變色離子交換樹脂的特性及分析原理

變色數脂可以用來監測陽床或陰床出水，在陽床或陰床臨近失效時及時指示失效點，是在線監測儀表直觀和有效的補充。具有穩定可靠、使用簡便、不污染水質的優點。

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，產品色差十分明顯。同時還具有良好的交換容量和物理穩定性。

       變色陽樹脂一般用在火電廠凝結水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+電導儀前，將水中帶入的游離氨除去，并將所有的陽離子全部轉化為H+離子，避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏進入凝結水而電導儀顯示值反倒降低的現象發生。

   變色陽樹脂與H+電導儀聯合使用，用于監測凝汽器泄漏量是否超標，決定凝結水是否需要處理，監測給水、蒸汽水質品質是否滿足標準要求。是火力發電廠化學監督重要和為倚重的化學表計。

變色樹脂使用范圍：監測和控制給水、凝結水和蒸汽的氫電導率，是保證水汽質量，控制火電廠水汽系統腐蝕結垢的重要手段之一。 

由于水汽中氨的濃度、取樣流速經常變化，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，使氫電導率測量值偏低；當H型交換柱失效，大量銨離子透過，氫電導率測量值又偏高。因此，當交換柱失效后引起氫電導率變化時，難以及時判斷是水質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，可以及時發現水質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進行氫電導率的測定。 

（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，應再生成氫型樹脂后儲存。 

變色離子交換樹脂的特性及分析原理溶解性

　　離子交換樹脂應為不溶性物質，但樹脂在合成過程中夾雜的聚合度較低的物質及樹脂使用過程中受高溫影響或被氧化會化學降解而生成的物質，會在運行時溶解出來，稱為膠溶。交聯度較低和含活性基團多的樹脂，溶解傾向較大。離子交換器剛投入運行時發生出水帶色現象就是樹脂膠溶現象。

離子交換樹脂

　　膨脹度

　　離子交換樹脂含有大量親水基團，與水接觸即吸水膨脹。溶液中電解質濃度越大，樹脂內外溶液的滲透壓差反而減小，樹脂的溶脹就小，所以對于“失水"的樹脂，應將其先浸泡在飽和食鹽水中，使樹脂緩慢膨脹，不致破碎。當樹脂中的離子變換時，如陽離子樹脂由H+轉為Na+，陰樹脂由C1-OH-轉為OH-，都因離子直徑增大而發生膨脹，增大樹脂的體積。通常，交聯度低的樹脂的膨脹度較大。在設計離子交換器本體高度與再生裝置及配水裝置時，必須考慮樹脂的轉型膨脹率體積改變率，以適應生產運行時樹脂層中的離子轉型發生的樹脂體積變化。樹脂轉型體積改變率越小越好，在浮動床中這樣容易控制樹脂層裝填高樹脂層度及填床率，使落床、成床時樹脂層基本不亂。此外，對固定床的中排再生裝置設計有利。

離子交換樹脂

　　耐用性

　　樹脂顆粒使用時有轉移、摩擦、膨脹和收縮等變化，長期使用后會有少量損耗和破碎，當樹脂破碎嚴重時，將會造成水流阻力的急劇增加，從而使設備出力達不到要求，影響正常運行，故樹脂要有較高的機械強度和耐磨性。交聯度低的樹脂較易碎裂，但樹脂的耐用性更主要地決定于交聯結構的均勻程度及其強度。如大孔樹脂，具有較高的交聯度者，結構穩定，能耐反復再生，一般交換器內樹脂使用后其機械強度應保證每年的耗損率不超過3~7。樹脂的損耗超過正常值時，除了檢查樹脂的流失情況，還應考慮樹脂是否存在破損問題。

離子交換樹脂

　　樹脂的交聯度

　　樹脂的骨架是靠交聯劑連接在一起的。交聯度是指交聯劑所占有的份數，一般用交聯劑占單體質量百分數來表示。例如，聚苯乙烯樹脂用二乙烯苯做交聯劑，其用量占單體總料量的8時，這種樹脂的交聯度為8。低交聯度為2~4，中交聯度為7~8，高交聯度為12~20；交聯度直接影響樹脂的性能。交聯度越高，樹脂的機械強度就越大，對離子的選擇性越強，但離子的交換速度就越慢。這是因為交聯度高，表明樹脂的結構緊密，孔隙率低，同時樹脂在水中溶脹率也低，因而水中的離子在樹脂內擴散速度小，影響了離子間的交換能力。