電廠在線監(jiān)測變色樹脂的化學(xué)技術(shù)與主要結(jié)構(gòu)
變色數(shù)脂可以用來監(jiān)測陽床或陰床出水，在陽床或陰床臨近失效時(shí)及時(shí)指示失效點(diǎn)，是在線監(jiān)測儀表直觀和有效的補(bǔ)充。具有穩(wěn)定可靠、使用簡便、不污染水質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。
變色陽樹脂是一種帶有指示劑的陽離子交換樹脂，出廠型為氫型，通過變色陽樹脂的水如果含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各種陽離子時(shí)，即與樹脂攜帶的H+發(fā)生交換，樹脂層開始失效，失效層顏色明顯改變，指示水中有陽離子泄露。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。
變色陽樹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。
變色陽樹脂與H+電導(dǎo)儀聯(lián)合使用，用于監(jiān)測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)。
變色樹脂使用范圍：監(jiān)測和控制給水、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)率測量值偏低；當(dāng)H型交換柱失效，大量銨離子透過，氫電導(dǎo)率測量值又偏高。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。目前國外采取的解決辦法是采用變色陽離子交換樹脂，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)惡化問題并及時(shí)采取解決措施。
變色樹脂使用方法：
新購買的變色樹脂是未處理的Na型樹脂，必須經(jīng)過以下方式處理才可以使用：
（1）將新樹脂放入容器中，以除鹽水清洗2～3遍，至水清澈；如果樹脂變干，則清洗前需要加入10NaCl溶液浸泡2小時(shí)，以防止樹脂因急劇膨脹而破裂。
（2）將清洗干凈的樹脂裝入實(shí)際交換柱中，以不少于10倍樹脂體積的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)率的測定。
（5）失效的變色樹脂氫型交換柱可直接進(jìn)行再生處理，再生步驟同(2)~(4)。
變色樹脂的儲(chǔ)存:需要長期儲(chǔ)存的樹脂，應(yīng)再生成氫型樹脂后儲(chǔ)存。
電廠在線監(jiān)測變色樹脂的化學(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，其外形很像樹木分泌出的“樹脂"(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脂。離子交換樹脂就是帶有可交換基團(tuán)的高分子化合物。離子交換樹脂按其聚合物單體，可分為苯乙烯型、丙烯酸型和酚醛型等。化學(xué)水處理常用的樹脂多為苯乙烯型和丙烯酸型。
離子交換樹脂
離子交換樹脂的主要結(jié)構(gòu)
離子交換樹脂是具有網(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，才使樹脂具有離子交換能力。
離子交換樹脂
離子交換樹脂的種類很多，常用的是聚苯乙烯型離子交換樹脂。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離子交換樹脂。如果用其它基團(tuán)代替磺酸基，就可以得到一系列陽離子交換樹脂。例如—COOH、—OH等。這些基團(tuán)上的氫離子可被樣品溶液中的陽離子交換。
離子交換樹脂
陰離子交換樹脂具有與陽離子交換樹脂同樣的有機(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。陽樹脂分弱樹脂和強(qiáng)樹脂兩大類。分子式H-R(當(dāng)然也可以是Na-R型)，H就是氫離子。樹脂高度約0.8米到1.6米。當(dāng)水從上向下，通過樹脂層時(shí)，水中的陽離子與樹脂的H離子發(fā)生交換，樹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。
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