衡量指示劑變色陽離子交換樹脂的質量指標

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之一。 

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，可以及時發現水質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。 

衡量指示劑變色陽離子交換樹脂的質量指標離子交換樹脂的性能質量對水處理效率、再生周期及再生劑的消耗量有很大影響，一般可依據以下幾項指標，衡量離子交樹脂的性能質量。

　　1、樹脂的選擇性與選擇系數樹脂對不同的離子具有不同的親和能力，對親和能力強的離子優先選擇，和它結合力強使之不易泄。但由于結合牢固，再生時，該離子置換下來就很困難。樹脂對離子親和能力的差異，取決于兩個方面：一是樹脂自身的性能，尤其是自身的交聯度。交聯度越大，對離子的選擇性就越大，其親和能力就越強。反之，就越弱。二是與溶液中離子的性質、組分和濃度有關。在常溫和低濃度溶液中，各種樹脂對不同離子的選擇性大致有如下規律。

離子交換樹脂

　?、購娝彡栯x子交換樹脂這種樹脂對溶液中價數越高的離子，親和能力越強。在同價數離子中，原子序數越大，親和能力就越強，其選擇性順序如下：Fe+>Co+>Al+>Ca+>Mg+>Ag+>K+>Na+>Li+。

　　②弱酸陽離子交換樹脂這種樹脂對氫離子選擇能力特別強，對多價離子的選擇能力也優于低價離子，其選擇性順序如下：H+>Fe+>Al+>Ca2+>Mg2+>K+>Na+>Li+。

　?、蹚妷A陰離子交換樹脂一般而言，強堿陰樹脂的選擇性是隨溶液中陰離子的價數增加而增大，其親和能力規律如下：cr2O->sOi->CrO>NOf>cl->OH->F->HcOf。

　　④弱堿陰離子交換樹脂弱堿陰樹脂對離子的選擇規律，取決于溶液中的離子價態、水合離子半徑和離子結構。但弱堿陰樹脂對OH一具有更強的選擇性。弱堿陰樹脂對離子的選擇順序如下：OH->cr2O；->soi->NOf>cl->tC。離子的選擇性除與其本身及樹脂有關外，還與溫度、濃度及pH值等因素有關。上述樹脂的選擇規律，只適于低濃度的水溶液中。在高濃度水溶液中(一般離子濃度在3mol/L以上)，情況就比較復雜，甚至會出現相反的選擇順序。樹脂的再生就是利用高濃度的酸、堿、鹽來實現的。

離子交換樹脂

　　2、含水率。由于離子交換樹脂的親水性，因此它總含有一定數量的水化水(或稱化合水分)，稱為含水率。含水率通常以克濕樹脂(去除表面水分后)所含水分百分數來表示(一般在5左右)，也可折算成相當于?克干樹脂的百分數表示。

　　3、密度。樹脂密度是設計交換柱、確定反沖洗強度的重要指標，也是影響樹脂分層的主要因素。樹脂密度分為干密度和濕密度。干密度是在溫度105℃真空干燥后的密度。濕密度又分為濕真密度和濕視密度。

　?、贊裾婷芏?。指樹脂在水中充分膨脹后的質量與真體積(不包括顆?？紫扼w積)之比(g/mL)，一般為1.04～1.30g/mL。不同類型樹脂，濕真密度不同。即使同一類型的陽樹脂或陰樹脂，由于所含交換離子種類不同，濕真密度大小也不相同。其大小順序

　　如下：陽樹脂R—H<r—nh4<r—ca<r—na< p="">與陰樹脂R—OH<r—cl<r—c03<r—s04< p="">。

　?、跐褚暶芏葷褚暶芏扔址Q堆積密度，是指樹脂在水中充分溶脹后，單λ體積樹脂所具有的質量，該值一般為0.60～0.85g/mI，。濕視密度可用來計算離子交換柱內填充樹脂的所需量。

離子交換樹脂

　　4、離子交換容量 離子交換容量是定量表示樹脂交換能力的指標，可用質量法和容量法表示。質量法是指單λ質量的干樹脂中離子交換基團數量，用mmol/g干樹脂或mol/g干樹脂來表示;容積法是指單λ體積的濕樹脂中離子交換基團的數量，用mol/L濕樹脂或mol/m3濕樹脂表示。由于樹脂一般在濕態下使用，因此常用的是容積法。在樹脂結構中，交換功能基越多，可交換的離子就越多，交換容量就越大。交換容量在不同條件下具有不同的表達形式，其數值也不相同。全交換容量，是指?單λ量的樹脂(g或L，在105℃干燥至質量恒定)能夠交換的離子總量。工作交換容量，是指在某一的工作條件下，樹脂實際上所能表現出來的離子交換的總量，工作交換容量一般小于全交換容量。由于運行條件不同，測得的工作交換容量也就不同。影響工作交換容量的因素很多，例如水的離子濃度、交換終點的控制指標、樹脂層高度、交換速度、樹脂粒度及交換基團形式等。穿透交換容量，是指在使用中的離子交換柱出流液中，一出現要除去的某種離子時，樹脂所交換的離子數量。在純水的制備和廢水處理過程中，這是一項控制指標。