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變色離子交換樹脂的分類及結(jié)構(gòu)

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。 

變色離子交換樹脂的分類及結(jié)構(gòu)
                 

　　一、苯乙烯系離子交換樹脂

　　1、苯乙烯系磺酸型陽離子交換樹脂。如將白球用濃硫酸處理，引入活性基團-S03H，則可制得磺酸型陽離子交換樹脂。

　　2、苯乙烯系陰離子交換樹脂。它的制造方法是先將聚苯乙烯氯甲基化，然后胺化。強堿性陰離子交換劑分Ⅰ型和Ⅱ型。Ⅰ型是用三甲胺胺化而得，Ⅱ型則是用二甲基乙醇基胺胺化而得。Ⅰ型的堿性比Ⅱ型強，Ⅱ型的交換容量比工型的大。如用仲胺或伯胺處理，則生成的是弱堿性陰離子交換樹脂。

離子交換樹脂

　　二、丙烯酸系離子交換樹脂

　　丙烯酸系樹脂的基體是由丙烯酸甲(或甲基丙烯酸甲醋)和二乙烯苯共聚而成。

　　1、丙烯酸系竣酸樹脂。當(dāng)將上述基體進行水解時，就可獲得丙烯酸系梭樹脂。梭酸型樹脂是弱酸性陽離子交換劑。

　　2、丙烯酸系陰離子交換樹脂。當(dāng)將上述基體用多胺進行胺化時，就可獲得丙烯酸系陰離子交換樹脂，這樣制得的產(chǎn)品是弱喊性。因為它的每一個活性基團中有一個仲胺基和一個伯胺基，故其交換容量很大。

離子交換樹脂

　　三、離子交換樹脂的結(jié)構(gòu)類型

　　1、凝膠型樹脂。用普通聚合法制成的離子樹脂都是由許多不規(guī)則的網(wǎng)狀高分子構(gòu)成的，類似凝膠，故稱凝膠型樹脂。凝膠型樹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，由于活性基團發(fā)生水化而顯示出來的。這種樹脂的缺點是，抗氧化性和機械強度差，易受有機物污染等。

離子交換樹脂

　　2、大孔型樹脂。大孔型樹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。大孔型樹脂實際上由許多小塊凝膠型樹脂構(gòu)成，孔眼存在于這些小塊凝膠之間。大孔樹脂的交聯(lián)度通常要比凝膠型樹脂的大，因為這樣可制得抗氧化性好和機械強度高的樹脂。對于大孔樹脂來說，由于其大孔中反應(yīng)緩慢的過程。由于大孔型樹脂中的孔大，離子交換反應(yīng)的速度加快，而且能抗有機物的污染(因為被截留的有機物容易在再生時通過這些孔道除去)。大孔型樹脂的交換容量較低，再生時酸、堿的用量較大。