电厂在线监测变色树脂的膨胀率与溶解性

变色数脂可以用来监测阳床或阴床出水，在阳床或阴床临近失效时及时指示失效点，是在线监测仪表直观和有效的补充。具有稳定可靠、使用简便、不污染水质的优点。

变色阳树脂是一种带有指示剂的阳离子交换树脂，出厂型为氢型，通过变色阳树脂的水如果含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各种阳离子时，即与树脂携带的H+发生交换，树脂层开始失效，失效层颜色明显改变，指示水中有阳离子泄露。H+型时为墨绿色，Na+型时为玫瑰红色，产品色差十分明显。同时还具有良好的交换容量和物理稳定性。

       变色阳树脂一般用在火电厂凝结水、除氧器、省煤器、主蒸汽等H+电导仪前，将水中带入的游离氨除去，并将所有的阳离子全部转化为H+离子，避免了Ca2+、Mg2+、Na+泄漏进入凝结水而电导仪显示值反倒降低的现象发生。

   变色阳树脂与H+电导仪联合使用，用于监测凝汽器泄漏量是否超标，决定凝结水是否需要处理，监测给水、蒸汽水质品质是否满足标准要求。是火力发电厂化学监督重要和为倚重的化学表计。

变色树脂使用范围：监测和控制给水、凝结水和蒸汽的氢电导率，是保证水汽质量，控制火电厂水汽系统腐蚀结垢的重要手段之一。 

由于水汽中氨的浓度、取样流速经常变化，加上机组启停等原因，难以判断H型交换柱何时失效。H型交换柱失效初期，由于少量铵离子穿透，使氢电导率测量值偏低；当H型交换柱失效，大量铵离子透过，氢电导率测量值又偏高。因此，当交换柱失效后引起氢电导率变化时，难以及时判断是水质恶化还是交换柱失效。目前国外采取的解决办法是采用变色阳离子交换树脂，失效层与未失效层颜色不同，可以在H型交换柱失效前及时进行再生处理，可以及时发现水质恶化问题并及时采取解决措施。 

变色树脂使用方法： 

新购买的变色树脂是未处理的Na型树脂，必须经过以下方式处理才可以使用： 

（1）将新树脂放入容器中，以除盐水清洗2～3遍，至水清澈；如果树脂变干，则清洗前需要加入10NaCl溶液浸泡2小时，以防止树脂因急剧膨胀而破裂。 

（2）将清洗干净的树脂装入实际交换柱中，以不少于10倍树脂体积的5HCl再生液动态逆流再生（与交换柱运行水流方向相反），再生流速控制3m/h～5m/h，保证再生液与树脂接触时间不小于30min； 

（3）再生液进完后以除盐水按交换柱运行水流方向大流量冲洗交换柱（冲洗流速10m/h～20m/h），冲洗时间不低于12h； 

（4）再生完毕、清洗干净的氢交换柱可装入实际系统进行氢电导率的测定。 

（5）失效的变色树脂氢型交换柱可直接进行再生处理，再生步骤同(2)~(4)。 

变色树脂的储存:需要长期储存的树脂，应再生成氢型树脂后储存。 

电厂在线监测变色树脂的膨胀率与溶解性

　　树脂的反洗树脂膨胀率

　　顺流再生设备反洗与逆流再生设备反洗(包括小反洗与大反洗)都是从树脂层下部进水，使树脂层松动并冲洗去除截留在树脂层表面的悬浮物和碎树脂，以提高树脂的再生效率。混床树脂通过反洗使阳、阴树脂分层。反洗时，树脂层处于悬浮状u"，增加了树脂层的孔隙度，相应层高要比原来增加，设计设备本体总高度要考虑反洗树脂膨胀高度。不同树脂、不同水温在同样反洗强度下，树脂膨胀率是不同的，目前一般反洗树脂膨胀率都控制在80~100左右。

树脂

　　为了防止反洗流量控制不当，造成树脂流失可采取在反洗排水管上装反先流量控制器的措施。由于离子交换器的反洗流量小于运行进、出水量，因此可在进、出水装置上装设滤网或采用双流量水帽，这种水帽内装有一个小球，反洗时小球上浮改变出水面积，控制反洗流量。反洗结束后，树脂还处于悬浮状态，需要重力沉降后进行再生。对阳树脂约需5min，阴树脂约需10min。一般为避免稀释再生剂采用放水沉降。钠离子交换器采用盐溶解器再生时，不采用放水沉降，因盐溶解器匆期盐液体浓度很高。

树脂

　　树脂的溶解性

　　离子交换树脂应为不溶性物质，但树脂在合成过程中夹杂的聚合度较低的物质及树脂使用过程中受高温影响或被氧化会化学降解而生成的物质，会在运行时溶解出来，称为胶溶。交联度较低和含活性基团多的树脂，溶解倾向较大。离子交换器刚投入运行时发生出水带色现象就是树脂胶溶现象。

树脂

　　树脂的膨胀度

　　离子交换树脂含有大量亲水基团，与水接触即吸水膨胀。溶液中电解质浓度越大，树脂内外溶液的渗透压差反而减小，树脂的溶胀就小，所以对于“失水"的树脂，应将其先浸泡在饱和食盐水中，使树脂缓慢膨胀，不致破碎。当树脂中的离子变换时，如阳离子树脂由H+转为Na+，阴树脂由C1-OH-转为OH-，都因离子直径增大而发生膨胀，增大树脂的体积。通常，交联度低的树脂的膨胀度较大。在设计离子交换器本体高度与再生装置及配水装置时，必须考虑树脂的转型膨胀率体积改变率，以适应生产运行时树脂层中的离子转型发生的树脂体积变化。树脂转型体积改变率越小越好，在浮动床中这样容易控制树脂层装填高树脂层度及填床率，使落床、成床时树脂层基本不乱。此外，对固定床的中排再生装置设计有利。