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電廠在線監測變色樹脂的基體組成與結構
瀏覽次數:91發布日期:2022-08-23

電廠在線監測變色樹脂的基體組成與結構

變色數脂可以用來監測陽床或陰床出水,在陽床或陰床臨近失效時及時指示失效點,是在線監測儀表直觀和有效的補充。具有穩定可靠、使用簡便、不污染水質的優點。

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象發生。

   變色陽樹脂與H+電導儀聯合使用,用于監測凝汽器泄漏量是否超標,決定凝結水是否需要處理,監測給水、蒸汽水質品質是否滿足標準要求。是火力發電廠化學監督重要和為倚重的化學表計。

變色樹脂使用范圍:監測和控制給水、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型交換柱完全失效,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,可以及時發現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。 


電廠在線監測變色樹脂的基體組成與結構
                 

  離子交換樹脂的集體組成

  離子交換樹脂的基體,制造原料主要有苯乙烯和丙烯酸(酯)兩大類,它們分別與交聯劑二乙烯苯產生聚合反應,形成具有長分子主鏈及交聯橫鏈的網絡骨架結構的聚合物。苯乙烯系樹脂是先使用的,丙烯酸系樹脂則用得較后。

  這兩類樹脂的吸附性能都很好,但有不同特點。丙烯酸系樹脂能交換吸附大多數離子型色素,脫色容量大,而且吸附物較易洗脫,便于再生,在糖廠中可用作主要的脫色樹脂。苯乙烯系樹脂擅長吸附芳香族物質,善于吸附糖汁中的多酚類色素(包括帶負電的或不帶電的);但在再生時較難洗脫。因此,糖液先用丙烯酸樹脂進行粗脫色,再用苯乙烯樹脂進行精脫色,可充分發揮兩者的長處。

離子交換樹脂

  樹脂的交聯度,即樹脂基體聚合時所用二乙烯苯的百分數,對樹脂的性質有很大影響。通常,交聯度高的樹脂聚合得比較緊密,堅牢而耐用,密度較高,內部空隙較少,對離子的選擇性較強;而交聯度低的樹脂孔隙較大,脫色能力較強,反應速度較快,但在工作時的膨脹性較大,機械強度稍低,比較脆而易碎。工業應用的離子樹脂的交聯度一般不低于4%;用于脫色的樹脂的交聯度一般不高于8%;單純用于吸附無機離子的樹脂,其交聯度可較高

  除上述苯乙烯系和丙烯酸系這兩大系列以外,離子交換樹脂還可由其他有機單體聚合制成。如酚醛系、環氧系、乙烯吡啶系、脲醛系等。

離子交換樹脂

  離子交換樹脂的物理結構

  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)。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。

離子交換樹脂

  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,其大小和數量都可以在制造時控制??椎赖谋砻娣e可以增大到超過1000m2/g。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。

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