衡量指示劑變色陽離子交換樹脂的質(zhì)量指標

衡量指示劑變色陽離子交換樹脂的質(zhì)量指標

變色數(shù)脂可以用來監(jiān)測陽床或陰床出水，在陽床或陰床臨近失效時及時指示失效點，是在線監(jiān)測儀表直觀和有效的補充。具有穩(wěn)定可靠、使用簡便、不污染水質(zhì)的優(yōu)點。

變色陽樹脂是一種帶有指示劑的陽離子交換樹脂，出廠型為氫型，通過變色陽樹脂的水如果含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各種陽離子時，即與樹脂攜帶的H+發(fā)生交換，樹脂層開始失效，失效層顏色明顯改變，指示水中有陽離子泄露。H+型時為墨綠色，Na+型時為玫瑰紅色，產(chǎn)品色差十分明顯。同時還具有良好的交換容量和物理穩(wěn)定性。

       變色陽樹脂一般用在火電廠凝結(jié)水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+電導儀前，將水中帶入的游離氨除去，并將所有的陽離子全部轉(zhuǎn)化為H+離子，避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏進入凝結(jié)水而電導儀顯示值反倒降低的現(xiàn)象發(fā)生。

   變色陽樹脂與H+電導儀聯(lián)合使用，用于監(jiān)測凝汽器泄漏量是否超標，決定凝結(jié)水是否需要處理，監(jiān)測給水、蒸汽水質(zhì)品質(zhì)是否滿足標準要求。是火力發(fā)電廠化學監(jiān)督重要和為倚重的化學表計。

變色樹脂使用范圍：監(jiān)測和控制給水、凝結(jié)水和蒸汽的氫電導率，是保證水汽質(zhì)量，控制火電廠水汽系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢的重要手段之一。 

由于水汽中氨的濃度、取樣流速經(jīng)常變化，加上機組啟停等原因，難以判斷H型交換柱何時失效。H型交換柱失效初期，由于少量銨離子穿透，使氫電導率測量值偏低；當H型交換柱失效，大量銨離子透過，氫電導率測量值又偏高。因此，當交換柱失效后引起氫電導率變化時，難以及時判斷是水質(zhì)惡化還是交換柱失效。目前國外采取的解決辦法是采用變色陽離子交換樹脂，失效層與未失效層顏色不同，可以在H型交換柱失效前及時進行再生處理，可以及時發(fā)現(xiàn)水質(zhì)惡化問題并及時采取解決措施。 

變色樹脂使用方法： 

新購買的變色樹脂是未處理的Na型樹脂，必須經(jīng)過以下方式處理才可以使用： 

（1）將新樹脂放入容器中，以除鹽水清洗2～3遍，至水清澈；如果樹脂變干，則清洗前需要加入10NaCl溶液浸泡2小時，以防止樹脂因急劇膨脹而破裂。 

（2）將清洗干凈的樹脂裝入實際交換柱中，以不少于10倍樹脂體積的5HCl再生液動態(tài)逆流再生（與交換柱運行水流方向相反），再生流速控制3m/h～5m/h，保證再生液與樹脂接觸時間不小于30min； 

（3）再生液進完后以除鹽水按交換柱運行水流方向大流量沖洗交換柱（沖洗流速10m/h～20m/h），沖洗時間不低于12h； 

（4）再生完畢、清洗干凈的氫交換柱可裝入實際系統(tǒng)進行氫電導率的測定。 

（5）失效的變色樹脂氫型交換柱可直接進行再生處理，再生步驟同(2)~(4)。 

變色樹脂的儲存:需要長期儲存的樹脂，應再生成氫型樹脂后儲存。 

衡量指示劑變色陽離子交換樹脂的質(zhì)量指標離子交換樹脂的性能質(zhì)量對水處理效率、再生周期及再生劑的消耗量有很大影響，一般可依據(jù)以下幾項指標，衡量離子交樹脂的性能質(zhì)量。

　　1、樹脂的選擇性與選擇系數(shù)樹脂對不同的離子具有不同的親和能力，對親和能力強的離子優(yōu)先選擇，和它結(jié)合力強使之不易泄。但由于結(jié)合牢固，再生時，該離子置換下來就很困難。樹脂對離子親和能力的差異，取決于兩個方面：一是樹脂自身的性能，尤其是自身的交聯(lián)度。交聯(lián)度越大，對離子的選擇性就越大，其親和能力就越強。反之，就越弱。二是與溶液中離子的性質(zhì)、組分和濃度有關。在常溫和低濃度溶液中，各種樹脂對不同離子的選擇性大致有如下規(guī)律。

離子交換樹脂

　?、購娝彡栯x子交換樹脂這種樹脂對溶液中價數(shù)越高的離子，親和能力越強。在同價數(shù)離子中，原子序數(shù)越大，親和能力就越強，其選擇性順序如下：Fe+>Co+>Al+>Ca+>Mg+>Ag+>K+>Na+>Li+。

　?、谌跛彡栯x子交換樹脂這種樹脂對氫離子選擇能力特別強，對多價離子的選擇能力也優(yōu)于低價離子，其選擇性順序如下：H+>Fe+>Al+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+。

　　③強堿陰離子交換樹脂一般而言，強堿陰樹脂的選擇性是隨溶液中陰離子的價數(shù)增加而增大，其親和能力規(guī)律如下：cr2O->sOi->CrO>NOf>cl->OH->F->HcOf。

　?、苋鯄A陰離子交換樹脂弱堿陰樹脂對離子的選擇規(guī)律，取決于溶液中的離子價態(tài)、水合離子半徑和離子結(jié)構。但弱堿陰樹脂對OH一具有更強的選擇性。弱堿陰樹脂對離子的選擇順序如下：OH->cr2O；->soi->NOf>cl->tC。離子的選擇性除與其本身及樹脂有關外，還與溫度、濃度及pH值等因素有關。上述樹脂的選擇規(guī)律，只適于低濃度的水溶液中。在高濃度水溶液中(一般離子濃度在3mol/L以上)，情況就比較復雜，甚至會出現(xiàn)相反的選擇順序。樹脂的再生就是利用高濃度的酸、堿、鹽來實現(xiàn)的。

離子交換樹脂

　　2、含水率。由于離子交換樹脂的親水性，因此它總含有一定數(shù)量的水化水(或稱化合水分)，稱為含水率。含水率通常以克濕樹脂(去除表面水分后)所含水分百分數(shù)來表示(一般在5左右)，也可折算成相當于?克干樹脂的百分數(shù)表示。

　　3、密度。樹脂密度是設計交換柱、確定反沖洗強度的重要指標，也是影響樹脂分層的主要因素。樹脂密度分為干密度和濕密度。干密度是在溫度105℃真空干燥后的密度。濕密度又分為濕真密度和濕視密度。

　?、贊裾婷芏取Ｖ笜渲谒谐浞峙蛎浐蟮馁|(zhì)量與真體積(不包括顆?？紫扼w積)之比(g/mL)，一般為1.04～1.30g/mL。不同類型樹脂，濕真密度不同。即使同一類型的陽樹脂或陰樹脂，由于所含交換離子種類不同，濕真密度大小也不相同。其大小順序

　　如下：陽樹脂R—H<r—nh4<r—ca<r—na< p="">與陰樹脂R—OH<r—cl<r—c03<r—s04< p="">。

　?、跐褚暶芏葷褚暶芏扔址Q堆積密度，是指樹脂在水中充分溶脹后，單λ體積樹脂所具有的質(zhì)量，該值一般為0.60～0.85g/mI，。濕視密度可用來計算離子交換柱內(nèi)填充樹脂的所需量。

離子交換樹脂

　　4、離子交換容量 離子交換容量是定量表示樹脂交換能力的指標，可用質(zhì)量法和容量法表示。質(zhì)量法是指單λ質(zhì)量的干樹脂中離子交換基團數(shù)量，用mmol/g干樹脂或mol/g干樹脂來表示;容積法是指單λ體積的濕樹脂中離子交換基團的數(shù)量，用mol/L濕樹脂或mol/m3濕樹脂表示。由于樹脂一般在濕態(tài)下使用，因此常用的是容積法。在樹脂結(jié)構中，交換功能基越多，可交換的離子就越多，交換容量就越大。交換容量在不同條件下具有不同的表達形式，其數(shù)值也不相同。全交換容量，是指?單λ量的樹脂(g或L，在105℃干燥至質(zhì)量恒定)能夠交換的離子總量。工作交換容量，是指在某一的工作條件下，樹脂實際上所能表現(xiàn)出來的離子交換的總量，工作交換容量一般小于全交換容量。由于運行條件不同，測得的工作交換容量也就不同。影響工作交換容量的因素很多，例如水的離子濃度、交換終點的控制指標、樹脂層高度、交換速度、樹脂粒度及交換基團形式等。穿透交換容量，是指在使用中的離子交換柱出流液中，一出現(xiàn)要除去的某種離子時，樹脂所交換的離子數(shù)量。在純水的制備和廢水處理過程中，這是一項控制指標。