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變色離子交換樹脂吸附劑的應(yīng)用及水解反應(yīng)

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(zhì)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(chǎn)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(jié)水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+電導(dǎo)儀前，將水中帶入的游離氨除去，并將所有的陽離子全部轉(zhuǎn)化為H+離子，避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏進入凝結(jié)水而電導(dǎo)儀顯示值反倒降低的現(xiàn)象發(fā)生。

   變色陽樹脂與H+電導(dǎo)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(jié)水是否需要處理，監(jiān)測給水、蒸汽水質(zhì)品質(zhì)是否滿足標準要求。是火力發(fā)電廠化學(xué)監(jiān)督重要和為倚重的化學(xué)表計。

變色樹脂使用范圍：監(jiān)測和控制給水、凝結(jié)水和蒸汽的氫電導(dǎo)率，是保證水汽質(zhì)量，控制火電廠水汽系統(tǒng)腐蝕結(jié)垢的重要手段之一。 

由于水汽中氨的濃度、取樣流速經(jīng)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(dǎo)率測量值偏低；當H型交換柱失效，大量銨離子透過，氫電導(dǎo)率測量值又偏高。因此，當交換柱失效后引起氫電導(dǎo)率變化時，難以及時判斷是水質(zhì)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(zhì)惡化問題并及時采取解決措施。 

變色樹脂使用方法： 

新購買的變色樹脂是未處理的Na型樹脂，必須經(jīng)過以下方式處理才可以使用： 

（1）將新樹脂放入容器中，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10NaCl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5HCl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(dǎo)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(yīng)再生成氫型樹脂后儲存。 

變色離子交換樹脂吸附劑的應(yīng)用及水解反應(yīng)這里主要對離子交換劑的質(zhì)量方法、離子交換劑的溶脹度，還有離子交換樹脂的強酸樹脂催化酯水解反應(yīng)及水解反應(yīng)做了詳細介紹。

　　DOWEX軟化樹脂離子交換劑的質(zhì)量方法

　　離子交換劑的質(zhì)量可以采用對離子交換劑吸附性質(zhì)(吸附劑的全交換容量、吸附劑在各種不同介質(zhì)的PH值下的容量、建立吸附平衡的速度、所需解吸溶液的體積和解吸的程度)和在給定條件下離子交換劑的物理性質(zhì)(顆粒的溶脹度和強度、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性)來評定;也可以采用綜合對欲過濾介質(zhì)和對空氣中氧化作用的相對穩(wěn)定性來評定;后，還可以采用描述吸附劑外觀和顏色的方法表示。

　　離子交換吸附劑的溶脹度應(yīng)用

　　離子交換器隨著溶脹度的增大，使離子化基團的易近性增大，也使吸附劑容量和建立吸附平衡的速度增大。離子交換吸附劑的溶脹度是由介質(zhì)的PH值、欲吸附離子的類型和溫度決定的。例如磺基陽離子交換劑在水或低濃度鹽溶液中的溶脹度通常比它在再生時用的酸溶液中要高。因此，以氫離子取代陽離子與以陽離子取代離子交換劑中氫離子相比，一般都在離子交換劑滲透性較小的條件下進行。

　　DOWEX陽樹脂的強酸樹脂催化酯水解反應(yīng)

　　強酸樹脂催化酯水解反應(yīng)已在工業(yè)上得到了應(yīng)用。利用樹脂催化乙酸甲酯水解制備純的乙酸和甲醇，從甲酸甲酯水解制備甲酸。在維尼綸纖維工業(yè)中生產(chǎn)原料聚乙烯醇時，會產(chǎn)生大量的乙酸甲酯副產(chǎn)物。乙酸甲酯經(jīng)強酸樹脂催化水解為乙酸和甲酯，再返回聚乙烯醇生產(chǎn)中去循環(huán)使用，催化劑選用大孔磺酸陽離子交換樹脂。

　　離子交換樹脂的水解反應(yīng)

　　強酸離子交換樹脂催化酯水解是早研究的反應(yīng)。Thomas等首先使用磺酸型的酚醛樹脂催化劑乙酸酯水解反應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這種樹脂的催化活性比鹽酸高，而且催化活性按以下底物的次序增加：乙酸甲酯<乙酸乙酯<乙酸丁酯。實驗證明，羧酸酯能被水中的樹脂所濃集。在樹脂孔內(nèi)的液體中乙酸乙酯的濃度比本體溶液中的約大三倍。

　　其實，離子交換樹脂本身可作為藥劑內(nèi)服，具有解毒、緩瀉、去酸等功效，可用于治療胃潰瘍、促進食欲、去除腸道放射物質(zhì)的呢過。