指示剂变色阳离子交换树脂的故障排查与方法

指示剂变色阳离子交换树脂的故障排查与方法

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。 

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*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： 

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。 

指示剂变色阳离子交换树脂的故障排查与方法
                 

　　1、石英砂垫层乱层

　　交换器底部选用石英砂垫层时，因反洗操作不当或积污，会造成石英砂层结块；若反洗水从局部冲出则会造成石英砂垫层乱层。石英砂垫层下面的穹型多孔板的中心，应不开孔，以避免底部进水流速过高冲乱石英砂层。如果穹型板是全部开孔的，可以在穹型多孔板下面加装挡板，但是，不可使用缝隙式喷水头或多孔式花篮，因为它们的出水流速太高，距穹型板又近，仍然会使水流集中于局部小孔喷出，冲乱石英砂层。石英砂垫层应严格按照级配逐层铺垫，每层的厚度必须均匀。在装入树脂前，可以进行反洗试验，要求在流速达到40-60m/h时，石英砂垫层不乱层，不移动。

离子交换树脂

　　2、中间排液装置的损坏

　　逆流再生离子交换器的中排装置损坏是常见的故障。中排装置损坏的根本原因是，在树脂层中有气泡或干层的情况下，反洗进水流速过高，树脂层尚未散开，树脂的流动性差，夹在干树脂层中的中间排液装置被向上托起而造成的。在运行中因树脂干层收缩，也会造成中排支管的向下弯曲。在阳床的运行中，树脂层内出现气泡是因为阳床用进口阀门调节流量，交换器在低压(0.1-0.2Mpa)下运行，经交换反应生成的碳酸变为游离的CO2析出，积聚在树脂层内。防止CO2析出的方法是保持交换器在0.4-0.6Mpa压力下运行。此外，如果水泵轴封漏气，也会使空气随水流进入交换器，积在树脂层中。特别应该指出的是设备长期停用或因阀门漏水造成树脂干层时，进水速度一定要缓慢(2-3m/h)，使树脂层中的气泡能慢慢逸出，不得将干树脂层托起。中间排液装置必须牢固地固定在的支架上，为防止中排装置的损坏，国外曾将支管从圆形改为椭圆形(或灯泡形状)，以减缓反洗时造成的冲击。也可将母管露置在树脂层上部50mm处，其支管或水帽插入树脂层中需要的高度，以减少树脂层胀缩时对中排装置的冲击。开始反洗时，流量应小，待树脂层内气泡被排出，树脂开始浮动后，再加大反洗流量。中排装置应用不锈钢制成，加工制造及焊接应牢固可靠。体内再生的混床，其中排装置的损坏也是常见的，高流速的混床更为严重。其防止措施与逆流再生交换器相同。

离子交换树脂

　　3、顶部装置的损坏

　　一般下向流运行的交换器(如顺流再生设备、逆流再生设备等)，其顶部装置比较简单，很少损坏。上向流运行的交换器(如浮床、双室浮床等)，运行时容易造成损坏。浮床的顶部装置过去曾使用过母支管式、法兰夹多孔板式、弧形支管式以及体外母管外插式等，经过多年的研究和试验，证明使用孔板水帽式和弧形支管式效果较好。交换器顶部装置损坏的主要原因是树脂层顶部干层，底部进水流速高时，树脂层象活塞一样压向顶部装置造成损坏。防止损坏的方法是先用小流量水流充满树脂层，再加大水的流量。另外一种损坏交换器顶部装置的原因是，采用弱型树脂的浮床，在装填树脂时，未考虑足够的可逆转型和不可逆膨胀的空间，树脂膨胀时会损坏交换器的顶部装置。

离子交换树脂

　　4、防腐涂层脱落问题

　　目前，离子交换器内的防腐涂层，普遍采用橡胶衬里，其耐蚀性能良好。在正常的使用条件下，寿命可达10-15年，不会脱落。但是，使用环氧树脂涂料或玻璃钢衬里的水处理设备，时常会发生涂层脱落。涂层脱落后，酸、碱性很强的介质会对设备(钢制或混凝土制)造成严重腐蚀，同时，其腐蚀产物还会严重污染树脂和出水水质。脱落的大片的环氧树脂涂层或玻璃钢还有可能覆盖在布水装置上，造成水流和再生液的偏流，使交换器不能正常运行。发现涂层脱落时，应及时对设备进行检修，将涂层脱落部分打磨、清洗干净，重涂敷防腐涂层。