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中級(jí)會(huì)員 | 第11年

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指示劑變色陽離子交換樹脂的主要特征和性質(zhì)分類

時(shí)間:2022/2/11閱讀:575
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指示劑變色陽離子交換樹脂的主要特征和性質(zhì)分類

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。 

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: 

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(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5%HCl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,。 


指示劑變色陽離子交換樹脂的主要特征和性質(zhì)分類
                 

  離子交換樹脂是一種合成的有機(jī)高分子聚合物,是一種疏松的具有多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的惰性固體,,不溶于水,,也不溶于電解質(zhì)溶液。這種高聚物的主要特征是它帶有許多可以在溶液中電離的離子基團(tuán)-官能團(tuán)(例如磺酸基-SO3-H+,,羧基-COO-H+,,胺基R4N+X-等),所以我們可以把離子交換樹脂看成一種高分子電解質(zhì),。國產(chǎn)732強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂是常見的苯乙烯苯磺酸樹脂,,它是先由含有一個(gè)乙烯基的單體-苯乙烯和含有兩個(gè)乙烯基的單體-二乙烯苯通過加成聚合反應(yīng)形成共聚體,然后由硫酸磺化,,即在聚合體內(nèi)引進(jìn)磺酸基-SO3H,,反應(yīng)如下:這種離子交換樹脂,具有三維空間的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),,在網(wǎng)狀的骨架之間具有一定大小的空隙(“網(wǎng)眼"),,可以允許游離的離子自由運(yùn)動(dòng),樹脂的可電離的離子基團(tuán)均勻地分布在這個(gè)網(wǎng)狀的空間內(nèi),。

離子交換樹脂

  如果將樹脂浸泡在水溶液中,這些官能團(tuán)即開始電離,,產(chǎn)生游離的離子在樹脂相內(nèi)形成一種類似高分子電解質(zhì)的“溶液",。此時(shí),如果外來離子擴(kuò)散進(jìn)入樹脂相,,置換了官能團(tuán)中離解的離子,,離子交換反應(yīng)就發(fā)生了。例如帶有磺酸基官能團(tuán)的陽離子交換樹脂中陽離子交換反應(yīng)可以表示如:R-SO3-H++M+R-SO3M+H+式中,,M+代表介質(zhì)溶液中的一價(jià)陽離子,;R代表惰性有機(jī)網(wǎng)狀骨架,。外來離子M+自溶液中擴(kuò)散進(jìn)入樹脂相與樹脂中的官能團(tuán)(-SO3H)上的H+進(jìn)行交換,于是M+吸附在樹脂上而H+就離開樹脂相進(jìn)入溶液中,,這就是所謂發(fā)生了離子交換,,所以離子交換過程也可以看成是一個(gè)在樹脂上進(jìn)行的吸附和解吸過程。

離子交換樹脂

  目前有機(jī)離子交換樹脂已發(fā)展到數(shù)百種,,一般說來,,制備的比較好的樹脂應(yīng)基本是球形。用顯微鏡觀察可見到各種樹脂都有部分顆粒出現(xiàn)裂隙,,但程度不同,,有單個(gè)裂縫的球形顆粒不應(yīng)超過30%。盡管用于各種用途的有機(jī)離子交換樹脂種類繁多,,但可以用不同的分類方法將其分類:根據(jù)樹脂所帶官能團(tuán)的性質(zhì)不同,, 可以分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩大類。 陽離子交換樹脂所帶的活性基團(tuán)(官能團(tuán))都是一些酸性基團(tuán),, 例如:磺酸基(-SO3-H+),,羧基(-COO-H+)和酚基(-O-H+)等,他們?cè)谒芤褐锌梢圆煌潭鹊亟怆x出H+,。這類樹脂又可按官能團(tuán)解離出H+能力的強(qiáng)弱分為強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂(如-SO3H型)和弱酸性陽離子交換樹脂(如-COOH,,-OH型)。

離子交換樹脂

  陰離子交換樹脂所帶的官能團(tuán)都是一些堿性基團(tuán)(通常是一些有機(jī)胺),,它們?cè)谒芤褐锌梢圆煌潭鹊亟怆x出可以被交換的陰離子,。例如季胺R4NOH,叔胺R3NHOH等,,這些基團(tuán)在水溶液中可以和溶液中的陰離子發(fā)生離子交換反應(yīng):R4NOH+X-R4NX+OH-式中,,X-代表外來的一價(jià)無機(jī)陰離子。根據(jù)樹臘中官能團(tuán)的堿性強(qiáng)弱不同,,又可分為強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂(如含季胺基R4N+Cl-官能團(tuán))和弱堿性陰離子交換樹脂(如含叔胺及仲胺官能團(tuán)),。

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