氫型變色樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性能

變色數(shù)脂可以用來(lái)監(jiān)測(cè)陽(yáng)床或陰床出水,，在陽(yáng)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(cè)儀表直觀和有效的補(bǔ)充。具有穩(wěn)定可靠,、使用簡(jiǎn)便,、不污染水質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。

變色陽(yáng)樹(shù)脂是一種帶有指示劑的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂,，出廠型為氫型,，通過(guò)變色陽(yáng)樹(shù)脂的水如果含有Na+、K+,、Ca2+,、Mg2+、Fe2+等各種陽(yáng)離子時(shí),，即與樹(shù)脂攜帶的H+發(fā)生交換,，樹(shù)脂層開(kāi)始失效，失效層顏色明顯改變,，指示水中有陽(yáng)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(yáng)樹(shù)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(yáng)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(yáng)樹(shù)脂與H+電導(dǎo)儀聯(lián)合使用，用于監(jiān)測(cè)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(cè)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(shù)脂使用范圍：監(jiān)測(cè)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(cè)量值偏低,；當(dāng)H型交換柱失效,，大量銨離子透過(guò)，氫電導(dǎo)率測(cè)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(guó)外采取的解決辦法是采用變色陽(yáng)離子交換樹(shù)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(wèn)題并及時(shí)采取解決措施,。 

變色樹(shù)脂使用方法： 

新購(gòu)買的變色樹(shù)脂是未處理的Na型樹(shù)脂，必須經(jīng)過(guò)以下方式處理才可以使用： 

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

（2）將清洗干凈的樹(shù)脂裝入實(shí)際交換柱中，以不少于10倍樹(shù)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(shù)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(cè)定,。 

（5）失效的變色樹(shù)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(shù)脂的儲(chǔ)存:需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存的樹(shù)脂,，應(yīng)再生成氫型樹(shù)脂后儲(chǔ)存,。 

氫型變色樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)性能離子交換樹(shù)脂結(jié)構(gòu)主要由高分子骨架和活性基團(tuán)兩部分組成。

　　1,、高分子骨架也稱母體結(jié)構(gòu),，它具有狀結(jié)構(gòu),，是不溶于酸或堿的高分子物質(zhì),。高分子骨架按其聚合單體可以分為苯乙烯系、酚醛系及丙烯酸系等,。

　　2,、活性基團(tuán)它牢固地結(jié)合在高分子骨架上，由不能自由移動(dòng)的官能團(tuán)離子和可以自由移動(dòng)的可交換離子兩部分組成,。其中：①官能團(tuán)離子決定離子交換樹(shù)脂的“酸",、“堿"性和交換能力的強(qiáng)弱。官能團(tuán)離子是強(qiáng)酸的(-SO3-),，就叫強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂,；是強(qiáng)堿的(≡N+)，就叫強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂,。同樣,，按官能團(tuán)離子的性質(zhì)，還可以有弱酸(-COO-),，弱堿(-NH2+)和其他類型的離子交換樹(shù)脂,。②可交換離子。現(xiàn)代交換理論把離子交換樹(shù)脂看做是一種膠體型物質(zhì)：高分子骨架是“膠核",，活性基團(tuán)作為高分子骨架表面的“雙電層",，官能團(tuán)和部分可交換離子組成吸附層，另一部分可交換離子組成擴(kuò)散層,。由于可交換離子組成吸附層,，另一部分可交換離子組成擴(kuò)散層。由于可交換離子是可以自由移動(dòng)的，因而可以與水中同符號(hào)的離子發(fā)生交換反應(yīng),。

離子交換樹(shù)脂

　　離子交換樹(shù)脂的反應(yīng)性能

　　離子交換樹(shù)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(shù)脂或每毫升濕樹(shù)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(jià)時(shí)，毫克當(dāng)量數(shù)即是毫克分子數(shù)(對(duì)二價(jià)或多價(jià)離子,，前者為后者乘離子價(jià)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,。

離子交換樹(shù)脂

　　1,、總交換容量，表示每單位數(shù)量(重量或體積)樹(shù)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(shù)脂在某一定條件下的離子交換能力,，它與樹(shù)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),。

　　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(shù)脂的交換容量,，表明樹(shù)脂中原有化學(xué)基團(tuán)再生復(fù)原的程度。

離子交換樹(shù)脂

　　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(duì)再生樹(shù)脂而言)，后一比率亦稱為樹(shù)脂的利用率,。在實(shí)際使用中,，離子交換樹(shù)脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹(shù)脂結(jié)構(gòu)不同而異?，F(xiàn)仍未能分別進(jìn)行計(jì)算,，在具體設(shè)計(jì)中，需憑經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,，并在實(shí)際運(yùn)行時(shí)復(fù)核之,。

　　離子樹(shù)脂交換容量的測(cè)定一般以無(wú)機(jī)離子進(jìn)行。這些離子尺寸較小,，能自由擴(kuò)散到樹(shù)脂體內(nèi),，與它內(nèi)部的全部交換基團(tuán)起反應(yīng),。而在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，溶液中常含有高分子有機(jī)物,，它們的尺寸較大,，難以進(jìn)入樹(shù)脂的顯微孔中，因而實(shí)際的交換容量會(huì)低于用無(wú)機(jī)離子測(cè)出的數(shù)值,。這種情況與樹(shù)脂的類型,、孔的結(jié)構(gòu)尺寸及所處理的物質(zhì)有關(guān)。