。
[0024]本发明的有益效果:
[0025]本发明装置可应用到离子交换树脂6种交换容量的测定，包括(1)氢型弱酸性阳离子交换树脂全交换容量的测定；(2)氢型强酸性阳离子交换树脂交换容量的测定；(3)氢氧型阴离子交换树脂最大再生容量的测定；(4)氢氧型阴离子交换树脂最大强碱基团再生容量的测定；(5)丙烯酸系阴离子交换树脂弱碱基团交换容量的测定；(6)丙烯酸系阴离子交换树脂弱酸基团交换容量的测定。
[0026]设计原理
[0027]以氢型弱酸性阳离子交换树脂全交换容量的测定为例。
[0028]该装置A是由装置B和装置C组成，装置B与装置C成套组合，装置C套在装置B的外面形成装置A。装置B是具有外磨口的250mL三角锥瓶；装置C具有内磨口与装置B配套，装置C上配有活塞、换气管、滤芯。设计的装置C的重量大且与装置B磨口合丝严缝，避免了瓶塞实验过程中被顶起摔碎的难题。含有树脂的浸泡液在60°C水溶锅中浸泡