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指示劑變色陽離子交換樹脂的再生與工作交換容量

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(diǎn)，是在線監(jiān)測儀表直觀和有效的補(bǔ)充。具有穩(wěn)定可靠、使用簡便、不污染水質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。

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(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(biāo)，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(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。

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。 

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(shí)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(yùn)行水流方向相反），再生流速控制3m/h～5m/h，保證再生液與樹脂接觸時間不小于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)率的測定。 

（5）失效的變色樹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再生與工作交換容量為了使大家易于理解接受，以下對于離子交換樹脂的說法盡量通俗，與標(biāo)準(zhǔn)工具書的說法可能不盡一致(但不會出現(xiàn)技術(shù)性錯誤)。離子交換樹脂是一種聚合物，帶有相應(yīng)的功能基團(tuán)。一般情況下，常規(guī)的鈉離子交換樹脂帶有大量的鈉離子。

離子交換樹脂

　　當(dāng)水中的鈣鎂離子含量高時，離子交換樹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?，這是軟化水設(shè)備的工作過程。當(dāng)樹脂上的大量功能基團(tuán)與鈣鎂離子結(jié)合后，樹脂的軟化能力下降，可以用氯化鈉溶液流過樹脂，此時溶液中的鈉離子含量高，功能基團(tuán)會釋放出鈣鎂離子而與鈉離子結(jié)合，這樣樹脂就恢復(fù)了交換能力，這個過程叫作“再生"。

離子交換樹脂

　　離子交換樹脂的全交換容量和工作交換容量

　　將離子交換樹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脂中能夠起交換作用的活性基團(tuán)的總數(shù)。

　　離子交換樹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)，也就是離子交換樹脂在動態(tài)的工作狀態(tài)下測得的交換容量。由此可知，運(yùn)行條件不同，測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。

離子交換樹脂

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