指示剂变色树脂的再生工艺与交换容量

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。 

指示剂变色树脂的再生工艺与交换容量
                 

　　一、离子交换树脂的再生工艺

　　1、再生剂种类

　　(1)常用再生剂。离子交换树脂的再生剂有盐(NaCI)、酸(I-ICI，H2SO4)、碱(NaOH)等。药剂的浓度与冰冻点关系。碱液也可采用固体氢氧化钠，但需要蒸汽加热溶解，操作麻烦。在化工企业中，有采用硝酸做阳床再生剂的实例。为防止硝酸的强氧化性对阳离子交换树脂造破坏，一般控制再生剂的浓度在2%~2.5%，再生剂的用量为理论量的2~3倍，阳离子交换树脂的工作交换容量在800mol/m³左右。再生剂管路采用耐硝酸腐蚀不锈钢材质。橡胶在硝酸的强氧化性作用下易老化开裂，失去防腐作用，为此阳床内壁涂刷抗硝酸涂料。

离子交换树脂

　　(2)硫酸与盐酸再生剂区别。可以看出，固定床采用再生酸消耗量较HCI再生低，但H2SO4再生操作较H。再生复杂并且由于再生时浓度控制得低，再生耗时较HCl再生长，废水排放量较HCI再生高。H2SO4再生阳离子交换树脂酸消耗成本比HCl再生稍高，但H2SO4再生产生的废水，中和处理成本较HCl再生产生的废水中和处理成本低得多，使脱盐水装置总生产成本降低，并且废水中SO2-4离子比CI-离子易处理，对环保封泳有利。由于硫酸与盐酸的再生流速、冬流量不同再生装置设计也有区别，在选用离子交换器时要注明采用那种再生剂。

　　(3)H2SO4稀释发热量计算。采用硫酸再生时有时把浓硫酸先稀释到一定浓度，此时要考虑浓硫酸稀释时的发热量随溶液温度升高。稀释后限制溶液温度不超过55℃。

离子交换树脂

　　二、离子交换树脂的交换容量

　　离子交换树脂进行离子交换反应的性能，表现在它的“离子交换容量"，即每克干树脂或每毫升湿树脂所能交换的离子的毫克当量数，meq/g(干)或meq/mL(湿)；当离子为一价时，毫克当量数即是毫克分子数(对二价或多价离子，前者为后者乘离子价数)。它又有“总交换容量"、“工作交换容量"和“再生交换容量"等三种表示方式。

　　1、总交换容量，表示每单位数量(重量或体积)树脂能进行离子交换反应的化学基团的总量。

离子交换树脂

　　2、工作交换容量，表示树脂在某一定条件下的离子交换能力，它与树脂种类和总交换容量，以及具体工作条件如溶液的组成、流速、温度等因素有关。

　　3、再生交换容量，表示在一定的再生剂量条件下所取得的再生树脂的交换容量，表明树脂中原有化学基团再生复原的程度。通常，再生交换容量为总交换容量的50～90%(一般控制70～80%)，而工作交换容量为再生交换容量的30～90%，后一比率亦称为树脂的利用率。在实际使用中，离子交换树脂的交换容量包括了吸附容量，但后者所占的比例因树脂结构不同而异。现仍未能分别进行计算，在具体设计中，需凭经验数据进行修正，并在实际运行时复核之。