指示劑變色樹脂的特性與性能

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

由于水汽中氨的濃度、取樣流速經(jīng)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(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： 

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(tài)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(jìn)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(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。 

指示劑變色樹脂的特性與性能
                 

　　一、樹脂顆粒尺寸

　　離子交換樹脂通常制成珠狀顆粒，樹脂顆粒較細(xì)者，反應(yīng)速度較大，但細(xì)顆粒對液體通過的阻力較大，需要較高的工作壓力。將樹脂在充分吸水膨脹后進(jìn)行篩分，累計其在20、30、40、50…目篩網(wǎng)上的留存量，以9000粒子可以通過其相對應(yīng)的篩孔直徑，稱為樹脂的“有效粒徑"。大粒徑樹脂為0.6~1.2mm(20^40目)之間，粉末樹脂的粒徑樹脂0.01~0.1mm。

離子交換樹脂

　　二、樹脂的密度

　　1、濕真密度。是樹脂在水中充分膨脹后的質(zhì)量與自身所占體積(不含樹脂顆粒的空隙)的比值(g/cm3，不同類型樹脂，濕真密度不同。濕真密度=濕樹脂重/濕樹脂顆粒的體積g/cm3。即使同一類型的陽樹脂或陰樹脂，由于所含交換離子種類不同，濕真密度大小也不相同，此值一般在1.04~1.3之間，陽樹脂常比陰樹脂濕真密度大。濕真密度在雙層床工藝過程中與樹脂的分層效果有關(guān)。

　　2、濕視密度。濕視密度又稱堆積密度，是指樹脂在水中充分溶脹后，單位體積樹脂所具有的質(zhì)量。濕視密度=濕樹脂質(zhì)量/濕樹脂的堆積體積g/cm3}。樹脂的密度與它的交聯(lián)度和交換基團的性質(zhì)有關(guān)。交聯(lián)度高的樹脂密度較高，強酸性或強堿性樹脂的密度高于弱酸或弱堿性，大孔型樹脂的密度則較低。例如，苯乙烯系凝膠型強酸陽離子樹脂的真密度為1.26g/mL，視密度為0.85g/mL；丙烯酸系凝膠型弱酸陽離子樹脂的真密度為1.19g/mL，視密度為0.75g/mL。此值一般在0.60~0.85之間，實際采用濕視密度來計算離子交換器內(nèi)填充樹脂的質(zhì)量。

離子交換樹脂

　　三、樹脂的溶解性

　　離子交換樹脂應(yīng)為不溶性物質(zhì)，但樹脂在合成過程中夾雜的聚合度較低的物質(zhì)及樹脂使用過程中受高溫影響或被氧化會化學(xué)降解而生成的物質(zhì)，會在運行時溶解出來，稱為膠溶。交聯(lián)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(fā)生出水帶色現(xiàn)象就是樹脂膠溶現(xiàn)象。

離子交換樹脂

　　四、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(zhì)濃度越大，樹脂內(nèi)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(yīng)將其先浸泡在飽和食鹽水中，使樹脂緩慢膨脹，不致破碎。當(dāng)樹脂中的離子變換時，如陽離子樹脂由H+轉(zhuǎn)為Na+，陰樹脂由C1-OH-轉(zhuǎn)為OH-，都因離子直徑增大而發(fā)生膨脹，增大樹脂的體積。通常，交聯(lián)度低的樹脂的膨脹度較大。在設(shè)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(zhuǎn)型膨脹率體積改變率，以適應(yīng)生產(chǎn)運行時樹脂層中的離子轉(zhuǎn)型發(fā)生的樹脂體積變化。樹脂轉(zhuǎn)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(shè)計有利。