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指示劑變色陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生與工作交換容量

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。 

指示劑變色陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的再生與工作交換容量為了使大家易于理解接受，以下對(duì)于離子交換樹(shù)脂的說(shuō)法盡量通俗，與標(biāo)準(zhǔn)工具書(shū)的說(shuō)法可能不盡一致(但不會(huì)出現(xiàn)技術(shù)性錯(cuò)誤)。離子交換樹(shù)脂是一種聚合物，帶有相應(yīng)的功能基團(tuán)。一般情況下，常規(guī)的鈉離子交換樹(shù)脂帶有大量的鈉離子。

離子交換樹(shù)脂

　　當(dāng)水中的鈣鎂離子含量高時(shí)，離子交換樹(shù)脂可以釋放出鈉離子，功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合，這樣水中的鈣鎂離子含量降低，水的硬度下降。硬水就變?yōu)檐浰@是軟化水設(shè)備的工作過(guò)程。當(dāng)樹(shù)脂上的大量功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合后，樹(shù)脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉溶液流過(guò)樹(shù)脂，此時(shí)溶液中的鈉離子含量高，功能基團(tuán)會(huì)釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合，這樣樹(shù)脂就恢復(fù)了交換能力，這個(gè)過(guò)程叫作“再生"。

離子交換樹(shù)脂

　　離子交換樹(shù)脂的全交換容量和工作交換容量

　　將離子交換樹(shù)脂中所有的活性基團(tuán)都變成可交換離子之后，而把這些可交換離子全部交換下來(lái)的容量稱全交換容量。因此，全交換容量也即表示離子交換樹(shù)脂中能夠起交換作用的活性基團(tuán)的總數(shù)。

　　離子交換樹(shù)脂的工作交換容量是在水處理的實(shí)際運(yùn)行條件下(或模擬條件下)，也就是離子交換樹(shù)脂在動(dòng)態(tài)的工作狀態(tài)下測(cè)得的交換容量。由此可知，運(yùn)行條件不同，測(cè)得的工作交換容量也就不同，影響工作交換容量的因素很多，例如，水的離子濃度、交換終點(diǎn)的控制指標(biāo)、樹(shù)脂層的高度、交換速度以及交換基團(tuán)的形式等。在實(shí)際使用中，樹(shù)脂的工作交換容量更有意義，但全交換容量與工作交換容量沒(méi)有固定的比值關(guān)系，因此，不能以全交換容量去推算工作交換容量。

離子交換樹(shù)脂

　　此外，還有平衡交換容量，也就是離子交換樹(shù)脂在水溶液中到達(dá)交換平衡狀態(tài)時(shí)的交換容量。離子交換樹(shù)脂的交換容量單位可用重量法和容積法兩種方法表示。重量法是指單位質(zhì)量的干樹(shù)脂所具有的交換容量Qm(Ax+，Bx-)，用mmol/(g樹(shù)脂)，也可用mol/(g樹(shù)脂)來(lái)表示;容量法是指單位體積的濕樹(shù)脂所具有的交換容量QV(Ax+，Bx-)，用mmol/(L樹(shù)脂)，也可用mol/(L樹(shù)脂)來(lái)表示。但要注意，重量法指的是干樹(shù)脂的重量，容積法指的是充分膨脹后濕樹(shù)脂的體積。交換容量常用容積法表示。