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氫型變色樹(shù)脂的綠色再生工藝

變色數(shù)脂可以用來(lái)監(jiān)測(cè)陽(yáng)床或陰床出水，在陽(yáng)床或陰床臨近失效時(shí)及時(shí)指示失效點(diǎn)，是在線監(jiān)測(cè)儀表直觀和有效的補(bǔ)充。具有穩(wěn)定可靠、使用簡(jiǎn)便、不污染水質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。

變色陽(yáng)樹(shù)脂是一種帶有指示劑的陽(yáng)離子交換樹(shù)脂，出廠型為氫型，通過(guò)變色陽(yáng)樹(shù)脂的水如果含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各種陽(yáng)離子時(shí)，即與樹(shù)脂攜帶的H+發(fā)生交換，樹(shù)脂層開(kāi)始失效，失效層顏色明顯改變，指示水中有陽(yáng)離子泄露。H+型時(shí)為墨綠色，Na+型時(shí)為玫瑰紅色，產(chǎn)品色差十分明顯。同時(shí)還具有良好的交換容量和物理穩(wěn)定性。

       變色陽(yáng)樹(shù)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(yáng)離子全部轉(zhuǎn)化為H+離子，避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏進(jìn)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(yáng)樹(shù)脂與H+電導(dǎo)儀聯(lián)合使用，用于監(jiān)測(cè)凝汽器泄漏量是否超標(biāo)，決定凝結(jié)水是否需要處理，監(jiān)測(cè)給水、蒸汽水質(zhì)品質(zhì)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)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(jì)。

變色樹(shù)脂使用范圍：監(jiān)測(cè)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(jī)組啟停等原因，難以判斷H型交換柱何時(shí)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(cè)量值偏低；當(dāng)H型交換柱失效，大量銨離子透過(guò)，氫電導(dǎo)率測(cè)量值又偏高。因此，當(dāng)交換柱失效后引起氫電導(dǎo)率變化時(shí)，難以及時(shí)判斷是水質(zhì)惡化還是交換柱失效。目前國(guó)外采取的解決辦法是采用變色陽(yáng)離子交換樹(shù)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(shí)進(jìn)行再生處理，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)水質(zhì)惡化問(wèn)題并及時(shí)采取解決措施。 

變色樹(shù)脂使用方法： 

新購(gòu)買的變色樹(shù)脂是未處理的Na型樹(shù)脂，必須經(jīng)過(guò)以下方式處理才可以使用： 

（1）將新樹(shù)脂放入容器中，以除鹽水清洗2～3遍，至水清澈；如果樹(shù)脂變干，則清洗前需要加入10NaCl溶液浸泡2小時(shí)，以防止樹(shù)脂因急劇膨脹而破裂。 

（2）將清洗干凈的樹(shù)脂裝入實(shí)際交換柱中，以不少于10倍樹(shù)脂體積的5HCl再生液動(dòng)態(tài)逆流再生（與交換柱運(yùn)行水流方向相反），再生流速控制3m/h～5m/h，保證再生液與樹(shù)脂接觸時(shí)間不小于30min； 

（3）再生液進(jìn)完后以除鹽水按交換柱運(yùn)行水流方向大流量沖洗交換柱（沖洗流速10m/h～20m/h），沖洗時(shí)間不低于12h； 

（4）再生完畢、清洗干凈的氫交換柱可裝入實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行氫電導(dǎo)率的測(cè)定。 

（5）失效的變色樹(shù)脂氫型交換柱可直接進(jìn)行再生處理，再生步驟同(2)~(4)。 

變色樹(shù)脂的儲(chǔ)存:需要長(zhǎng)期儲(chǔ)存的樹(shù)脂，應(yīng)再生成氫型樹(shù)脂后儲(chǔ)存。 

氫型變色樹(shù)脂的綠色再生工藝離子交換水處理技術(shù)經(jīng)歷了百余年的發(fā)展歷程，至今已成為軟化和脫鹽處理中占主導(dǎo)地位的水處理方式。離子交換樹(shù)脂工作失效后能用酸堿鹽化學(xué)藥劑再生后反復(fù)使用，這是這種水處理方式的優(yōu)點(diǎn)，但離子交換樹(shù)脂再生所帶來(lái)的環(huán)境污染又迫切需要解決。

　　在EDI凈水設(shè)備中，在直流電場(chǎng)作用下，水被電離為H+和OH-離子，并被利用來(lái)再生填充在其底層的樹(shù)脂，因此，這部分樹(shù)脂是不斷得到電再生的新鮮樹(shù)脂，從而，保證出水水質(zhì)很好。由此聯(lián)想到，利用EDI凈水設(shè)備中這一電再生過(guò)程來(lái)再生混床中的混合離子交換樹(shù)脂，結(jié)果發(fā)明了離子交換樹(shù)脂電再生方法及裝置，開(kāi)創(chuàng)性地找到了對(duì)環(huán)境無(wú)污染的離子交換樹(shù)脂綠色再生工藝。

離子交換樹(shù)脂

　　一、混床樹(shù)脂電再生

　　為了將EDI凈水設(shè)備中樹(shù)脂可自再生的現(xiàn)象利用來(lái)再生普通混床樹(shù)脂，作者設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)類似于EDI凈水設(shè)備的樹(shù)脂體外電再生器，只要源源不斷將普通混床中的失效樹(shù)脂，從原混床中抽出，再?gòu)捏w外電再生器進(jìn)口送進(jìn)，在直流電場(chǎng)的作用下，就有再生好的樹(shù)脂從其出口連續(xù)流出。在體外再生器內(nèi)，進(jìn)行著樹(shù)脂的電再生過(guò)程。

　　原有混床樹(shù)脂的化學(xué)酸堿再生工藝非常復(fù)雜，常有分離、再生、混合、清洗等再生步驟。然而，在混床采用電再生時(shí)操縱就很簡(jiǎn)單，不必將陰、陽(yáng)樹(shù)脂分離，用水力輸送法直接將原混床中失效樹(shù)脂送進(jìn)體外電再生器，一邊將失效樹(shù)脂送進(jìn)進(jìn)行體外電再生，一邊又將再生好的樹(shù)脂送回原混床或其他儲(chǔ)器，實(shí)現(xiàn)了體外電再生器中樹(shù)脂的流態(tài)化電再生。

離子交換樹(shù)脂

　　二、復(fù)床樹(shù)脂電再生

　　復(fù)床是指陽(yáng)樹(shù)脂和陰樹(shù)脂分置于兩個(gè)設(shè)備中，一為陽(yáng)床，另一為陰床，以區(qū)別于這兩種樹(shù)脂混合同置于一個(gè)設(shè)備中的混床。復(fù)床樹(shù)脂與混床樹(shù)脂相比，其體外電再生裝置的區(qū)別在于：復(fù)床樹(shù)脂電再生裝置膜對(duì)構(gòu)成中增添了雙膜，這相當(dāng)于在混床樹(shù)脂電再生室中間插了雙膜，將其一分為二，一變?yōu)閺?fù)床中陽(yáng)床樹(shù)脂電再生室，另一變?yōu)閺?fù)床中陰床樹(shù)脂電再生室。這時(shí)，在直流電場(chǎng)作用下，水電離所產(chǎn)生的H+和OH-離子，分別進(jìn)進(jìn)各自的陽(yáng)、陰離子再生室，與相應(yīng)的失效樹(shù)脂發(fā)生交換反應(yīng)，使失效樹(shù)脂相應(yīng)轉(zhuǎn)化為H型和OH型，實(shí)現(xiàn)電再生。同時(shí)，又避免發(fā)生對(duì)樹(shù)脂電再生過(guò)程有危害的副反應(yīng)，由于復(fù)床位于脫鹽系統(tǒng)的前端，失效陽(yáng)床樹(shù)脂除了吸著了水中所含的大部分Na離子外，還吸著了水中所含的全部Ca2和Mg2離子，假如將這種樹(shù)脂送進(jìn)原來(lái)的混床電再生室中，那么電再生時(shí)水電離所天生的H+離子，可與樹(shù)脂上所含Ca2、Mg2和Na離子交換，交換下來(lái)的Ca2和Mg2離子就可能與水電離所天生的OH-離子發(fā)生反應(yīng)，天生Ca(OH)2或Mg(OH)2沉淀，覆蓋在樹(shù)脂或膜的表面，堵塞孔道，影響后續(xù)的離子遷移、擴(kuò)散和交換過(guò)程，終使樹(shù)脂電再生難以持續(xù)下往。

離子交換樹(shù)脂

　　所謂雙膜是由陰離子交換樹(shù)脂層、陽(yáng)離子交換樹(shù)脂層和中間界面親水層所組成，在直流電場(chǎng)的作用下，它能將水直接電離為H+和OH-離子，并形成H+和OH-離子彼此反向的離子流。因此，將一張雙膜插在原一個(gè)混床樹(shù)脂再生室中間，就可將其分成復(fù)床再生用陰、陽(yáng)床樹(shù)脂各自再生的兩個(gè)電再生室。

　　分別進(jìn)行了利用雙膜的離子交換樹(shù)脂電再生試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，可分別將陰、陽(yáng)失效樹(shù)脂電再生至接近化學(xué)再生的程度。