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變色樹脂的離子交換容量與物理性能

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。 

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： 

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10%NaCl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5%HCl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。 

變色樹脂的離子交換容量與物理性能
                 

　　一、離子交換樹脂的離子交換容量

　　離子交換樹脂進行離子交換反應的性能，表現在它的“離子交換容量"，即每克干樹脂或每毫升濕樹脂所能交換的離子的毫克當量數，meq/g(干)或meq/mL(濕)；當離子為一價時，毫克當量數即是毫克分子數(對二價或多價離子，前者為后者乘離子價數)。它又有“總交換容量"、“工作交換容量"和“再生交換容量"等三種表示方式。

　　1、總交換容量，表示每單位數量(重量或體積)樹脂能進行離子交換反應的化學基團的總量。

　　2、工作交換容量，表示樹脂在某一定條件下的離子交換能力，它與樹脂種類和總交換容量，以及具體工作條件如溶液的組成、流速、溫度等因素有關。

離子交換樹脂

　　3、再生交換容量，表示在一定的再生劑量條件下所取得的再生樹脂的交換容量,表明樹脂中原有化學基團再生復原的程度。通常，再生交換容量為總交換容量的50～90%(一般控制70～80%)，而工作交換容量為再生交換容量的30～90%(對再生樹脂而言)，后一比率亦稱為樹脂的利用率。

　　在實際使用中，離子交換樹脂的交換容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因樹脂結構不同而異。現仍未能分別進行計算，在具體設計中，需憑經驗數據進行修正，并在實際運行時復核之。

離子交換樹脂

　　二、離子交換樹脂的物理性能

　　主要物理性能項目有：粒徑、密度、含水量、耐磨性、耐熱性和膨脹性。

　　粒徑：粒徑的大小關系到樹脂的交換速度、交換能力、壓力損失和反洗時樹脂層展開高度等性能。粒徑太小，樹脂容易流失。適合的粒徑范圍(粒度)如：0.315~1.25毫米，在一般水處理設備中，有利于提高樹脂的使用效果。

　　密度：通常用濕真密度和濕視密度來表示。當樹脂在水中充分膨脹的情況下：樹脂的重量與其占有的(不包括樹脂間空隙)體積之比叫濕真密度(又稱濕真比重)。在使用中如有兩種不同種類的樹脂混合，可利用濕真密度的不同進行分成。樹脂的重量與其占有的(包括樹脂間隙空間)體積之比叫濕視密度。當用戶設計某交換器時，可根據該交換器的裝填體積和采用樹脂的濕視密度，計算出需要裝填樹脂的重量。

離子交換樹脂

　　含水量：數字的結構中，親水基團的水合水和交聯網孔中少量的游離水組成了樹脂的含水量。一般來說，同一種樹脂中，交換基團少的，其水合水也少；交聯度高的，其水合水少。

　　耐磨性：樹脂在儲運中承受擠壓，在使用中受到沖刷和摩擦，都會使樹脂磨損、破裂。通常用模擬樹脂使用狀態的磨后圓球率來表示它的性能好壞。

　　耐熱性：樹脂在使用時一般不能超過它的工作溫度范圍，工作溫度過高會破壞樹脂的結構，工作溫度太低，交換能力大大下降。

　　膨脹性：一般來說，濕樹脂的體積要大于干樹脂的體積。樹脂在轉型不同離子形態時，其體積也會發生變化。例如：732陽離子交換樹脂，從鈉型轉成氫型，其體積增大約10%。所以，在設計使用設備的體積時，要考慮樹脂的膨脹性。