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自动制取超纯水

[导读]纯水用处很大 , 它是科研单位、 医院和工厂试验 室的 “ 血液” , 尤其是试验室 , 纯水是保证质量的必要 条件。

纯水用处很大 , 它是科研单位、 医院和工厂试验 室的 “ 血液” , 尤其是试验室 , 纯水是保证质量的必要 条件。 为了制取纯水, 方法很多, 有的采用离子交换 法去除水中杂质 , 但因离子交换树脂用过一段时间后 , 就要冲洗处理 , 比较麻炼 有的采用蒸馏法, 把蒸过 一次的水再行蒸馏一次 , 才能得到二次蒸馏水。 这样 做过程既不连续, 又是手工操作, 而且热能的利用率 很低 , 要制取大量的纯水是很困难的。 用 “ 自动制取超纯水” 的方法来制取纯水 , 是简 而易行的。 此方法是采用内热蒸馏法 , 连续不断地 自 动把 自来水直接制成超纯水。 也就是利用交流电通过 电极电解水溶液的热效应 , 先把 自来水变成热蒸气 , 用此蒸气作载热体 , 加热冷凝下来的一次蒸馏水 , 继 续燕发成二次蒸气 , 蒸发成三次蒸气 , 经过冷凝后就 制成了超纯水。 此方法热能利用率高, 灵巧简单, 自 动控制 , 可制取大量超纯水。
纯 水 化 装 置纯水化装里由三个主要部分组成: 加热器 、 冷凝 部分、 自动控制 (见图 l ) 。

1 . 力燃器: 加热器包括 电极电解加热器和蒸气加 热器 二 部 分组成。 电解力燃器是 由硬质耐热玻璃或 用搪瓷或用聚四氟乙烯制成呈圆桶形。 上部有盖 , 盖 上装有一对不锈钢 电极、 加水出渣管、 加料 口、 导气 管、 挡板和液面探针。 盖紧卡在蒸水器 口 上的夹层套 内, 密封而不漏气。 蒸气加热器用聚四氟乙烯塑料或 硬质玻璃制成. 邮 、 9、 1 0 三部分装在聚四 氟乙烯塑料 保温辙8 内, 夹层间塞紧棉絮。

 2 . 冷 凝 部分: 有球形 冷凝管和缓冲降压器两部 分。 用聚四 氛乙烯或石英玻璃制成 , 在球形冷凝管的 下部有冷却水入 口 , 上部被热交换后的温水分成两股 流出尸者补充电解 加 热器的水, 一者流经被玻璃 抽 泵而放走。 缓冲降压器上有导气管和球形冷凝管 , 下 有超纯水出口管。 当三次蒸气来到缓冲降压器后 , 一 部分凝聚成水 , 其余部分沿球形冷凝管内朝减压方向 往上升 , 遇冷全部凝聚成水而下落至缓冲降压器底部, 经超纯水出口而流出。
3. 自动 控 制部分: ① 加水流量控制部分 , 有 软铁心浮子 电磁开关部分 , 由两个10 0 圈的线圈 A 、 B , 线圈邮8 介 漆皮线 圈 成 , 流量调节阀和玻璃密 封软铁心 浮子 以及喷嘴。 ② 自动除渣电磁控制部分: 由安培表、 晶体三极放大管、 干 电池、 玻璃抽泵和玻 璃滑塞、 电磁开关组成。 滑塞 两端有固定的衔铁和相 对应的电磁线圈。 安培表的量程是1 5 一 3 0 安培、 在1 5 安培两点 M 、 N 的金属钉上 , 分别与晶体三极管的基 极连通 , 而其指针柱 O 上连接线圈的另一端自 动 化 流 t首先打开 自来水开关, 让 自来水从冷凝水入口进 入冷凝管外部 , 再打开流量调节阀 , 使部分冷却用水 流入 电解加热器 中, 水升至水面线后 , 再从加料 口处 加入 1 一 3 克硫酸钠作为支持电介质导电用。 再者, 水中的钙、 镁等与部分硫酸根离子作用生成沉淀, 起 净化水的作用。 其次再将电插销插入 2 2 0 伏交流电源 插座中 , 这时整个系统开始自动运转起来。 从安培表 上看 , 在通常情况下 , 一般电流为2 0 安 培 左右 , 这 时调节流量调节阀, 使其由喷嘴所喷出的温水约为流 出的纯水量相等 , 则电解加热器中的水面线将保持长 时间不变。 如果喷嘴的水量大 , 水面线到达液面探针 2 处时 , 线圈人 有电流通过 , 这时 B 线圈早已有 电流 , 但因B 距软铁心浮子远 , 磁引力不够 , 但当A 吸过浮 子时 , 则B 加强了对浮子的引力, 铁心浮子逆流而上 , 堵住了水流, 喷嘴无水。 由于连续不断地蒸馏 , 水面 开始离开 : 点下降 , 人线圈无电而无引力。 但因B 对 浮子的引力, 喷嘴仍然无水喷出。 待到水面线下降到 b 点下后 , 则 B 无电流 , 浮子被水冲下打开 , 喷嘴继 续喷水 , 待水面线到达 b 时 , B 线圈通电, 但引力不 够 , 吸不住较远 的浮子 , 水面线继续升至: 点时 , 则 A B同时通电, 浮子被吸住 , 水被关上。 这时 , 水面 线就只能被控制在 a b 之间活动。 a b 之间的间隔的 好处是 , 既能保持水面在 a b 之间不变, 又可避免浮 子在某一 点上来回跳动, 以至影响浮子的寿命。 边加 边燕, 当电解加热器中的杂质 (包括沉淀和电解质) 越来越多, 则电流的安培数也越来越大 , 当电流表上的指针到达3 0 安培处的N 点时, C ’ 线圈通 电 吸 引 衔铁 C 。 由于 C 固定不动, 则玻璃滑塞滑至 C 处 , 原 来滑塞和其套 管与球形冷凝管的孔道向左错位而与之 隔离。 此时, 抽泵内之压强比电解加热器的压强小 , 则沉积在蒸馏器底下的杂质水由加水管上升至抽泵中 而被水冲击 , 当杂质越来越少, 电流不断下降 , 当电 流表的指针离开 N 时 , C ` 线 圈无电流而对衔铁c 无 引力 , 此时 O ` 处仍与球形冷凝管不通 , 待到电流表上 的指针到达 M 点时 D ` 线圈接通 , 由于 D ` 线圈吸引 街铁 D 、 而将滑塞复位 , O ’ 处通球形冷凝管 , 排渣 停止 , 电流继续由小到大 , 到达 N 时又返回M 点, 周 而复始 , 自动控制 , 蒸馏不止 , 直到不需要蒸馏水时, 首先把 电门关上 , 再把 自来水开关关上。
蒸 馏 水 的 纯 度 1 . 无离子水: ① 经硝酸银水溶液试验无白色 舰化银沉淀, 证明水 中无阴离子存在, 因为抓离子可 作为阴离子的代表。 ② 经冲 C N哟 水溶 液 试验无 红色发生 , 证明水中无 R + 3 存在, 因为R 3 + 可作为水 中阳离子的代表。

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