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變色樹脂的離子交換容量與物理性能

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(bǔ)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(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。

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。 

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，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(jìn)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： 

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10%NaCl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5%HCl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(jìn)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(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)。 

變色樹脂的儲存:需要長期儲存的樹脂，應(yīng)再生成氫型樹脂后儲存。 

變色樹脂的離子交換容量與物理性能
                 

　　一、離子交換樹脂的離子交換容量

　　離子交換樹脂進(jìn)行離子交換反應(yīng)的性能，表現(xiàn)在它的“離子交換容量"，即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當(dāng)量數(shù)，meq/g(干)或meq/mL(濕)；當(dāng)離子為一價時，毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)(對二價或多價離子，前者為后者乘離子價數(shù))。它又有“總交換容量"、“工作交換容量"和“再生交換容量"等三種表示方式。

　　1、總交換容量，表示每單位數(shù)量(重量或體積)樹脂能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基團(tuán)的總量。

　　2、工作交換容量，表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力，它與樹脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關(guān)。

離子交換樹脂

　　3、再生交換容量，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量,表明樹脂中原有化學(xué)基團(tuán)再生復(fù)原的程度。通常，再生交換容量為總交換容量的50～90%(一般控制70～80%)，而工作交換容量為再生交換容量的30～90%(對再生樹脂而言)，后一比率亦稱為樹脂的利用率。

　　在實際使用中，離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹脂結(jié)構(gòu)不同而異?，F(xiàn)仍未能分別進(jìn)行計算，在具體設(shè)計中，需憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，并在實際運行時復(fù)核之。

離子交換樹脂

　　二、離子交換樹脂的物理性能

　　主要物理性能項目有：粒徑、密度、含水量、耐磨性、耐熱性和膨脹性。

　　粒徑：粒徑的大小關(guān)系到樹脂的交換速度、交換能力、壓力損失和反洗時樹脂層展開高度等性能。粒徑太小，樹脂容易流失。適合的粒徑范圍(粒度)如：0.315~1.25毫米，在一般水處理設(shè)備中，有利于提高樹脂的使用效果。

　　密度：通常用濕真密度和濕視密度來表示。當(dāng)樹脂在水中充分膨脹的情況下：樹脂的重量與其占有的(不包括樹脂間空隙)體積之比叫濕真密度(又稱濕真比重)。在使用中如有兩種不同種類的樹脂混合，可利用濕真密度的不同進(jìn)行分成。樹脂的重量與其占有的(包括樹脂間隙空間)體積之比叫濕視密度。當(dāng)用戶設(shè)計某交換器時，可根據(jù)該交換器的裝填體積和采用樹脂的濕視密度，計算出需要裝填樹脂的重量。

離子交換樹脂

　　含水量：數(shù)字的結(jié)構(gòu)中，親水基團(tuán)的水合水和交聯(lián)網(wǎng)孔中少量的游離水組成了樹脂的含水量。一般來說，同一種樹脂中，交換基團(tuán)少的，其水合水也少；交聯(lián)度高的，其水合水少。

　　耐磨性：樹脂在儲運中承受擠壓，在使用中受到?jīng)_刷和摩擦，都會使樹脂磨損、破裂。通常用模擬樹脂使用狀態(tài)的磨后圓球率來表示它的性能好壞。

　　耐熱性：樹脂在使用時一般不能超過它的工作溫度范圍，工作溫度過高會破壞樹脂的結(jié)構(gòu)，工作溫度太低，交換能力大大下降。

　　膨脹性：一般來說，濕樹脂的體積要大于干樹脂的體積。樹脂在轉(zhuǎn)型不同離子形態(tài)時，其體積也會發(fā)生變化。例如：732陽離子交換樹脂，從鈉型轉(zhuǎn)成氫型，其體積增大約10%。所以，在設(shè)計使用設(shè)備的體積時，要考慮樹脂的膨脹性。