氫型變色樹(shù)脂的化學(xué)技術(shù)與主要結(jié)構(gòu)

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。 

氫型變色樹(shù)脂的化學(xué)技術(shù)與主要結(jié)構(gòu)
                 

　　用人工合成的有機(jī)高分子離子交換劑，其外形很像樹(shù)木分泌出的“樹(shù)脂"(如松脂、桃膠等)，內(nèi)部也具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此稱之為離子交換樹(shù)脂。離子交換樹(shù)脂就是帶有可交換基團(tuán)的高分子化合物。離子交換樹(shù)脂按其聚合物單體，可分為苯乙烯型、丙烯酸型和酚醛型等?；瘜W(xué)水處理常用的樹(shù)脂多為苯乙烯型和丙烯酸型。

離子交換樹(shù)脂

　　離子交換樹(shù)脂的主要結(jié)構(gòu)

　　離子交換樹(shù)脂是具有網(wǎng)狀立體結(jié)構(gòu)的高分子多元酸或多元堿的聚合物。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架一般十分穩(wěn)定，與酸、堿及某些有機(jī)溶劑和一般弱氧化劑都不起作用，對(duì)熱也比較穩(wěn)定。在其網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的骨架上有許多可電離、可被交換的基團(tuán)，如磺酸基(—SOH)、羧基(—COOH)及季胺基(—NROH)等，正由于這些基團(tuán)的存在，才使樹(shù)脂具有離子交換能力。

離子交換樹(shù)脂

　　離子交換樹(shù)脂的種類很多，常用的是聚苯乙烯型離子交換樹(shù)脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其中二乙烯苯是交聯(lián)劑。經(jīng)濃硫酸磺化后，即制得聚苯乙烯型磺酸基陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。如果用其它基團(tuán)代替磺酸基，就可以得到一系列陽(yáng)離子交換樹(shù)脂。例如—COOH、—OH等。這些基團(tuán)上的氫離子可被樣品溶液中的陽(yáng)離子交換。

離子交換樹(shù)脂

　　陰離子交換樹(shù)脂具有與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂同樣的有機(jī)骨架，只是在骨架上引入了可離解的堿性基團(tuán)，如—NH、—NH、—NHR等。這類樹(shù)脂若用NaOH溶液處理，則發(fā)生交換反應(yīng)而轉(zhuǎn)變?yōu)椤狾H型陰離子交換樹(shù)脂。其反應(yīng)如下：R—N(CH)Cl+OH======R—N(CH)OH+C1這些基團(tuán)上的氫氧根離子可被樣品溶液中的陰離子交換。陽(yáng)樹(shù)脂分弱樹(shù)脂和強(qiáng)樹(shù)脂兩大類。分子式H-R(當(dāng)然也可以是Na-R型)，H就是氫離子。樹(shù)脂高度約0.8米到1.6米。當(dāng)水從上向下，通過(guò)樹(shù)脂層時(shí)，水中的陽(yáng)離子與樹(shù)脂的H離子發(fā)生交換，樹(shù)脂上層是鐵鈣鎂離子，接著是鉀鈉氨離子。出水水質(zhì)是酸性的，PH值一般小于3。當(dāng)運(yùn)行約一天左右時(shí)，出水開(kāi)始出現(xiàn)鈉離子，表示反應(yīng)到了終點(diǎn)，需要用酸反洗，將鈉鈣離子再置換出來(lái)。