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    氢电导指示剂阳离子交换树脂的类型与基本转型

    2022-12-22 07:38:51  来源:廊坊森纳特化工有限公司
    氢电导指示剂阳离子交换树脂的类型与基本转型

    变色数脂可以用来监测阳床或阴床出水,在阳床或阴床临近失效时及时指示失效点,是在线监测仪表直观和有效的补充。具有稳定可靠、使用简便、不污染水质的优点。

    变色阳树脂是一种带有指示剂的阳离子交换树脂,出厂型为氢型,通过变色阳树脂的水如果含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各种阳离子时,即与树脂携带的H+发生交换,树脂层开始失效,失效层颜色明显改变,指示水中有阳离子泄露。H+型时为墨绿色,Na+型时为玫瑰红色,产品色差十分明显。同时还具有良好的交换容量和物理稳定性。

           变色阳树脂一般用在火电厂凝结水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+电导仪前,将水中带入的游离氨除去,并将所有的阳离子全部转化为H+离子,避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏进入凝结水而电导仪显示值反倒降低的现象发生。

       变色阳树脂与H+电导仪联合使用,用于监测凝汽器泄漏量是否超标,决定凝结水是否需要处理,监测给水、蒸汽水质品质是否满足标准要求。是火力发电厂化学监督重要和为倚重的化学表计。

    变色树脂使用范围:监测和控制给水、凝结水和蒸汽的氢电导率,是保证水汽质量,控制火电厂水汽系统腐蚀结垢的重要手段之一。 

    由于水汽中氨的浓度、取样流速经常变化,加上机组启停等原因,难以判断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型交换柱完全失效,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化时,难以及时判断是水质恶化还是交换柱失效。目前国外采取的解决办法是采用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型交换柱失效前及时进行再生处理,可以及时发现水质恶化问题并及时采取解决措施。 

    变色树脂使用方法: 

    新购买的变色树脂是未处理的Na型树脂,必须经过以下方式处理才可以使用: 

    (1)将新树脂放入容器中,以除盐水清洗2~3遍,至水清澈;如果树脂变干,则清洗前需要加入10%NaCl溶液浸泡2小时,以防止树脂因急剧膨胀而破裂。 

    (2)将清洗干净的树脂装入实际交换柱中,以不少于10倍树脂体积的5%HCl再生液动态逆流再生(与交换柱运行水流方向相反),再生流速控制3m/h~5m/h,保证再生液与树脂接触时间不小于30min; 

    (3)再生液进完后以除盐水按交换柱运行水流方向大流量冲洗交换柱(冲洗流速10m/h~20m/h),冲洗时间不低于12h; 

    (4)再生完毕、清洗干净的氢交换柱可装入实际系统进行氢电导率的测定。 

    (5)失效的变色树脂氢型交换柱可直接进行再生处理,再生步骤同(2)~(4)。 

    变色树脂的储存:需要长期储存的树脂,应再生成氢型树脂后储存。 


    氢电导指示剂阳离子交换树脂的类型与基本转型

      离子交换树脂的类型

      1、强酸性阳离子树脂

      这类树脂含有大量的强酸性基团,如磺酸基-SO3H,容易在溶液中离解出H+,故呈强酸性。树脂离解后,本体所含的负电基团,如SO3-,能吸附结合溶液中的其他阳离子。这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换。强酸性树脂的离解能力很强,在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用。

      树脂在使用一段时间后,要进行再生处理,即用化学药品使离子交换反应以相反方向进行,使树脂的官能基团回复原来状态,以供再次使用。如上述的阳离子树脂是用强酸进行再生处理,此时树脂放出被吸附的阳离子,再与H+结合而恢复原来的组成。

      2、弱酸性阳离子树脂

      这类树脂含弱酸性基团,如羧基-COOH,能在水中离解出H+而呈酸性。树脂离解后余下的负电基团,如R-COO-(R为碳氢基团),能与溶液中的其他阳离子吸附结合,从而产生阳离子交换作用。这种树脂的酸性即离解性较弱,在低pH下难以离解和进行离子交换,只能在碱性、中性或微酸性溶液中(如pH5~14)起作用。这类树脂亦是用酸进行再生(比强酸性树脂较易再生)。

     

    离子交换树脂

      3、强碱性阴离子树脂

      这类树脂含有强碱性基团,如季胺基(亦称四级胺基)-NR3OH(R为碳氢基团),能在水中离解出OH-而呈强碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强,在不同pH下都能正常工作。它用强碱(如NaOH)进行再生。

      4、弱碱性阴离子树脂

      这类树脂含有弱碱性基团,如伯胺基(亦称一级胺基)-NH2、仲胺基(二级胺基)-NHR、或叔胺基(三级胺基)-NR2,它们在水中能离解出OH-而呈弱碱性。这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合,从而产生阴离子交换作用。这种树脂在多数情况下是将溶液中的整个其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性条件(如pH1~9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH进行再生。

     

    离子交换树脂

      离子交换树脂的基本转型

      以上是树脂的四种基本类型。在实际使用上,常将这些树脂转变为其他离子型式运行,以适应各种需要。例如常将强酸性阳离子树脂与NaCl作用,转变为钠型树脂再使用。工作时钠型树脂放出Na+与溶液中的Ca2+、Mg2+等阳离子交换吸附,除去这些离子。反应时没有放出H+,可避免溶液pH下降和由此产生的副作用(如蔗糖转化和设备腐蚀等)。

     

    离子交换树脂

      这种树脂以钠型运行使用后,可用盐水再生(不用强酸)。又如阴离子树脂可转变为氯型再使用,工作时放出Cl-而吸附交换其他阴离子,它的再生只需用食盐水溶液。氯型树脂也可转变为碳酸氢型(HCO3-)运行。强酸性树脂及强碱性树脂在转变为钠型和氯型后,就不再具有强酸性及强碱性,但它们仍然有这些树脂的其他典型性能,如离解性强和工作的pH范围宽广等。


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