仪表变色树脂的反应与再生问题剖析

第第页仪表变色树脂的反应与再生问题剖析仪表变色树脂的反应与再生问题剖析SNT001BS变色树脂使用方法这是一类带有指示剂功能的强酸性阳树脂，既能与水中的阳离子进行交换反应，又具有明显的变色特性。不但有明显的变色特性（再生型和失效型分别为玫瑰红色和黄色或蓝色），交换本领也比一般树脂强。重要用于测定蒸汽和凝结水处置混床出水的阳离子电导率，常用于电厂汽轮机内冷水的监测，及电子仪表、食品医药工业等领域。变色树脂用于测定蒸汽和凝结水处置混床出水的氢电导率时，树脂装于直径50mm的透亮交换柱中，水中的阳离子被树脂交换转化成氢离子，大大提高了监测水中阳离子的灵敏度。同时，树脂失效时颜色发生了明显的变更，指示出交换柱的工作状态。以利于现场的监测。一、性能指标：SNT001BS外观：墨绿色球状颗粒粒度：（粒径0.45～1.25mm）≥95交换容量：≥5.10mmol/gd含水量：50～60湿真密度：1.07～1.29g/ml湿视密度：0.79～0.87g/ml二、操作条件：使用温度：100℃小床层深度：300mm运行流速：1.03.0BV/小时（BV：树脂体积）三、树脂失效后，可以倒出树脂进行收集，换新树脂连续运行。多次收集多的树脂可以一起再生。再生方法：1、装填好树脂后，通过盐酸溶液浓度为35、体积为树脂体积的35倍进行再生、2、再生流速依照0.52.0BV/小时。通酸时间为1个小时以上。3、然后以25BV/小时流速用除盐水进行清洗。洗至PH中性为至备用。4、一般使用量很少、再生时的酸及除盐水人工费，得不偿失。使用单位都是依照一次性的使用。变色阳离子交换树脂变色树脂使用范围：监测和掌控给水、凝结水和蒸汽的氢电导率，是保证水汽质量，掌控火电厂水汽系统腐蚀结垢的紧要手段之一、由于水汽中氨的浓度、取样流速常常变更，加上机组启停等原因，难以判定H型交换柱何时失效。H型交换柱失效初期，由于少量铵离子穿透，使氢电导率测量值偏低；当H型交换柱失效，大量铵离子透过，氢电导率测量值又偏高。因此，当交换柱失效后引起氢电导率变更时，难以适时判定是水质恶化还是交换柱失效。目前国外实行的解决方法是采纳变色阳离子交换树脂，失效层与未失效层颜色不同，可以在H型交换柱失效前适时进行再生处置，可以适时发觉水质恶化问题并适时实行解决措施。仪表变色树脂的反应与再生问题剖析一、交换本领氢型阳离子交换树脂在水中可解离出氢离子（H+），当碰到金属离子或其它阳离子，就发生相互交换作用，但交换后的树脂，就不再是氢型树脂了。例如，当水中的阳离子如钙离子、镁离子的浓度相当大时，磺酸型的阳离子交换树脂中的氢离子，可和钙、镁离子进行交换，而形成钙型或镁型的阳离子交换树脂，如下式：2RSO3H+Ca2+→（RSO3）2Ca+2H+（钙型强酸性阳离子树脂）2RSO3H+Mg2+→（RSO3）2Mg+2H+（镁型强酸性阳离子交换树脂）氢型阳离子交换树脂的交换本领与被交换的阳离子的价数有紧密关系。在常温下，低浓度水溶液中，交换本领随离子价数加添而加添，即价数越高的阳离子被交换的倾向越大。另外，若价数相同，离子半径越大的阳离子被交换的倾向也越大。假如以自来水中常常显现阳离子列为参考对象。离子交换树脂二、交换容量离子交换树脂进行离子的交换反应的性能，重要由交换容量表现出来。所谓交换容量是指每克干树脂所能交换离子的毫克当量数，以mol/g为单位。当离子为一价时（如K+），其毫克当量数即为其毫克分子数，对于二价（如Ca2+）或更多价离子（如Fe3+），其毫克当量数即为其毫克分子数乘以其离子价数。交换容量又分为总交换容量、操作交换容量和再生容量等三种表示方法。总交换容量表示每克干树脂所能进行离子交换反应的化学基总量，属于理论性计量。操作交换容量表示每克干树脂在某肯定条件下的离子交换本领，属于操作性计量，它与树脂种类、总交换容量，以及实在操作条件（如接触时间、温度）等因素有关，可用于显示操作效率。再生容量表示每克干树脂在肯定的再生剂量条件下，所取得的再生树脂之交换容量，可用于显示树脂再生效率。由于树脂的结构不同（重要是活性基数目不同），强酸性与弱酸性阳离子交换树脂的交换容量也不相同。一般而言，弱酸性的活性基数目通常多于于强酸性，故总交换容量较高约7.0～10.5mol/g，相形之下，强酸性仅约3.2～4.5mol/g而已，但在实际应用中，弱酸性的操作交换容量却不肯定高于强酸性，例如，pH值低于5时，弱酸性的操作交换容量为零，根本无交换作用。在pH值为6.5时，两者的操作交换容量相像；但在碱性溶液中，弱酸性远高于强酸性。在再生容量方面，弱酸性则通常高于强酸性，故弱酸性的使用寿命会更长一些。离子交换树脂三、再生离子相对浓度高处与低处对树脂的交换性质会产生很大的影响。当水溶液中氢离子的浓度相当大时，钙型或镁型的阳离子交换树脂中的钙离子或镁离子，可与氢离子进行交换，重新成为氢型阳离子交换树脂。换言之，交换反应也可以反方向进行。由于离子交换过程是可逆的，因此当交换树脂交换了肯定量的离子后，可用相对浓度较高的氢离子再取代下来，使之一再重复被循环使用，这种作用称为再生。其反应式如下：（RSO3）2Ca+2H+→2RSO3H+Ca2+（RCOO）2Ca+2H+→2RCOOH+Ca2+当氢型树脂中的氢离子，都被其它硬度离子交换后，这些树脂就没有软化水质作用，此时之状态称为饱和状态。再生操作重要目的就是将已经实现饱和状态的树脂，利用再生剂洗出所交换来的阳离子，让树脂重新再回复到原有的交换容量，或所期望的容量程度，或原有的树脂型态等。无论是强酸性或弱酸性阳离子交换树脂，都可以使用稀硫酸或稀盐酸作为再生剂，但一般认为以稀硫酸作为再生剂，效果可能会好一些。由于树脂若吸附有机物的话，稀硫酸较稀盐酸更能解析出有机物，所以一般工艺多采纳稀硫酸为再生剂。不过实际应用时，可能由于硫酸的取得较为困难，所以多使用盐酸作为再生剂居多。离子交换树脂四、影响再生特性的重要因素氢型树脂的再生特性与它的类型和结构有紧密关系，强酸性氢型树脂的再生比较困难，需要的再生酸液的剂量比理论值高很多，而且必须较长的接触时间。相形之下，弱酸性氢型树脂的再生则比较简单，需要的再生酸液的剂量仅比理论值高一些，也不需要长的接触时间。一般认为，在硫酸或盐酸的用量为其总交换容量的二倍时，每次再生树脂与再生酸液浸泡接触时间是：强酸性约30～60分；弱酸性约30～45分。另外，氢型树脂的再生特性也与它们的「交联度」有关。所谓交联度乃是定量树脂中所含的交联剂（如苯乙烯）的质量百分率。通常交联度低的树脂，其特征是聚合密度较低，内部空隙较多，网孔大，对水的溶胀性好，但对离子选择较弱，交换反应速度快，较易再生，因此每次再生树脂与再生酸液浸泡接触时间较短。反之，交联度高的树脂，则需要较长再生酸液与树脂接触的时间。无论强酸性或弱酸性氢型树脂的「交联度」均可以在制造时掌控。由于氢型树脂的网孔不但供给了良好的离子交换条件，而且也像活性碳一般，能产生分子吸附作用，也可能吸附各种有机物，因此简单受到有机物污染，而影响其操作效率，也使得其再生操作发生困难。假如树脂