專利名稱：一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置的制作方法
一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置技術領域
本發(fā)明屬于分析試驗室用純水制備設備，涉及一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置。
背景技術：
離子交換法是分析試驗室用純水的常用制備方法之一。目前普遍采用的離子交換純水裝置可分為三類一是復柱系統(tǒng)，陽、陰離子交換柱交替排列、串聯(lián)使用；二是混合柱， 即將陽、陰兩種離子交換樹脂按一定比例混合后充填而成的交換柱；三是復柱一混合柱系統(tǒng)，即在復柱系統(tǒng)之后串聯(lián)一混合柱。
復柱、混合柱及復柱一混合柱離子交換純水裝置的特點均十分明顯。對于復柱， 陽、陰兩種離子交換樹脂不混合，再生容易，但出水純度低，若通過增加串聯(lián)的柱子數(shù)目提高出水純度，流動阻力將大大增加；混合柱相當于陽、陰離子交換柱的無限次串聯(lián)，具有出水純度高的優(yōu)點，缺點是樹脂再生困難，因再生時需先對陽、陰離子交換樹脂進行分離；復柱一混合柱系統(tǒng)與混合柱相比，可減少混合柱中樹脂分離和再生的次數(shù)，樹脂再生困難的缺點仍然存在。發(fā)明內容
本發(fā)明為解決上述技術問題，提供一種避免象混合柱那樣將陰、陽離子交換樹脂直接混合導致再生困難，同時又能得到較高純度的純水的裝置。
本發(fā)明為解決上述技術問題的不足而采用的技術方案是一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置，該裝置由復合交換柱系統(tǒng)和多級復合交換柱組成，所述的復合交換柱系統(tǒng)由一根陽離子交換柱和兩根陰離子交換柱組成，陽離子交換柱和兩根陰離子交換柱串聯(lián)，自來水依次通過陽離子交換柱、兩根陰離子交換柱進入多級復合交換柱內；所述的陽離子交換柱和陰離子交換柱的樹脂層上部均設有水流分布板，陽離子交換柱和陰離子交換柱的頂端設有放氣閥，陽離子交換柱和陰離子交換柱的內部下端均設有用于支承樹脂的樹指支承板。
本發(fā)明所述的多級復合交換柱包括多個復柱單元，兩個相臨的復柱單元通過法蘭連接，每一個復柱單元的上層為陽離子交換樹脂，下層為陰離子交換樹脂，陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂之間設置有樹脂分隔板，陰離子交換樹脂底部設置有樹脂支承板。
本發(fā)明所述的多級復合交換柱的頂端設有陽離子交換樹脂短柱。
本發(fā)明有益效果為本發(fā)明與復柱法相比，因串聯(lián)了一多級復柱，在該柱中可實現(xiàn)多次交換平衡，使出水純度增加，出水電導率可降至0. 008mS/m,達到GB/T6682—2008《分析試驗室用水規(guī)格和試驗方法》一級水質標準；與混合柱相比，因陽、陰兩種離子交換樹脂用篩板隔開，避免了兩種樹脂直接混合，使得再生容易。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；圖中1、復合交換柱系統(tǒng)，2、多級復合交換柱，201、陽離子交換樹脂短柱，3、陽離子交換柱，301、水流分布板，302、放氣閥，4、陰離子交換柱，5、復柱單元，501、陽離子交換樹脂， 502、陰離子交換樹脂，503、樹脂分隔板。
具體實施方式
如圖所示，一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置，該裝置由復合交換柱系統(tǒng)1和多級復合交換柱2組成，所述的復合交換柱系統(tǒng)1由一根陽離子交換柱3和兩根陰離子交換柱4組成，陽離子交換柱3和兩根陰離子交換柱4串聯(lián)，自來水依次通過陽離子交換柱3、兩根陰離子交換柱4進入多級復合交換柱2內；所述的陽離子交換柱3和陰離子交換柱4的樹脂層上部均設有水流分布板301，陽離子交換柱3和陰離子交換柱4的頂端設有放氣閥302，陽離子交換柱3和陰離子交換柱4的內部下端均設有用于支承樹脂的樹指支承板。
所述的多級復合交換柱2包括多個復柱單元5，兩個相臨的復柱單元5通過法蘭連接，每一個復柱單元5的上層為陽離子交換樹脂501，下層為陰離子交換樹脂502，陽離子交換樹脂501和陰離子交換樹脂502之間設置有樹脂分隔板503，陰離子交換樹脂502底部設置有樹脂支承板。
所述的多級復合交換柱2的頂端設有陽離子交換樹脂短柱201。
多級復柱的結構將陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂按一定比例(隨兩種樹脂交換容量的相對大小而定)交替的裝填在一根長度較小的交換柱中，兩種樹脂之間用篩板隔開，這就形成了多級復柱單元，將多個多級復柱單元串接在一起就形成了多級復柱。構成多級復柱的單元數(shù)目可根據對出水純度的要求來確定，出水純度要求越高，所需的單元數(shù)目越多。由于隨著交換過程的進行，水中待交換的離子含量在逐漸降低，因此每個單元的長度可以從前至后依次減小，這樣在維持樹脂層高度一定的情況下有利于增加多級復柱單元的數(shù)目，提高出水純度，若維持單元數(shù)目不變，則可以降低樹脂層高度，減小流動阻力。由于離開復柱系統(tǒng)的水呈堿性，為避免第一單元較早失效，在其之前可增加一陽離子交換樹脂短柱。陽離子交換樹脂短柱的樹脂層上部設置水流分布板，多級復柱的頂部設置放氣閥。
按前述技術方案試制了一復柱一多級復柱離子交換純水系統(tǒng)，其結構如圖1所示。材料為PVC管材，樹脂為強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂和強堿性季胺型陰離子交換樹脂；復柱系統(tǒng)包括一根陽離子交換柱、兩根陰離子交換柱，直徑160mm，每根柱子的總高度為1600mm，樹脂層高度為1200mm ；多級復柱包括三個多級復柱單元，每一單元的高度為 450mm，其中陽離子交換樹脂層高度140mm，陰離子交換樹脂層高度為280mm ；第一單元之前的陽離子交換樹脂短柱的高度為400mm，樹脂層高度為300mm ；每根柱子的頂部均安裝放氣閥。
交換效果出水電導率可降至0. 008mS/m,達到GB/T6682— 2008《分析試驗室用水規(guī)格和試驗方法》一級水質標準。
權利要求
1.一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置，其特征在于該裝置由復合交換柱系統(tǒng)(1)和多級復合交換柱(2)組成，所述的復合交換柱系統(tǒng)(1)由一根陽離子交換柱(3) 和兩根陰離子交換柱(4)組成，陽離子交換柱(3)和兩根陰離子交換柱(4)串聯(lián)，自來水依次通過陽離子交換柱(3)、兩根陰離子交換柱(4)進入多級復合交換柱(2)內；所述的陽離子交換柱(3)和陰離子交換柱(4)的樹脂層上部均設有水流分布板(301)，陽離子交換柱 (3)和陰離子交換柱(4)的頂端設有放氣閥(302)，陽離子交換柱(3)和陰離子交換柱(4) 的內部下端均設有用于支承樹脂的樹指支承板。
2.如權利要求1所述的一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置，其特征在于 所述的多級復合交換柱(2)包括多個復柱單元(5)，兩個相臨的復柱單元(5)通過法蘭連接，每一個復柱單元(5)的上層為陽離子交換樹脂(501)，下層為陰離子交換樹脂(502)，陽離子交換樹脂(501)和陰離子交換樹脂(502)之間設置有樹脂分隔板(503)，陰離子交換樹脂(502)底部設置有樹脂支承板。
3.如權利要求1所述的一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置，其特征在于所述的多級復合交換柱(2)的頂端設有陽離子交換樹脂短柱(201)。
全文摘要
一種離子交換法制備分析試驗室用純水的裝置。在復柱系統(tǒng)之后串聯(lián)一多級復柱交換柱，構成復柱—多級復柱離子交換純水裝置；將陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂按一定比例交替的裝填在一根長度較小的交換柱中，兩種樹脂之間用篩板隔開，形成多級復柱單元，若干個多級復柱單元串接形成多級復柱。與復柱法相比，因串聯(lián)了一多級復柱，在該柱中可實現(xiàn)多次交換平衡，使出水純度增加；與混合柱相比，因陽、陰兩種離子交換樹脂用篩板隔開，避免了兩種樹脂直接混合，使得再生容易。
文檔編號C02F9/04GK102515390SQ20111041727
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者孫鮮明, 成玉梅, 朱書法, 李欣, 韓建國 申請人:河南科技大學