指示劑變色樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)類(lèi)型與特性
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(mǎn)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。
指示劑變色樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)類(lèi)型與特性
離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)類(lèi)型
1、凝膠型樹(shù)脂。用普通聚合法制成的離子樹(shù)脂都是由許多不規(guī)則的網(wǎng)狀高分子構(gòu)成的,類(lèi)似凝膠,故稱(chēng)凝膠型樹(shù)脂。凝膠型樹(shù)脂的孔眼由高分子鏈和交聯(lián)劑相鍵合而形成,普通凝膠型樹(shù)脂的孔眼孔徑平均為1~2nm,這些孔眼不是其原有的,而是當(dāng)它浸人水中時(shí),由于活性基團(tuán)發(fā)生水化而顯示出來(lái)的。這種樹(shù)脂的缺點(diǎn)是,抗氧化性和機(jī)械強(qiáng)度差,易受有機(jī)物污染等。
離子交換樹(shù)脂
2、大孔型樹(shù)脂。大孔型樹(shù)脂因其孔眼比凝膠型的大得多而得名,而大孔型的孔徑在20~100nm以上。大孔型樹(shù)脂實(shí)際上由許多小塊凝膠型樹(shù)脂構(gòu)成,孔眼存在于這些小塊凝膠之間。大孔樹(shù)脂的交聯(lián)度通常要比凝膠型樹(shù)脂的大,因?yàn)檫@樣可制得抗氧化性好和機(jī)械強(qiáng)度高的樹(shù)脂。對(duì)于大孔樹(shù)脂來(lái)說(shuō),由于其大孔中反應(yīng)緩慢的過(guò)程。由于大孔型樹(shù)脂中的孔大,離子交換反應(yīng)的速度加快,而且能抗有機(jī)物的污染(因?yàn)楸唤亓舻挠袡C(jī)物容易在再生時(shí)通過(guò)這些孔道除去)。大孔型樹(shù)脂的交換容量較低,再生時(shí)酸、堿的用量較大。
離子交換樹(shù)脂
離子交換樹(shù)脂的特性
1、物理性能
(1)樹(shù)脂顆粒尺寸。離子交換樹(shù)脂通常制成珠狀顆粒,樹(shù)脂顆粒較細(xì)者,反應(yīng)速度較大,但細(xì)顆粒對(duì)液體通過(guò)的阻力較大,需要較高的工作壓力。將樹(shù)脂在充分吸水膨脹后進(jìn)行篩分,累計(jì)其在20、30、40、50…目篩網(wǎng)上的留存量,以9000粒子可以通過(guò)其相對(duì)應(yīng)的篩孔直徑,稱(chēng)為樹(shù)脂的“有效粒徑"。大粒徑樹(shù)脂為0.6~1.2mm(20^40目)之間,粉末樹(shù)脂的粒徑樹(shù)脂0.01~0.1mm。
(2)樹(shù)脂的密度。樹(shù)脂密度分為干密度和濕密度。干密度是在溫度115℃真空干燥后的密度。干真密度=干樹(shù)脂重/干樹(shù)脂顆粒的體積g/cm3。
離子交換樹(shù)脂
(3)濕真密度。是樹(shù)脂在水中充分膨脹后的質(zhì)量與自身所占體積(不含樹(shù)脂顆粒的空隙)的比值(g/ cm3,不同類(lèi)型樹(shù)脂,濕真密度不同。濕真密度=濕樹(shù)脂重/濕樹(shù)脂顆粒的體積g/cm3。即使同一類(lèi)型的陽(yáng)樹(shù)脂或陰樹(shù)脂,由于所含交換離子種類(lèi)不同,濕真密度大小也不相同,此值一般在1.04~1.3之間,陽(yáng)樹(shù)脂常比陰樹(shù)脂濕真密度大。濕真密度在雙層床工藝過(guò)程中與樹(shù)脂的分層效果有關(guān)。
(4)濕視密度。濕視密度又稱(chēng)堆積密度,是指樹(shù)脂在水中充分溶脹后,單位體積樹(shù)脂所具有的質(zhì)量。濕視密度=濕樹(shù)脂質(zhì)量/濕樹(shù)脂的堆積體積g/cm3}。樹(shù)脂的密度與它的交聯(lián)度和交換基團(tuán)的性質(zhì)有關(guān)。交聯(lián)度高的樹(shù)脂密度較高,強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性樹(shù)脂的密度高于弱酸或弱堿性,大孔型樹(shù)脂的密度則較低。例如,苯乙烯系凝膠型強(qiáng)酸陽(yáng)離子樹(shù)脂的真密度為1.26g/mL,視密度為0. 85g/mL;丙烯酸系凝膠型弱酸陽(yáng)離子樹(shù)脂的真密度為1.19g/mL,視密度為0.75g/mL。此值一般在0.60~0.85之間,實(shí)際采用濕視密度來(lái)計(jì)算離子交換器內(nèi)填充樹(shù)脂的質(zhì)量。