氢型变色阳离子交换树脂的基本内容与失效控制方法

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。 

　　离子交换树脂的基本内容

　　当离子交换树脂在浸入水中时出现体积变大的现象，我们称之为溶胀。树脂是亲水性高分子化合物，在交换或再生过程中会发生胀缩现象，而多次的胀缩就会导致颗粒破裂。影响离子交换树脂的因素有：

　　1、交联度。高交联度树脂的溶胀能力较低。

　　2、活性基团：活性基团易电离，即交换容量愈高，树脂的溶胀性越大。

离子交换树脂

　　3、溶液浓度。溶液中电解质浓度越大,树脂内外溶液的渗透压差反而减小，树脂的溶胀就小，所以对于"换水"的树脂，应将其先浸泡在饱和食盐中，使树脂缓慢膨胀，不致破碎，就是基于上述道理。

　　一般讲，强酸性阳离子交换树脂由Na型变成H型，强碱阴离子交换树脂由CL型变成OH型，其体积均增加约5%。

离子交换树脂

　　离子交换树脂的失效控制方法

　　检测和控制原理：强酸性阳树脂对水中各种阳离子的吸附顺序为：Fe3+>Al3+>Ca2+>Mg2+>Na+>H+。由此可知，水中金属离子Na+被吸附的能力弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，H+后被其他阳离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是下层的Na+；因此监督阳离子交换器失效是以漏钠为标准的；其反应方程为(A代表金属阳离子，R为树脂基团)：An++nRH=RnA+nH+HCO3-+H+=H2O+CO2↑。

离子交换树脂

　　罗门哈斯强酸型树脂对水中各种阴离子的吸附顺序为：SO42->NO3->Cl->OH->HCO3->HSiO3-。由此可知，HSiO3-的吸附能力弱，所以当离子交换时树脂层的各种离子吸附层逐渐下移，OH-被其他阴离子置换下来，当保护层穿透时，首先泄漏的是下层的HSiO3-；因此监督阴离子交换器失效是以漏硅为标准的；其反应方程为(B代表酸根阴离子，R为树脂基团)：Bm-+mROH=RmB+mOH-。