電廠在線監(jiān)測變色樹脂的分類與物理結構
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及時指示失效點,是在線監(jiān)測儀表直觀和有效的補充。具有穩(wěn)定可靠、使用簡便、不污染水質的優(yōu)點。
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,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+型時為墨綠色,Na+型時為玫瑰紅色,產品色差十分明顯。同時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水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+電導儀前,將水中帶入的游離氨除去,并將所有的陽離子全部轉化為H+離子,避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏進入凝結水而電導儀顯示值反倒降低的現(xiàn)象發(fā)生。
變色陽樹脂與H+電導儀聯(lián)合使用,用于監(jiān)測凝汽器泄漏量是否超標,決定凝結水是否需要處理,監(jiān)測給水、蒸汽水質品質是否滿足標準要求。是火力發(fā)電廠化學監(jiān)督重要和為倚重的化學表計。
變色樹脂使用范圍:監(jiān)測和控制給水、凝結水和蒸汽的氫電導率,是保證水汽質量,控制火電廠水汽系統(tǒng)腐蝕結垢的重要手段。
由于水汽中氨的濃度、取樣流速經常變化,加上機組啟停等原因,難以判斷H型交換柱何時失效。H型交換柱失效初期,由于少量銨離子穿透,使氫電導率測量值偏低;當H型交換柱*失效,大量銨離子透過,氫電導率測量值又偏高。因此,當交換柱失效后引起氫電導率變化時,難以及時判斷是水質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進行再生處理,可以及時發(fā)現(xiàn)水質惡化問題并及時采取解決措施。
變色樹脂使用方法:
購買的變色樹脂是未處理的Na型樹脂,必須經過以下方式處理才可以使用:
(1)將樹脂放入容器中,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10%NaCl溶液浸泡2小時,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際交換柱中,以不少于10倍樹脂體積的5%HCl再生液動態(tài)逆流再生(與交換柱運行水流方向相反),再生流速控制3m/h~5m/h,保證再生液與樹脂接觸時間不小于30min;
(3)再生液進完后以除鹽水按交換柱運行水流方向大流量沖洗交換柱(沖洗流速10m/h~20m/h),沖洗時間不低于12h;
(4)再生完畢、清洗干凈的氫交換柱可裝入實際系統(tǒng)進行氫電導率的測定。
(5)失效的變色樹脂氫型交換柱可直接進行再生處理,再生步驟同(2)~(4)。
變色樹脂的儲存:需要長期儲存的樹脂,應再生成氫型樹脂后儲存。
電廠在線監(jiān)測變色樹脂的分類與物理結構
離子交換樹脂還可以根據(jù)其基體的種類分為苯乙烯系樹脂和丙烯酸系樹脂。樹脂中化學活性基團的種類決定了樹脂的主要性質和類別。首先區(qū)分為陽離子樹脂和陰離子樹脂兩大類,它們可分別與溶液中的陽離子和陰離子進行離子交換。陽離子樹脂又分為強酸性和弱酸性兩類,陰離子樹脂又分為強堿性和弱堿性兩類(或再分出中強酸和中強堿性類)。
離子交換樹脂
物理結構
離子樹脂常分為凝膠型和大孔型兩類。凝膠型樹脂的高分子骨架,在干燥的情況下內部沒有毛細孔。它在吸水時潤脹,在大分子鏈節(jié)間形成很微細的孔隙,通常稱為顯微孔。濕潤樹脂的平均孔徑為2~4nm(2×10-6~4×10-6mm)。
離子交換樹脂
離子交換樹脂這類樹脂較適合用于吸附無機離子,它們的直徑較小,一般為0.3~0.6nm。這類樹脂不能吸附大分子有機物質,因后者的尺寸較大,如蛋白質分子直徑為5~20nm,不能進入這類樹脂的顯微孔隙中。大孔型樹脂是在聚合反應時加入致孔劑,形成多孔海綿狀構造的骨架,內部有大量性的微孔,再導入交換基團制成。它并存有微細孔和大網孔,潤濕樹脂的孔徑達100~500nm,其大小和數(shù)量都可以在制造時控制。孔道的表面積可以增大到超過1000m2/g。
離子交換樹脂
這不僅為離子交換提供了良好的接觸條件,縮短了離子擴散的路程,還增加了許多鏈節(jié)活性中心,通過分子間的范德華引力產生分子吸附作用,能夠象活性炭那樣吸附各種非離子性物質,擴大它的功能。一些不帶交換功能團的大孔型樹脂也能夠吸附、分離多種物質,例如化工廠廢水中的酚類物。大孔樹脂內部的孔隙又多又大,表面積很大,活性中心多,離子擴散速度快,離子交換速度也快很多,約比凝膠型樹脂快約十倍。使用時的作用快、效率高,所需處理時間縮短。樹脂還有多種優(yōu)點:耐溶脹,不易碎裂,耐氧化,耐磨損,耐熱及耐溫度變化,以及對有機大分子物質較易吸附和交換,因而抗污染力強,并較容易再生。