指示剂变色树脂的基本性质与解吸过程

指示剂变色树脂的基本性质与解吸过程

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之一。 

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： 

新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）将新树脂放入容器中，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10NaCl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5HCl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。 

指示剂变色树脂的基本性质与解吸过程离子交换树脂是一种合成的有机高分子聚合物，是一种疏松的具有多孔网状结构的惰性固体，不溶于水，也不溶于电解质溶液。这种高聚物的主要特征是它带有许多可以在溶液中电离的离子基团-官能团，所以我们可以把树脂看成一种高分子电解质。强酸性阳离子交换树脂是常见的苯乙烯苯磺酸树脂，它是先由含有一个乙烯基的单体-苯乙烯和含有两个乙烯基的单体-二乙烯苯通过加成聚合反应形成共聚体，然后由硫酸磺化，即在聚合体内引进磺酸基-SO3H，反应如下：这种离子交换树脂，具有三维空间的网状结构，在网状的骨架之间具有一定大小的空隙，可以允许游离的离子自由运动，树脂的可电离的离子基团均匀地分布在这个网状的空间内。

离子交换树脂

　　如果将树脂浸泡在水溶液中，这些官能团即开始电离，产生游离的离子在树脂相内形成一种类似高分子电解质的“溶液"。此时，如果外来离子扩散进入树脂相，置换了官能团中离解的离子，离子交换反应就发生了。例如带有磺酸基官能团的阳离子交换树脂中阳离子交换反应可以表示如下：R-SO3-H+M+R-SO3M+H+式中，M+代表介质溶液中的一价阳离子；R代表惰性有机网状骨架。外来离子M+自溶液中扩散进入树脂相与树脂中的官能团(-SO3H)上的H+进行交换，于是M+吸附在树脂上而H+就离开树脂相进入溶液中，这就是所谓发生了离子交换，所以离子交换过程也可以看成是一个在树脂上进行的吸附和解吸过程。

离子交换树脂

　　目前有机离子交换树脂已发展到数百种，一般说来，制备的比较好的树脂应基本是球形。用显微镜观察可见到各种树脂都有部分颗粒出现裂隙，但程度不同，有单个裂缝的球形颗粒不应超过30。尽管用于各种用途的有机离子交换树脂种类繁多，但可以用不同的分类方法将其分类：①根据树脂所带官能团的性质不同，可以分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两大类。

离子交换树脂

　　阳离子交换树脂所带的活性基团都是一些酸性基团，例如：磺酸基(-SO3-H+)，羧基(-COO-H+)和酚基(-O-H+)等，他们在水溶液中可以不同程度地解离出H+。这类树脂又可按官能团解离出H+能力的强弱分为强酸性阳离子交换树脂(如-SO3H型)和弱酸性阳离子交换树脂(如-COOH，-OH型)。阴离子交换树脂所带的官能团都是一些碱性基团(通常是一些有机胺)，它们在水溶液中可以不同程度地解离出可以被交换的阴离子。