变色离子交换树脂的反洗分层与再生

变色离子交换树脂的反洗分层与再生

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。 

变色离子交换树脂的反洗分层与再生
                 

　　1、 反洗分层*

　　阴阳树脂的反洗分离程度主要是依赖于其密度差和粒径大小。实际上，在交换柱中，每种树脂反洗后的后位置主要是依赖于树脂的沉降速度。换句话说，反洗作用的结果使小密度的阴树脂沉降在大密度的阳树脂上，小颗粒树脂沉降在大颗粒树脂之上。一般说来，阳、阴树脂之间的密度差为20%，随着树脂颗粒粒度的变化，很容易理解粒度小的阳树脂之所以与粒度大的阴树脂的沉降速度交织在一起。因为传统树脂在反洗后粒度小的阳树脂和粒度大的阴树脂的交界面附近出现混层，其结果是沉降速率相同的阳树脂和阴树脂将要出现交叉再生，即所谓的交叉污染，降低了水处理系统的运行交换容量，交叉污染也将引起下一周期的硫酸根或钠离子的泄露。

　　由于MONOSPHERE高强度均粒凝胶树脂的平均粒度正负相差100微米(mm)的要占95%以上，所以在反洗时能*分离。粒度小的阳树脂和粒度大的阴树脂的沉降速度有较大的差别。高强度阳树脂的粒度一般为650mm，阴树脂一般为550mm。由于阴树脂的粒度比阳树脂小，所以MONOSPHERE高强度凝胶阳树脂同时具有颗粒粒度差和密度差，从而保证得到**的分层效果。很显然，检查传统树脂的分离效果是不容易的，通过设备上的视镜看到的是一层两种树脂间的不明显的色带。而对于MONOSPHERE树脂，视镜中可清楚地看到在深色高强度离子交换树脂之上有一条明显的色差带，色差本身就表明树脂颗粒粒度的均匀性，并由此可以预见其分离效果良好。

树脂

　　2、再生

　　再生*，泄漏少。由于提高了树脂颗粒的均匀性，因此树脂的再生效率也相应地提高了。树脂再生时，颗粒大的要比颗粒小的慢得多，由于溶液中的离子在树脂内部存在一个迁移扩散过程，在同样的条件下，离子在大颗粒树脂内迁移扩散达到再生层所需要的时间相应要长。也就是说，在给定的再生剂量和接触时间里，颗粒大的树脂，其再生效率低。相反，树脂颗粒均匀性越大，在相同的条件下，每粒树脂中的大部分将被再生，即树脂颗粒粒度的均匀性越高，在固定再生剂用量和接触时间内，树脂的再生效率越高。而树脂的再生效率越高，运行中离子泄漏机会也就越小。针对MONOSPHERE高强度凝胶阳树脂和平均粒径相同的传统阳树脂进行泄漏对比试验，分别测定出它们的泄漏情况，以两种树脂的漏钠作评价，在运行的全过程中，MONOSPHERE高强度凝胶树脂之所以制备出高质量的水，不能不归结于这种树脂具有很均匀的粒度。

树脂

　　3、 清洗自耗水少和节约再生时间

　　MONOSPHERE高强度均粒凝胶树脂比传统树脂容易清洗，具有清洗水量小，清洗时间短，再生效率高等特点。由于这种树脂粒度均匀，所以有着较小且均匀的扩散距离。在相同的再生和清洗情况下，这种树脂比传统树脂更快地达到出水标准。MONOSPHERE高强度凝胶树脂清洗后较容易达到清洗终点标准值。如果阳、阴树脂各自再生、清洗，节约用水将更为明显。在混床系统中，使用粒度均匀的树脂予淋洗的时间可减少到原来所需时间的三分。

树脂

　　4、运行动力学速度较快，交换容量的利用大

　　因为MONOSPHERE高强度凝胶树脂颗粒均匀，所以它们的交换动力学性能比传统树脂要快得多。这就意味着在高流速运行方面，这种树脂对运行系统将产生很好的效果。动力学性能表示离子之间的交换速度，其很大程度上取决于树脂颗粒的粒度。由于粒度小的树脂具有较短的扩散路径和较大的表面积，所以工作交换容量(也称运行容量)高，交换速度快。随着运行流速的增加，动力学性能越显重要，交换速度高的树脂可以充分发挥本身的交换容量。

　　而大颗粒树脂，由于扩散受到影响，运行容量也就肯定受到影响。事实上，大颗粒树脂的交换容量总是较低，而粒度范围很宽的树脂装入交换器后，很大一部分交换容量无法利用。比较三种树脂在不同流速下的运行容量，这些树脂都具有相同的物理化学性能。尽管传统树脂的平均粒径相似于MONOSPHERE树脂粒径，但由于树脂的动力学性能不同，所以对树脂的交换容量有显著的影响。平均粒径小的MONOSPHERE高强度凝胶树脂运行容量，反映出较快的动力学性能，而平均粒径较大的树脂运行容量次之，粒度范围宽的传统树脂运行容量。