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专利名称：一种无钠水及无硅水快速制备系统及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202011317792.7

专利申请（专利权）人：华能平凉发电有限责任公司,西安热工研究院有限公司
权利人地址：甘肃省平凉市四十里铺

专利发明（设计）人：王彩霞,王振宇,葛军,马国荣,黄茜,刘玮,戴鑫,张龙明,钟杰

专利摘要：本发明公开了一种无钠水及无硅水快速制备系统及方法，磁力泵的出口分为两路，其中一路经进水流量控制调节阀与进水分流管路相连通，另一路经除盐系统与#1三通阀门的第一个开口相连通，#1三通阀门的第二个开口经阳离子交换系统与#2三通阀门的第一个开口相连通，#1三通阀门的第三个开口经阴离子交换系统与#2三通阀门的第二个开口相连通，#2三通阀门的第三个开口分为两路，其中一路经电导池与出水管相连通，另一路经出水流量控制调节阀与出水分流管路及水箱相连通，该系统在实验室或生产现场快速制备出钠含量接近于0的无钠水或硅含量接近于0的无硅水。

主权利要求：
1.一种无钠水及无硅水快速制备方法，其特征在于，基于无钠水及无硅水快速制备系统，所述无钠水及无硅水快速制备系统包括磁力泵（1）、进水流量控制调节阀（2）、进水分流管路（3）、除盐系统（5）、#1三通阀门（6）、阳离子交换系统（7）、#2三通阀门（9）、阴离子交换系统（8）、电导池（10）、出水管（11）、出水流量控制调节阀（13）、出水分流管路（14）、水箱（15）及控制系统（12）；
磁力泵（1）的出口分为两路，其中一路经进水流量控制调节阀（2）与进水分流管路（3）相连通，另一路经除盐系统（5）与#1三通阀门（6）的第一个开口相连通，#1三通阀门（6）的第二个开口经阳离子交换系统（7）与#2三通阀门（9）的第一个开口相连通，#1三通阀门（6）的第三个开口经阴离子交换系统（8）与#2三通阀门（9）的第二个开口相连通，#2三通阀门（9）的第三个开口分为两路，其中一路经电导池（10）与出水管（11）相连通，另一路经出水流量控制调节阀（13）与出水分流管路（14）及水箱（15）相连通；
电导池（10）内设置有温度测量探头及电导率传感器，温度测量探头及电导率传感器与控制系统（12）的输入端相连接，控制系统（12）的输出端与进水流量控制调节阀（2）、出水流量控制调节阀（13）、#1三通阀门（6）及#2三通阀门（9）的控制端相连接；
包括以下步骤：
当制备钠含量接近于0的无钠水时，控制系统（12）控制#1三通阀门（6）的第一个开口及第二个开口导通，控制#1三通阀门（6）的第三个开口关闭，同时控制#2三通阀门（9）的第一个开口及第三个开口导通，控制#2三通阀门（9）的第二个开口关闭，磁力泵（1）输出的自来水、除盐水或蒸馏水进入除盐系统（5）中进行除盐，然后经阳离子交换系统（7）进一步除钠后通入电导池（10）中进行电导率及温度的测量，最后通过出水管（11）排出，控制系统（12）根据测量得到的温度对测量得到的电导率进行纯水的非线性温度补偿，当补偿后的电导率值≤0.055μS/cm时，则打开出水流量控制调节阀（13），将#2三通阀门（9）第三个开口输出的无钠水送入出水分流管路（14）中或者贮存到水箱（15）中；
当制备硅含量接近于0的无硅水时，则控制系统（12）控制#1三通阀门（6）的第一个开口及第三个开口导通，控制#1三通阀门（6）的第二个开口关闭，同时控制#2三通阀门（9）的第二个开口及第三个开口导通，控制#2三通阀门（9）的第一个开口关闭，磁力泵（1）输出的自来水、除盐水或蒸馏水进入到除盐系统（5）中进行除盐，然后进入到阴离子交换系统（8）中进一步除硅，随后进入到电导池（10）中进行电导率及温度的测量，最后通过出水管（11）排出，控制系统（12）根据测量得到的温度信息对测量得到的电导率进行纯水的非线性温度补偿，当补偿后的电导率值≤0.055μS/cm时，控制系统（12）控制出水流量控制调节阀（13）打开，将#2三通阀门（9）第三个开口输出的无硅水送入出水分流管路（14）中或者贮存到水箱（15）中。
2.根据权利要求1所述的无钠水及无硅水快速制备方法，其特征在于，除盐系统（5）为由阳离子交换树脂及阴离子交换树脂混合而成的树脂柱、电再生阴阳离子交换器或电除盐阴阳离子交换装置。
3.根据权利要求1所述的无钠水及无硅水快速制备方法，其特征在于，阳离子交换系统（7）为阳离子交换树脂柱、电再生阳离子交换器或电除盐阳离子交换装置。
4.根据权利要求1所述的无钠水及无硅水快速制备方法，其特征在于，阴离子交换系统（8）为阴离子交换树脂柱、电再生阴离子交换器或电除盐阴离子交换装置。
5.根据权利要求1所述的无钠水及无硅水快速制备方法，其特征在于，电导池（10）为具有密封内腔的通流池。
6.根据权利要求1所述的无钠水及无硅水快速制备方法，其特征在于，磁力泵（1）的出口分为两路，其中一路经进水流量控制调节阀（2）与进水分流管路（3）相连通，另一路依次经过流量计（4）及除盐系统（5）与#1三通阀门（6）的第一个开口相连通。 说明书 : 一种无钠水及无硅水快速制备系统及方法技术领域[0001] 本发明属于化学分析用纯水制备领域，涉及一种无钠水及无硅水快速制备系统及方法。背景技术[0002] 在电力、电子、食品等使用纯水的行业中，水样中的钠含量和二氧化硅含量均为痕量级，例如GB/T12145?2016《火力发电机组及蒸汽动力设备水汽质量》规定超(超)临界机组给水和蒸汽的钠含量不超过2μg/L，二氧化硅含量不超过10μg/L。对水汽中钠含量、二氧化硅含量的监测通常使用在线钠表和在线硅表，分析化验人员也会定期取样，在实验室进行手工分析检测。无论是在线钠表、在线硅表检验过程中的标液配制，还是手工分析时的器皿洗涤、试剂配制等，均需分别使用钠含量接近于0的无钠水或硅含量接近于0的无硅水，避免工作过程中引入外界污染，确保测量的准确性。[0003] 目前，化验人员在配制在线化学仪表标液和手工分析检测时，通常使用综合纯水仪制备的纯水，没有针对性地专门去除钠、二氧化硅，不能保证纯水中钠含量、硅含量接近于0，可能导致配制的在线钠表、在线硅表低浓度标液与理论值差异较大，按照理论值校准后反而使仪表测量准确性降低，在手工分析检测时，如果使用基底值较大的纯水进行实验，可能引起工作曲线绘制时线性不合格、测量重复性差等，检测数据的准确性得不到保障。如果能够构建一种纯水制备系统，可在实验室或生产现场快速制备无钠水和无硅水，将提高钠、二氧化硅的在线化学仪表测量和手工分析检测准确性，对确保化学监督准确可靠，避免热力系统防积盐具有重要意义，但是现有技术中没有类似的公开。发明内容[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种无钠水及无硅水快速制备系统及方法，该系统在实验室或生产现场快速制备出钠含量接近于0的无钠水或硅含量接近于0的无硅水。[0005] 为达到上述目的，本发明所述的无钠水及无硅水快速制备系统包括磁力泵、进水流量控制调节阀、进水分流管路、除盐系统、#1三通阀门、阳离子交换系统、#2三通阀门、阴离子交换系统、电导池、出水管、出水流量控制调节阀、出水分流管路、水箱及控制系统；[0006] 磁力泵的出口分为两路，其中一路经进水流量控制调节阀与进水分流管路相连通，另一路经除盐系统与#1三通阀门的第一个开口相连通，#1三通阀门的第二个开口经阳离子交换系统与#2三通阀门的第一个开口相连通，#1三通阀门的第三个开口经阴离子交换系统与#2三通阀门的第二个开口相连通，#2三通阀门的第三个开口分为两路，其中一路经电导池与出水管相连通，另一路经出水流量控制调节阀与出水分流管路及水箱相连通；[0007] 电导池内设置有温度测量探头及电导率传感器，温度测量探头及电导率传感器与控制系统的输入端相连接，控制系统的输出端与进水流量控制调节阀、出水流量控制调节阀、#1三通阀门及#2三通阀门的控制端相连接。[0008] 除盐系统为由阳离子交换树脂及阴离子交换树脂混合而成的树脂柱、电再生阴阳离子交换器或电除盐阴阳离子交换装置。[0009] 阳离子交换系统为阳离子交换树脂柱、电再生阳离子交换器或电除盐阳离子交换装置。[0010] 阴离子交换系统为阴离子交换树脂柱、电再生阴离子交换器或电除盐阴离子交换装置。[0011] 电导池为具有密封内腔的通流池。[0012] 磁力泵的出口分为两路，其中一路经进水流量控制调节阀与进水分流管路相连通，另一路依次经过流量计及除盐系统与#1三通阀门的第一个开口相连通。[0013] 一种无钠水及无硅水快速制备方法包括以下步骤：[0014] 当制备钠含量接近于0的无钠水时，控制系统控制#1三通阀门的第一个开口及第二个开口导通，控制#1三通阀门的第三个开口关闭，同时控制#2三通阀门的第一个开口及第三个开口导通，控制#2三通阀门的第二个开口关闭，磁力泵输出的自来水、除盐水或蒸馏水进入除盐系统中进行除盐，然后经阳离子交换系统进一步除钠后通入电导池中进行电导率及温度的测量，最后通过出水管排出，控制系统根据测量得到的温度对测量得到的电导率进行纯水的非线性温度补偿，当补偿后的电导率值≤0.055μS/cm时，则打开出水流量控制调节阀，将#2三通阀门第三个开口输出的无钠水送入出水分流管路中或者贮存到水箱中；[0015] 当制备硅含量接近于0的无硅水时，则控制系统控制#1三通阀门的第一个开口及第三个开口导通，控制#1三通阀门的第二个开口关闭，同时控制#2三通阀门的第二个开口及第三个开口导通，控制#2三通阀门的第一个开口关闭，磁力泵输出的自来水、除盐水或蒸馏水进入到除盐系统中进行除盐，然后进入到阴离子交换系统中进一步除硅，随后进入到电导池中进行电导率及温度测量的测量，最后通过出水管排出，控制系统根据测量得到的温度信息对测量得到的电导率进行纯水的非线性温度补偿，当补偿后的电导率值≤0.055μS/cm时，控制系统控制出水流量控制调节阀打开，将#2三通阀门第三个开口输出的无硅水送入出水分流管路中或者贮存到水箱中。[0016] 本发明具有以下有益效果：[0017] 本发明所述的无钠水及无硅水快速制备系统及方法在具体操作时，当制备钠含量接近于0的无钠水时，则将磁力泵输出的自来水、除盐水或蒸馏水依次经除盐系统及阳离子交换系统进行处理，等到处理达标后，送入出水分流管路中或者贮存到水箱中；当制备硅含量接近于0的无硅水时，则将磁力泵输出的自来水、除盐水或蒸馏水送入除盐系统及阴离子交换系统进行处理，等待处理达标后，送入出水分流管路中或者贮存到水箱中，以实现在实验室或生产现场快速制备出钠含量接近于0的无钠水或硅含量接近于0的无硅水。需要说明的是，本发明可根据使用需求，在实验室和生产现场快速制备出钠含量接近于0的无钠水或硅含量接近于0的无硅水，用于在线化学仪表标液配制时，可减小标液实际值与理论值的差异，提高在线钠表、在线硅表的测量准确性，用于手工分析检测时，可减小实验试剂、器皿等引入的基底值，提高工作曲线绘制的成功率和检测数据的准确性及重复性。附图说明[0018] 图1为本发明的结构示意图。[0019] 其中，1为磁力泵、2为进水流量控制调节阀、3为进水分流管路、4为流量计、5为除盐系统、6为#1三通阀门、7为阳离子交换系统、8为阴离子交换系统、9为#2三通阀门、10为电导池、11为出水管、12为控制系统、13为出水流量控制调节阀、14为出水分流管路、15为水箱。具体实施方式[0020] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述：[0021] 参考图1，本发明所述的无钠水及无硅水快速制备系统包括磁力泵1、进水流量控制调节阀2、进水分流管路3、除盐系统5、#1三通阀门6、阳离子交换系统7、#2三通阀门9、阴离子交换系统8、电导池10、出水管11、出水流量控制调节阀13、出水分流管路14、水箱15及控制系统12；磁力泵1的出口分为两路，其中一路经进水流量控制调节阀2与进水分流管路3相连通，另一路经除盐系统5与#1三通阀门6的第一个开口相连通，#1三通阀门6的第二个开口经阳离子交换系统7与#2三通阀门9的第一个开口相连通，#1三通阀门6的第三个开口经阴离子交换系统8与#2三通阀门9的第二个开口相连通，#2三通阀门9的第三个开口分为两路，其中一路经电导池10与出水管11相连通，另一路经出水流量控制调节阀13与出水分流管路14及水箱15相连通；电导池10内设置有温度测量探头及电导率传感器，温度测量探头及电导率传感器与控制系统12的输入端相连接，控制系统12的输出端与进水流量控制调节阀2、出水流量控制调节阀13、#1三通阀门6及#2三通阀门9的控制端相连接。[0022] 除盐系统5为由阳离子交换树脂及阴离子交换树脂混合而成的树脂柱、电再生阴阳离子交换器或电除盐阴阳离子交换装置。[0023] 阳离子交换系统7为阳离子交换树脂柱、电再生阳离子交换器或电除盐阳离子交换装置。[0024] 阴离子交换系统8为阴离子交换树脂柱、电再生阴离子交换器或电除盐阴离子交换装置。[0025] 控制系统12具有针对纯水的电导率非线性温度补偿功能，能够自动将测量值补偿到25℃的电导率值。[0026] 进水流量控制调节阀2、出水流量控制调节阀13、#1三通阀门6、#2三通阀门9既可以通过控制系统12自动控制，也可以实现手动控制。[0027] 电导池10为具有密封内腔的通流池，其中，流通池选择不锈钢等防腐性能优良、不释放杂质离子的材质。[0028] 磁力泵1的出口分为两路，其中一路经进水流量控制调节阀2与进水分流管路3相连通，另一路依次经过流量计4及除盐系统5与#1三通阀门6的第一个开口相连通。[0029] 本发明所述的无钠水及无硅水快速制备方法包括以下步骤：[0030] 当制备钠含量接近于0的无钠水时，控制系统12控制#1三通阀门6的第一个开口及第二个开口导通，控制#1三通阀门6的第三个开口关闭，同时控制#2三通阀门9的第一个开口及第三个开口导通，控制#2三通阀门9的第二个开口关闭，磁力泵1输出的自来水、除盐水或蒸馏水进入除盐系统5中进行除盐，然后经阳离子交换系统7进一步除钠后通入电导池10中进行电导率及温度的测量，最后通过出水管11排出，控制系统12根据测量得到的温度对测量得到的电导率进行纯水的非线性温度补偿，当补偿后的电导率值≤0.055μS/cm时，则打开出水流量控制调节阀13，将#2三通阀门9第三个开口输出的无钠水送入出水分流管路14中或者贮存到水箱15中；[0031] 当制备硅含量接近于0的无硅水时，则控制系统12控制#1三通阀门6的第一个开口及第三个开口导通，控制#1三通阀门6的第二个开口关闭，同时控制#2三通阀门9的第二个开口及第三个开口导通，控制#2三通阀门9的第一个开口关闭，磁力泵1输出的自来水、除盐水或蒸馏水进入到除盐系统5中进行除盐，然后进入到阴离子交换系统8中进一步除硅，随后进入到电导池10中进行电导率及温度测量的测量，最后通过出水管11排出，控制系统12根据测量得到的温度信息对测量得到的电导率进行纯水的非线性温度补偿，当补偿后的电导率值≤0.055μS/cm时，控制系统12控制出水流量控制调节阀13打开，将#2三通阀门9第三个开口输出的无硅水送入出水分流管路14中或者贮存到水箱15中。[0032] 本发明可在同一系统上实现钠含量接近于0的无钠水与硅含量接近于0的无硅水两种高纯水制备功能的灵活切换，使用人员可根据需求进行选择，功能切换、进出水流量控制等均可实现自动控制，操作方便、简单。[0033] 本发明实现了无钠水和无硅水的制备功能，解决了电力、电子、化工等行业的化验室或生产现场没有针对性地专门去除钠、硅的纯水设备进而影响水汽中痕量钠、硅测量准确性的问题，可提高在线钠表、在线硅表的测量准确性和手工分析检测数据的可靠性，对于工业生产中水汽品质监测和化学监督具有重要意义。

专利地区：甘肃

专利申请日期：2020-11-23

专利公开日期：2024-10-25

专利公告号：CN112374576B