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氫型變色樹脂的性質(zhì)與離子交換因素

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(shí)及時(shí)指示失效點(diǎn)，是在線監(jiān)測儀表直觀和有效的補(bǔ)充。具有穩(wěn)定可靠、使用簡便、不污染水質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。

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(shí)，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(shí)為墨綠色，Na+型時(shí)為玫瑰紅色，產(chǎn)品色差十分明顯。同時(shí)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(dǎo)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(jìn)入凝結(jié)水而電導(dǎo)儀顯示值反倒降低的現(xiàn)象發(fā)生。

   變色陽樹脂與H+電導(dǎo)儀聯(lián)合使用，用于監(jiān)測凝汽器泄漏量是否超標(biāo)，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(biāo)準(zhǔn)要求。是火力發(fā)電廠化學(xué)監(jiān)督重要和為倚重的化學(xué)表計(jì)。

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(dǎo)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(jī)組啟停等原因，難以判斷H型交換柱何時(shí)失效。H型交換柱失效初期，由于少量銨離子穿透，使氫電導(dǎo)率測量值偏低；當(dāng)H型交換柱失效，大量銨離子透過，氫電導(dǎo)率測量值又偏高。因此，當(dāng)交換柱失效后引起氫電導(dǎo)率變化時(shí)，難以及時(shí)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(shí)進(jìn)行再生處理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)惡化問題并及時(shí)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(shí)，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(shí)際交換柱中，以不少于10倍樹脂體積的5HCl再生液動(dòng)態(tài)逆流再生（與交換柱運(yùn)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(shí)間不小于30min； 

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

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

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

變色樹脂的儲(chǔ)存:需要長期儲(chǔ)存的樹脂，應(yīng)再生成氫型樹脂后儲(chǔ)存。 

氫型變色樹脂的性質(zhì)與離子交換因素

　　離子交換樹脂的性質(zhì)

　　離子交換樹脂商品一般是制成直徑為0.4～0.6毫米的球狀顆粒；在水中能溶脹，但不溶于任何溶劑，加熱不熔。

　　1、強(qiáng)酸性樹脂。它的酸性接近硫酸，能與鹽發(fā)生復(fù)分解作用，在任何PH的溶液里都能使用。

　　2、中等酸性樹脂。這類樹脂的酸性接近磷酸，能與高價(jià)金屬鹽發(fā)生不同程度的交換作用。

離子交換樹脂

　　3、弱酸性樹脂。這類樹脂的化學(xué)性質(zhì)與乙酸相似，酸性比較弱，不易與鹽類起交換作用；但在堿性溶液里，能與多價(jià)金屬離子發(fā)生復(fù)分解作用，對(duì)二價(jià)金屬離子如銅、鈷、鎳、鋅、汞等有較高的結(jié)合力。在使用時(shí)，要考慮它的鹽型能起水解作用。高使用溫度在120℃左右，容易為強(qiáng)酸再生。

　　4、強(qiáng)堿性樹脂。這類樹脂的堿性相當(dāng)于苛性堿，能除去水溶液里很弱的酸如硼酸、硅酸、碳酸、低分子量的有機(jī)酸等。這類樹脂的羥基與氮原子結(jié)合能力很弱，故易與金屬鹽起復(fù)分解作用，形成堿性很強(qiáng)的溶液。羥型樹脂對(duì)熱不穩(wěn)定，若為強(qiáng)堿Ⅰ型樹脂，使用溫度不能超過60℃；若為Ⅱ型樹脂(b)，不能超過40℃。因此，這類樹脂不使用時(shí)，一般以氯型保存，不能以羥型保存。強(qiáng)堿性樹脂可以在任何pH溶液里進(jìn)行交換。

　　5、弱堿性樹脂。弱堿性樹脂的化學(xué)性質(zhì)與銨相似，呈弱堿性，能吸著水溶液里的酸而形成鹽，其鹽型在水溶液中發(fā)生水解。樹脂與強(qiáng)酸和高價(jià)酸結(jié)合力強(qiáng)，對(duì)氧和熱的穩(wěn)定性差。

離子交換樹脂

　　影響離子交換反應(yīng)的因素

　　離子交換反應(yīng)主要發(fā)生在樹脂內(nèi)部。在離子交換反應(yīng)前，溶液里的反應(yīng)物必須能擴(kuò)散進(jìn)樹脂內(nèi)部。擴(kuò)散速率與樹脂體上毛細(xì)孔大小有關(guān)，而毛細(xì)孔的大小，與合成時(shí)加入的交聯(lián)劑的量有關(guān)。交聯(lián)劑用量少的，樹脂的交聯(lián)度小。毛細(xì)孔孔徑就大，反應(yīng)物就容易擴(kuò)散進(jìn)去;交聯(lián)劑用量多的，樹脂的交聯(lián)度大，毛細(xì)孔孔徑就小，反應(yīng)物就不容易進(jìn)去。因此，往往利用交聯(lián)度不同的樹脂，將分子量不同的化合物分開。

離子交換樹脂

　　另外，溶液里的離子濃度與樹脂的交換量也是影響反應(yīng)物擴(kuò)散進(jìn)樹脂內(nèi)部的因素之一。若溶液里的離子濃度比較高，而樹脂的交換量又比較小時(shí)，則離子很易擴(kuò)散進(jìn)樹脂內(nèi)部進(jìn)行交換；反之，若溶液里的離子濃度較小，樹脂的交換量又高，溶液里的離子不易擴(kuò)散進(jìn)去，故交換反應(yīng)不能進(jìn)行，因而去除溶液里少量離子是困難的。