指示劑變色樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與污染處理
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)垢的重要手段之一。
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:
新購(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)將新樹(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10NaCl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5HCl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。
指示劑變色樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)與污染處理離子交換樹(shù)脂結(jié)構(gòu)主要由高分子骨架和活性基團(tuán)兩部分組成。
1、高分子骨架也稱母體結(jié)構(gòu),它具有狀結(jié)構(gòu),是不溶于酸或堿的高分子物質(zhì)。高分子骨架按其聚合單體可以分為苯乙烯系、酚醛系及丙烯酸系等。
2、活性基團(tuán)它牢固地結(jié)合在高分子骨架上,由不能自由移動(dòng)的官能團(tuán)離子和可以自由移動(dòng)的可交換離子兩部分組成。其中:
離子交換樹(shù)脂
?、俟倌軋F(tuán)離子決定離子交換樹(shù)脂的“酸"、“堿"性和交換能力的強(qiáng)弱。官能團(tuán)離子是強(qiáng)酸的(-SO3-),就叫強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂;是強(qiáng)堿的(≡N+),就叫強(qiáng)堿性離子交換樹(shù)脂。同樣,按官能團(tuán)離子的性質(zhì),還可以有弱酸(-COO-),弱堿(-NH2+)和其他類型的樹(shù)脂。
?、诳山粨Q離子?,F(xiàn)代交換理論把離子交換樹(shù)脂看做是一種膠體型物質(zhì):高分子骨架是“膠核",活性基團(tuán)作為高分子骨架表面的“雙電層",官能團(tuán)和部分可交換離子組成吸附層,另一部分可交換離子組成擴(kuò)散層。由于可交換離子組成吸附層,另一部分可交換離子組成擴(kuò)散層。由于可交換離子是可以自由移動(dòng)的,因而可以與水中同符號(hào)的離子發(fā)生交換反應(yīng)。
離子交換樹(shù)脂
離子交換樹(shù)脂受有機(jī)物污染的處理方法
苯乙烯系強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂易受有機(jī)物污染,其征狀為:
1、樹(shù)脂顏色變深。
2、工作交換容量下降。
3、出水電導(dǎo)率增大。
4、出水pH值降低。
5、出水二氧化硅含量增大。
6、清洗水量增加。
離子交換樹(shù)脂
防止有機(jī)物污染的基本措施是在預(yù)處理中將水中有機(jī)物盡量除去,并采用抗污染樹(shù)脂,如大孔弱堿陰樹(shù)脂,丙烯酸系陰樹(shù)脂對(duì)抗有機(jī)物污染很有效。常用復(fù)蘇方法為堿性鹽法。即用10NaCl+4-6NaOH混合液,用量為3個(gè)床體積,以緩慢的流速通過(guò)樹(shù)脂層,當(dāng)?shù)?個(gè)床體積通過(guò)入后,浸泡樹(shù)脂8小時(shí)或放置過(guò)夜,再通入第3床體積混合液?;旌弦盒杓訙刂?0-50度。若在混合液中加1左右磷酸鈉或硝酸鈉,或結(jié)合壓縮空氣攪拌樹(shù)脂層,則效果更佳。
當(dāng)用堿性鹽法效果不佳時(shí),可以考慮用次氯酸鈉溶液清洗。此時(shí),在陰單床或混床系統(tǒng),先用至少一個(gè)床體積的10NaCl溶液通過(guò)樹(shù)脂層,使樹(shù)脂失效。次氯酸鈉溶液濃度為有效氯含量1,用量為3個(gè)樹(shù)脂床體積。第2個(gè)床體積溶液在樹(shù)脂床內(nèi)浸泡4小時(shí),溶液不用加熱。后,微量的次氯酸鈉必須淋洗(沖洗)干凈,包括下水道中的廢液。