化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
指示劑變色陽離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)類型及特性
閱讀：640 發(fā)布時間：2023-1-13指示劑變色陽離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)類型及特性
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(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,，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(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(dǎo)率測量值偏低,；當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(dǎo)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(yīng)再生成氫型樹脂后儲存。
指示劑變色陽離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)類型及特性
一,、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)類型
1,、凝膠型樹脂。用普通聚合法制成的離子樹脂都是由許多不規(guī)則的網(wǎng)狀高分子構(gòu)成的,，類似凝膠,，故稱凝膠型樹脂。凝膠型樹脂的孔眼由高分子鏈和交聯(lián)劑相鍵合而形成,，普通凝膠型樹脂的孔眼孔徑平均為1~2nm,，這些孔眼不是其原有的，而是當它浸人水中時,，由于活性基團發(fā)生水化而顯示出來的,。這種樹脂的缺點是，抗氧化性和機械強度差,，易受有機物污染等,。
離子交換樹脂
2、大孔型樹脂,。大孔型樹脂因其孔眼比凝膠型的大得多而得名,，而大孔型的孔徑在20~100nm以上。大孔型樹脂實際上由許多小塊凝膠型樹脂構(gòu)成,，孔眼存在于這些小塊凝膠之間,。大孔樹脂的交聯(lián)度通常要比凝膠型樹脂的大，因為這樣可制得抗氧化性好和機械強度高的樹脂,。對于大孔樹脂來說,，由于其大孔中反應(yīng)緩慢的過程。由于大孔型樹脂中的孔大,，離子交換反應(yīng)的速度加快,，而且能抗有機物的污染(因為被截留的有機物容易在再生時通過這些孔道除去)。大孔型樹脂的交換容量較低,，再生時酸,、堿的用量較大。
離子交換樹脂
二,、離子交換樹脂的特性
(一)物理性能
樹脂顆粒尺寸
離子交換樹脂通常制成珠狀顆粒,，樹脂顆粒較細者，反應(yīng)速度較大,，但細顆粒對液體通過的阻力較大,，需要較高的工作壓力,。將樹脂在充分吸水膨脹后進行篩分，累計其在20,、30,、40、50…目篩網(wǎng)上的留存量,，以9000粒子可以通過其相對應(yīng)的篩孔直徑,，稱為樹脂的“有效粒徑"。大粒徑樹脂為0.6~1.2mm(20^40目)之間,，粉末樹脂的粒徑樹脂0.01~0.1mm,。
離子交換樹脂
(二)樹脂的密度
樹脂密度分為干密度和濕密度。干密度是在溫度115℃真空干燥后的密度,。
1,、濕真密度一。是樹脂在水中充分膨脹后的質(zhì)量與自身所占體積(不含樹脂顆粒的空隙)的比值(g/cm3,，不同類型樹脂,，濕真密度不同。濕真密度=濕樹脂重/濕樹脂顆粒的體積g/cm3,。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,，此值一般在1.04~1.3之間,，陽樹脂常比陰樹脂濕真密度大。濕真密度在雙層床工藝過程中與樹脂的分層效果有關(guān),。
2,、濕視密度。濕視密度又稱堆積密度,，是指樹脂在水中充分溶脹后,，單位體積樹脂所具有的質(zhì)量。濕視密度=濕樹脂質(zhì)量/濕樹脂的堆積體積g/cm3},。樹脂的密度與它的交聯(lián)度和交換基團的性質(zhì)有關(guān),。交聯(lián)度高的樹脂密度較高，強酸性或強堿性樹脂的密度高于弱酸或弱堿性,，大孔型樹脂的密度則較低,。例如，苯乙烯系凝膠型強酸陽離子樹脂的真密度為1.26g/mL,，視密度為0.85g/mL,；丙烯酸系凝膠型弱酸陽離子樹脂的真密度為1.19g/mL，視密度為0.75g/mL,。此值一般在0.60~0.85之間,，實際采用濕視密度（堆積密度）來計算離子交換器內(nèi)填充樹脂的質(zhì)量,。