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儀表變色樹脂的反應(yīng)與再生問題剖析
閱讀：200 發(fā)布時間：2023-9-3| 提 供 商 | 廊坊森納特化工有限公司 | 資料大小 | 77.3KB |
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儀表變色樹脂的反應(yīng)與再生問題剖析
SNT-001BS變色樹脂使用方法
這是一類帶有指示劑功能的強(qiáng)酸性陽樹脂,，既能與水中的陽離子進(jìn)行交換反應(yīng),，又具有明顯的變色特性,。不僅有明顯的變色特性（再生型和失效型分別為玫瑰紅色和黃色或藍(lán)色）,，交換能力也比普通樹脂強(qiáng),。主要用于測定蒸汽和凝結(jié)水處理混床出水的陽離子電導(dǎo)率,，常用于電廠汽輪機(jī)內(nèi)冷水的監(jiān)測,，及電子儀表、食品醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域,。
變色樹脂用于測定蒸汽和凝結(jié)水處理混床出水的氫電導(dǎo)率時,，樹脂裝于直徑50mm的透明交換柱中，水中的陽離子被樹脂交換轉(zhuǎn)化成氫離子,，大大提高了監(jiān)測水中陽離子的靈敏度,。同時，樹脂失效時顏色發(fā)生了明顯的變化,，指示出交換柱的工作狀態(tài),。
以利于現(xiàn)場的監(jiān)測。
一,、性能指標(biāo)：SNT-001BS
外觀：墨綠色球狀顆粒
粒度：（粒徑0.45~1.25mm）≥95
交換容量：≥5.10mmol/gd
含水量： 50~60
濕真密度：1.07~1.29g/ml
濕視密度：0.79~0.87g/ml
二,、操作條件 ：
使用溫度：100℃
小床層深度：300mm
運(yùn)行流速： 1.0-3.0BV/小時(BV：樹脂體積）
三、樹脂失效后,，可以倒出樹脂進(jìn)行收集,，換新樹脂繼續(xù)運(yùn)行。
多次收集多的樹脂可以一起再生,。
再生方法：
1,、裝填好樹脂后，通過鹽酸溶液濃度為3-5,、體積為樹脂體積的3-5倍進(jìn)行再生,、
2、再生流速按照0.5-2.0BV/小時,。通酸時間為1個小時以上,。
3、然后以2-5BV/小時流速用除鹽水進(jìn)行清洗,。洗至PH中性為至備用,。
4、一般使用量很少,、再生時的酸及除鹽水人工費(fèi),，得不償失。使用單位都是按照一次性的使用,。
變色陽離子交換樹脂
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(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,。
儀表變色樹脂的反應(yīng)與再生問題剖析
一,、交換能力
氫型陽離子交換樹脂在水中可解離出氫離子(H+)，當(dāng)遇到金屬離子或其它陽離子,，就發(fā)生互相交換作用,，但交換后的樹脂，就不再是氫型樹脂了,。例如,，當(dāng)水中的陽離子如鈣離子、鎂離子的濃度相當(dāng)大時,，磺酸型的陽離子交換樹脂中的氫離子,，可和鈣,、鎂離子進(jìn)行交換，而形成鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂,，如下式：2R-SO3H+Ca2+→(R-SO3)2Ca+2H+(鈣型強(qiáng)酸性陽離子樹脂)2R-SO3H+Mg2+→(R-SO3)2Mg+2H+(鎂型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂)氫型陽離子交換樹脂的交換能力與被交換的陽離子的價數(shù)有密切關(guān)系,。在常溫下，低濃度水溶液中,，交換能力隨離子價數(shù)增加而增加,，即價數(shù)越高的陽離子被交換的傾向越大。此外,，若價數(shù)相同,，離子半徑越大的陽離子被交換的傾向也越大。如果以自來水中經(jīng)常出現(xiàn)陽離子列為參考對象,。
離子交換樹脂
二,、交換容量
離子交換樹脂進(jìn)行離子的交換反應(yīng)的性能，主要由交換容量表現(xiàn)出來,。所謂交換容量是指每克干樹脂所能交換離子的毫克當(dāng)量數(shù),，以mol/g為單位。當(dāng)離子為一價時(如K+),，其毫克當(dāng)量數(shù)即為其毫克分子數(shù),，對于二價(如Ca2+)或更多價離子(如Fe3+)，其毫克當(dāng)量數(shù)即為其毫克分子數(shù)乘以其離子價數(shù),。交換容量又分為總交換容量,、操作交換容量和再生容量等三種表示方法?？偨粨Q容量表示每克干樹脂所能進(jìn)行離子交換反應(yīng)的化學(xué)基總量,，屬于理論性計(jì)量。操作交換容量表示每克干樹脂在某一定條件下的離子交換能力,，屬于操作性計(jì)量,，它與樹脂種類、總交換容量,，以及具體操作條件(如接觸時間,、溫度)等因素有關(guān)，可用于顯示操作效率,。再生容量表示每克干樹脂在一定的再生劑量條件下,，所取得的再生樹脂之交換容量，可用于顯示樹脂再生效率,。
由于樹脂的結(jié)構(gòu)不同(主要是活性基數(shù)目不同),，強(qiáng)酸性與弱酸性陽離子交換樹脂的交換容量也不相同。一般而言,，弱酸性的活性基數(shù)目通常多于于強(qiáng)酸性,，故總交換容量較高約7.0~10.5mol/g,，相形之下，強(qiáng)酸性僅約3.2~4.5mol/g而已,，但在實(shí)際應(yīng)用中,，弱酸性的操作交換容量卻不一定高于強(qiáng)酸性，例如,，pH值低于5時,，弱酸性的操作交換容量為零,，根本無交換作用,。在pH值為6.5時，兩者的操作交換容量相似,；但在堿性溶液中,，弱酸性遠(yuǎn)高于強(qiáng)酸性。在再生容量方面,，弱酸性則通常高于強(qiáng)酸性,，故弱酸性的使用壽命會更長一些。
離子交換樹脂
三,、再生
離子相對濃度高低對樹脂的交換性質(zhì)會產(chǎn)生很大的影響,。當(dāng)水溶液中氫離子的濃度相當(dāng)大時，鈣型或鎂型的陽離子交換樹脂中的鈣離子或鎂離子,，可與氫離子進(jìn)行交換,，重新成為氫型陽離子交換樹脂。換言之,，交換反應(yīng)也可以反方向進(jìn)行,。由于離子交換過程是可逆的，因此當(dāng)交換樹脂交換了一定量的離子后,，可用相對濃度較高的氫離子再取代下來,，使之一再重復(fù)被循環(huán)使用，這種作用稱為再生,。其反應(yīng)式如下：(R-SO3)2Ca+2H+→2R-SO3H+Ca2+(R-COO)2Ca+2H+→2R-COOH+Ca2+當(dāng)氫型樹脂中的氫離子,，都被其它硬度離子交換后，這些樹脂就沒有軟化水質(zhì)作用,，此時之狀態(tài)稱為飽和狀態(tài),。再生操作主要目的就是將已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)的樹脂，利用再生劑洗出所交換來的陽離子,，讓樹脂重新再回復(fù)到原有的交換容量,，或所期望的容量程度，或原有的樹脂型態(tài)等,。無論是強(qiáng)酸性或弱酸性陽離子交換樹脂,，都可以使用稀硫酸或稀鹽酸作為再生劑,，但一般認(rèn)為以稀硫酸作為再生劑，效果可能會好一些,。因?yàn)闃渲粑接袡C(jī)物的話,，稀硫酸較稀鹽酸更能解析出有機(jī)物，所以一般工藝多采用稀硫酸為再生劑,。不過實(shí)際應(yīng)用時,，可能因?yàn)榱蛩岬娜〉幂^為困難，所以多使用鹽酸作為再生劑居多,。
離子交換樹脂
四,、影響再生特性的主要因素
氫型樹脂的再生特性與它的類型和結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，強(qiáng)酸性氫型樹脂的再生比較困難,，需要的再生酸液的劑量比理論值高許多,，而且必須較長的接觸時間。相形之下,，弱酸性氫型樹脂的再生則比較容易,，需要的再生酸液的劑量僅比理論值高一些，也不需要長的接觸時間,。一般認(rèn)為,，在硫酸或鹽酸的用量為其總交換容量的二倍時，每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間是：強(qiáng)酸性約30~60分,；弱酸性約30~45分,。此外，氫型樹脂的再生特性也與它們的「交聯(lián)度」有關(guān),。所謂交聯(lián)度乃是定量樹脂中所含的交聯(lián)劑(如苯乙烯)的質(zhì)量百分率,。通常交聯(lián)度低的樹脂，其特征是聚合密度較低,，內(nèi)部空隙較多,，網(wǎng)孔大，對水的溶脹性好,，但對離子選擇較弱,，交換反應(yīng)速度快，較易再生,，因此每次再生樹脂與再生酸液浸泡接觸時間較短,。反之，交聯(lián)度高的樹脂,，則需要較長再生酸液與樹脂接觸的時間,。無論強(qiáng)酸性或弱酸性氫型樹脂的「交聯(lián)度」均可以在制造時控制。由于氫型樹脂的網(wǎng)孔不僅提供了良好的離子交換條件，而且也像活性碳一般,，能產(chǎn)生分子吸附作用,，也可能吸附各種有機(jī)物，因此容易受到有機(jī)物污染,，而影響其操作效率,，也使得其再生操作發(fā)生困難。如果樹脂在使用過程中,，吸附了有機(jī)物,，特別是大分子有機(jī)物，再生接觸時間必須更久,，而且通常要提高溫度(70~80℃)才能除去大部分有機(jī)物,，以免其效能降低太快，同時在高溫下操作,，也可以加速再生反應(yīng)時間,，使浸泡接觸時間得以因而縮短,。在這方面應(yīng)用的再生劑,，以硫酸較佳，理由是硫酸在加熱時相當(dāng)安定,，鹽酸則可能會產(chǎn)生有毒的氯化氫氣體,。