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氫型變色樹(shù)脂的詳細(xì)說(shuō)明與公式原理
閱讀：412 發(fā)布時(shí)間：2024-9-7氫型變色樹(shù)脂的詳細(xì)說(shuō)明與公式原理
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(mǎi)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)脂的詳細(xì)說(shuō)明與公式原理離子交換樹(shù)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(shù)脂看成一種高分子電解質(zhì),。
離子交換樹(shù)脂
國(guó)產(chǎn)732強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂是常見(jiàn)的苯乙烯苯磺酸樹(shù)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(guò)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(shù)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(shù)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),。
如果將樹(shù)脂浸泡在水溶液中，這些官能團(tuán)即開(kāi)始電離,，產(chǎn)生游離的離子在樹(shù)脂相內(nèi)形成一種類(lèi)似高分子電解質(zhì)的“溶液",。此時(shí)，如果外來(lái)離子擴(kuò)散進(jìn)入樹(shù)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(yáng)離子交換樹(shù)脂中陽(yáng)離子交換反應(yīng)可以表示如下：
離子交換樹(shù)脂
R-SO3-H+M+R-SO3M+H+式中,，M+代表介質(zhì)溶液中的一價(jià)陽(yáng)離子,；R代表惰性有機(jī)網(wǎng)狀骨架。外來(lái)離子M+自溶液中擴(kuò)散進(jìn)入樹(shù)脂相與樹(shù)脂中的官能團(tuán)(-SO3H)上的H+進(jìn)行交換,，于是M+吸附在樹(shù)脂上而H+就離開(kāi)樹(shù)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(guò)程也可以看成是一個(gè)在樹(shù)脂上進(jìn)行的吸附和解吸過(guò)程。
目前有機(jī)離子交換樹(shù)脂已發(fā)展到數(shù)百種,，一般說(shuō)來(lái),，制備的比較好的樹(shù)脂應(yīng)基本是球形。用顯微鏡觀察可見(jiàn)到各種樹(shù)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(guò)30。盡管用于各種用途的有機(jī)離子交換樹(shù)脂種類(lèi)繁多,，但可以用不同的分類(lèi)方法將其分類(lèi)：根據(jù)樹(shù)脂所帶官能團(tuán)的性質(zhì)不同,，可以分為陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂兩大類(lèi)。陽(yáng)離子交換樹(shù)脂所帶的活性基團(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+,。
離子交換樹(shù)脂
這類(lèi)樹(shù)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(yáng)離子交換樹(shù)脂(如-SO3H型)和弱酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(如-COOH,，-OH型)。陰離子交換樹(shù)脂所帶的官能團(tuán)都是一些堿性基團(tuán),，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(lái)的一價(jià)無(wú)機(jī)陰離子。根據(jù)樹(shù)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(shù)脂(如含季胺基R4N+Cl-官能團(tuán))和弱堿性陰離子交換樹(shù)脂(如含叔胺及仲胺官能團(tuán)),。