變色離子交換樹(shù)脂的反洗分層與再生

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。 

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： 

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10%NaCl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5%HCl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。 

變色離子交換樹(shù)脂的反洗分層與再生
                 

　　1、 反洗分層*

　　陰陽(yáng)樹(shù)脂的反洗分離程度主要是依賴(lài)于其密度差和粒徑大小。實(shí)際上，在交換柱中，每種樹(shù)脂反洗后的后位置主要是依賴(lài)于樹(shù)脂的沉降速度。換句話說(shuō)，反洗作用的結(jié)果使小密度的陰樹(shù)脂沉降在大密度的陽(yáng)樹(shù)脂上，小顆粒樹(shù)脂沉降在大顆粒樹(shù)脂之上。一般說(shuō)來(lái)，陽(yáng)、陰樹(shù)脂之間的密度差為20%，隨著樹(shù)脂顆粒粒度的變化，很容易理解粒度小的陽(yáng)樹(shù)脂之所以與粒度大的陰樹(shù)脂的沉降速度交織在一起。因?yàn)閭鹘y(tǒng)樹(shù)脂在反洗后粒度小的陽(yáng)樹(shù)脂和粒度大的陰樹(shù)脂的交界面附近出現(xiàn)混層，其結(jié)果是沉降速率相同的陽(yáng)樹(shù)脂和陰樹(shù)脂將要出現(xiàn)交叉再生，即所謂的交叉污染，降低了水處理系統(tǒng)的運(yùn)行交換容量，交叉污染也將引起下一周期的硫酸根或鈉離子的泄露。

　　由于MONOSPHERE高強(qiáng)度均粒凝膠樹(shù)脂的平均粒度正負(fù)相差100微米(mm)的要占95%以上，所以在反洗時(shí)能*分離。粒度小的陽(yáng)樹(shù)脂和粒度大的陰樹(shù)脂的沉降速度有較大的差別。高強(qiáng)度陽(yáng)樹(shù)脂的粒度一般為650mm，陰樹(shù)脂一般為550mm。由于陰樹(shù)脂的粒度比陽(yáng)樹(shù)脂小，所以MONOSPHERE高強(qiáng)度凝膠陽(yáng)樹(shù)脂同時(shí)具有顆粒粒度差和密度差，從而保證得到**的分層效果。很顯然，檢查傳統(tǒng)樹(shù)脂的分離效果是不容易的，通過(guò)設(shè)備上的視鏡看到的是一層兩種樹(shù)脂間的不明顯的色帶。而對(duì)于MONOSPHERE樹(shù)脂，視鏡中可清楚地看到在深色高強(qiáng)度離子交換樹(shù)脂之上有一條明顯的色差帶，色差本身就表明樹(shù)脂顆粒粒度的均勻性，并由此可以預(yù)見(jiàn)其分離效果良好。

樹(shù)脂

　　2、再生

　　再生*，泄漏少。由于提高了樹(shù)脂顆粒的均勻性，因此樹(shù)脂的再生效率也相應(yīng)地提高了。樹(shù)脂再生時(shí)，顆粒大的要比顆粒小的慢得多，由于溶液中的離子在樹(shù)脂內(nèi)部存在一個(gè)遷移擴(kuò)散過(guò)程，在同樣的條件下，離子在大顆粒樹(shù)脂內(nèi)遷移擴(kuò)散達(dá)到再生層所需要的時(shí)間相應(yīng)要長(zhǎng)。也就是說(shuō)，在給定的再生劑量和接觸時(shí)間里，顆粒大的樹(shù)脂，其再生效率低。相反，樹(shù)脂顆粒均勻性越大，在相同的條件下，每粒樹(shù)脂中的大部分將被再生，即樹(shù)脂顆粒粒度的均勻性越高，在固定再生劑用量和接觸時(shí)間內(nèi)，樹(shù)脂的再生效率越高。而樹(shù)脂的再生效率越高，運(yùn)行中離子泄漏機(jī)會(huì)也就越小。針對(duì)MONOSPHERE高強(qiáng)度凝膠陽(yáng)樹(shù)脂和平均粒徑相同的傳統(tǒng)陽(yáng)樹(shù)脂進(jìn)行泄漏對(duì)比試驗(yàn)，分別測(cè)定出它們的泄漏情況，以?xún)煞N樹(shù)脂的漏鈉作評(píng)價(jià)，在運(yùn)行的全過(guò)程中，MONOSPHERE高強(qiáng)度凝膠樹(shù)脂之所以制備出高質(zhì)量的水，不能不歸結(jié)于這種樹(shù)脂具有很均勻的粒度。

樹(shù)脂

　　3、 清洗自耗水少和節(jié)約再生時(shí)間

　　MONOSPHERE高強(qiáng)度均粒凝膠樹(shù)脂比傳統(tǒng)樹(shù)脂容易清洗，具有清洗水量小，清洗時(shí)間短，再生效率高等特點(diǎn)。由于這種樹(shù)脂粒度均勻，所以有著較小且均勻的擴(kuò)散距離。在相同的再生和清洗情況下，這種樹(shù)脂比傳統(tǒng)樹(shù)脂更快地達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)。MONOSPHERE高強(qiáng)度凝膠樹(shù)脂清洗后較容易達(dá)到清洗終點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)值。如果陽(yáng)、陰樹(shù)脂各自再生、清洗，節(jié)約用水將更為明顯。在混床系統(tǒng)中，使用粒度均勻的樹(shù)脂予淋洗的時(shí)間可減少到原來(lái)所需時(shí)間的三分。

樹(shù)脂

　　4、運(yùn)行動(dòng)力學(xué)速度較快，交換容量的利用大

　　因?yàn)镸ONOSPHERE高強(qiáng)度凝膠樹(shù)脂顆粒均勻，所以它們的交換動(dòng)力學(xué)性能比傳統(tǒng)樹(shù)脂要快得多。這就意味著在高流速運(yùn)行方面，這種樹(shù)脂對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)將產(chǎn)生很好的效果。動(dòng)力學(xué)性能表示離子之間的交換速度，其很大程度上取決于樹(shù)脂顆粒的粒度。由于粒度小的樹(shù)脂具有較短的擴(kuò)散路徑和較大的表面積，所以工作交換容量(也稱(chēng)運(yùn)行容量)高，交換速度快。隨著運(yùn)行流速的增加，動(dòng)力學(xué)性能越顯重要，交換速度高的樹(shù)脂可以充分發(fā)揮本身的交換容量。

　　而大顆粒樹(shù)脂，由于擴(kuò)散受到影響，運(yùn)行容量也就肯定受到影響。事實(shí)上，大顆粒樹(shù)脂的交換容量總是較低，而粒度范圍很寬的樹(shù)脂裝入交換器后，很大一部分交換容量無(wú)法利用。比較三種樹(shù)脂在不同流速下的運(yùn)行容量，這些樹(shù)脂都具有相同的物理化學(xué)性能。盡管傳統(tǒng)樹(shù)脂的平均粒徑相似于MONOSPHERE樹(shù)脂粒徑，但由于樹(shù)脂的動(dòng)力學(xué)性能不同，所以對(duì)樹(shù)脂的交換容量有顯著的影響。平均粒徑小的MONOSPHERE高強(qiáng)度凝膠樹(shù)脂運(yùn)行容量，反映出較快的動(dòng)力學(xué)性能，而平均粒徑較大的樹(shù)脂運(yùn)行容量次之，粒度范圍寬的傳統(tǒng)樹(shù)脂運(yùn)行容量。