指(zhi)示(shi)劑變(bian)色樹(shu)脂(zhi)的詳細說明(ming)與公(gong)式原(yuan)理

指(zhi)示劑(ji)變(bian)色樹(shu)脂(zhi)的詳細說明(ming)與公(gong)式原(yuan)理

變(bian)色數(shu)脂(zhi)可(ke)以(yi)用(yong)來監測(ce)陽(yang)床(chuang)或(huo)陰床(chuang)出(chu)水(shui)，在陽(yang)床(chuang)或(huo)陰床(chuang)臨(lin)近失效時及時指(zhi)示(shi)失效點，是(shi)在線監測(ce)儀(yi)表直觀和有效的補充。具(ju)有穩(wen)定可靠(kao)、使(shi)用(yong)簡便、不(bu)汙染(ran)水(shui)質(zhi)的優(you)點。

變(bian)色陽(yang)樹(shu)脂(zhi)是(shi)壹種(zhong)帶(dai)有指示(shi)劑的陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)，出(chu)廠(chang)型(xing)為氫(qing)型(xing)，通(tong)過(guo)變(bian)色陽(yang)樹(shu)脂(zhi)的水(shui)如(ru)果(guo)含有Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+等各(ge)種陽(yang)離子(zi)時，即(ji)與樹(shu)脂(zhi)攜(xie)帶(dai)的H+發(fa)生交(jiao)換(huan)，樹(shu)脂(zhi)層開始失(shi)效，失效層顏色(se)明(ming)顯改(gai)變(bian)，指示(shi)水(shui)中(zhong)有陽(yang)離子(zi)泄(xie)露。H+型(xing)時為墨(mo)綠(lv)色(se)，Na+型(xing)時為玫(mei)瑰(gui)紅(hong)色(se)，產(chan)品(pin)色(se)差(cha)十(shi)分(fen)明(ming)顯。同(tong)時還具(ju)有良好的交(jiao)換(huan)容量和(he)物(wu)理穩(wen)定性。

       變(bian)色陽(yang)樹(shu)脂(zhi)壹般用(yong)在火電(dian)廠(chang)凝(ning)結(jie)水(shui)、除氧器(qi)、省煤(mei)器(qi)、主(zhu)蒸(zheng)汽等H+電(dian)導儀(yi)前，將水(shui)中帶(dai)入(ru)的遊(you)離氨(an)除去(qu)，並(bing)將所有的陽(yang)離子(zi)全(quan)部轉化為H+離子(zi)，避(bi)免(mian)了(le)Ca2+、Mg2+、Na+泄(xie)漏(lou)進(jin)入(ru)凝結(jie)水而電(dian)導儀(yi)顯示(shi)值反(fan)倒降低的現(xian)象發生。

   變(bian)色陽(yang)樹(shu)脂(zhi)與(yu)H+電(dian)導儀(yi)聯合(he)使用(yong)，用(yong)於(yu)監測(ce)凝(ning)汽器(qi)泄漏(lou)量是(shi)否(fou)超標(biao)，決(jue)定凝結(jie)水是(shi)否(fou)需要(yao)處(chu)理(li)，監測(ce)給(gei)水、蒸(zheng)汽水質品(pin)質(zhi)是(shi)否(fou)滿足(zu)標準要求(qiu)。是火力發電(dian)廠(chang)化(hua)學(xue)監督(du)重(zhong)要和(he)為倚(yi)重(zhong)的化(hua)學表計。

變(bian)色樹(shu)脂(zhi)使(shi)用(yong)範圍：監測(ce)和(he)控制(zhi)給水(shui)、凝結水和蒸(zheng)汽的氫(qing)電(dian)導率(lv)，是(shi)保(bao)證水汽質量，控制(zhi)火電(dian)廠(chang)水(shui)汽系(xi)統腐(fu)蝕(shi)結垢的重(zhong)要手(shou)段。 

由於(yu)水汽中氨(an)的濃度、取(qu)樣流(liu)速經常變(bian)化，加(jia)上機組(zu)啟停等原(yuan)因，難(nan)以(yi)判(pan)斷(duan)H型(xing)交(jiao)換(huan)柱何(he)時失(shi)效。H型(xing)交(jiao)換(huan)柱失效初期(qi)，由(you)於(yu)少量銨(an)離子(zi)穿(chuan)透(tou)，使(shi)氫(qing)電(dian)導率(lv)測(ce)量值(zhi)偏低；當H型(xing)交(jiao)換(huan)柱*失效，大量銨(an)離子(zi)透(tou)過(guo)，氫(qing)電(dian)導率(lv)測(ce)量值(zhi)又(you)偏高。因(yin)此，當(dang)交(jiao)換(huan)柱失效後(hou)引(yin)起(qi)氫(qing)電(dian)導率(lv)變(bian)化時，難(nan)以(yi)及時判(pan)斷(duan)是水質(zhi)惡化(hua)還是(shi)交(jiao)換(huan)柱失效。目前(qian)國(guo)外(wai)采取(qu)的解(jie)決(jue)辦法是(shi)采用(yong)變(bian)色陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)，失(shi)效層與未(wei)失(shi)效層顏色(se)不(bu)同(tong)，可以(yi)在H型(xing)交(jiao)換(huan)柱失效前及時進(jin)行再生處理(li)，可以及時發(fa)現(xian)水質惡化(hua)問(wen)題(ti)並及時采取(qu)解(jie)決(jue)措(cuo)施。 

變(bian)色樹(shu)脂(zhi)使(shi)用(yong)方(fang)法： 

購買(mai)的變(bian)色樹(shu)脂(zhi)是(shi)未(wei)處(chu)理的Na型(xing)樹(shu)脂(zhi)，必(bi)須經過(guo)以(yi)下方(fang)式處(chu)理才(cai)可(ke)以(yi)使用(yong)： 

（1）將樹(shu)脂(zhi)放(fang)入(ru)容器(qi)中，以除(chu)鹽(yan)水清(qing)洗(xi)2～3遍，至水清(qing)澈(che)；如(ru)果(guo)樹(shu)脂(zhi)變(bian)幹，則(ze)清(qing)洗(xi)前需要(yao)加(jia)入(ru)10%NaCl溶(rong)液浸(jin)泡2小時，以(yi)防(fang)止(zhi)樹(shu)脂(zhi)因(yin)急劇膨脹(zhang)而破(po)裂(lie)。 

（2）將清(qing)洗(xi)幹凈的樹(shu)脂(zhi)裝入(ru)實際(ji)交(jiao)換(huan)柱中，以不(bu)少(shao)於(yu)10倍樹(shu)脂(zhi)體(ti)積(ji)的5%HCl再(zai)生液動(dong)態(tai)逆流(liu)再生（與交(jiao)換(huan)柱運行水流(liu)方(fang)向(xiang)相反(fan)），再(zai)生流(liu)速控制(zhi)3m/h～5m/h，保證再生液與樹(shu)脂(zhi)接(jie)觸時間(jian)不(bu)小於(yu)30min； 

（3）再生液進完後(hou)以(yi)除鹽(yan)水按交(jiao)換(huan)柱運行水流(liu)方(fang)向(xiang)大(da)流(liu)量沖(chong)洗(xi)交(jiao)換(huan)柱（沖洗(xi)流(liu)速10m/h～20m/h），沖洗(xi)時間(jian)不(bu)低於(yu)12h； 

（4）再生完畢、清(qing)洗(xi)幹凈的氫(qing)交(jiao)換(huan)柱可裝入(ru)實際(ji)系(xi)統進(jin)行氫(qing)電(dian)導率(lv)的測(ce)定。 

（5）失效的變(bian)色樹(shu)脂(zhi)氫(qing)型(xing)交(jiao)換(huan)柱可直接(jie)進行再生處理(li)，再生步驟同(tong)(2)~(4)。 

變(bian)色樹(shu)脂(zhi)的儲(chu)存:需要長(chang)期(qi)儲(chu)存的樹(shu)脂(zhi)，應(ying)再(zai)生成氫(qing)型(xing)樹(shu)脂(zhi)後(hou)儲(chu)存。 

指示劑變(bian)色樹(shu)脂(zhi)的詳細說明(ming)與公(gong)式原(yuan)理
                 

　　離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)是(shi)壹種(zhong)合(he)成的有機高(gao)分子(zi)聚(ju)合(he)物(wu)，是壹種(zhong)疏松的具(ju)有多孔(kong)網(wang)狀結構(gou)的惰性固(gu)體，不(bu)溶(rong)於(yu)水，也(ye)不(bu)溶(rong)於(yu)電(dian)解(jie)質(zhi)溶(rong)液。這(zhe)種高(gao)聚物(wu)的主(zhu)要(yao)特(te)征(zheng)是(shi)它(ta)帶(dai)有許(xu)多可以在溶(rong)液中電(dian)離的離子(zi)基團-官能團(tuan)(例如(ru)磺酸(suan)基-SO3-H+，羧基-COO-H+，胺基R4N+X-等)，所以(yi)我們(men)可以(yi)把離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)看(kan)成(cheng)壹種(zhong)高分(fen)子(zi)電(dian)解(jie)質(zhi)。

離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)

　　國(guo)產732強(qiang)酸(suan)性陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)是(shi)常見的苯(ben)乙(yi)烯苯(ben)磺酸(suan)樹(shu)脂(zhi)，它(ta)是(shi)先(xian)由(you)含有壹個(ge)乙烯(xi)基的單體-苯(ben)乙(yi)烯和含有兩(liang)個(ge)乙(yi)烯(xi)基的單體-二(er)乙(yi)烯(xi)苯(ben)通(tong)過(guo)加(jia)成聚合(he)反(fan)應(ying)形(xing)成共(gong)聚體(ti)，然(ran)後(hou)由(you)硫(liu)酸(suan)磺化(hua)，即(ji)在聚合(he)體內(nei)引(yin)進(jin)磺酸(suan)基-SO3H，反(fan)應(ying)如(ru)下：這(zhe)種離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)，具(ju)有三維(wei)空間(jian)的網(wang)狀結構(gou)，在網(wang)狀的骨(gu)架之間(jian)具有壹定大小的空(kong)隙(xi)(“網(wang)眼")，可以允許(xu)遊(you)離的離子(zi)自(zi)由(you)運動(dong)，樹(shu)脂(zhi)的可(ke)電(dian)離的離子(zi)基團均(jun)勻地(di)分(fen)布在這(zhe)個網(wang)狀的空(kong)間(jian)內。

　　如(ru)果(guo)將樹(shu)脂(zhi)浸(jin)泡在水溶(rong)液中，這(zhe)些(xie)官能團(tuan)即(ji)開始電(dian)離，產生遊(you)離的離子(zi)在樹(shu)脂(zhi)相內形(xing)成壹種(zhong)類(lei)似(si)高(gao)分子(zi)電(dian)解(jie)質(zhi)的“溶(rong)液"。此時，如(ru)果(guo)外(wai)來離子(zi)擴(kuo)散(san)進(jin)入(ru)樹(shu)脂(zhi)相，置換(huan)了官能團(tuan)中離解(jie)的離子(zi)，離子(zi)交(jiao)換(huan)反(fan)應(ying)就(jiu)發(fa)生了。例(li)如(ru)帶(dai)有磺酸(suan)基官能團(tuan)的陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)中(zhong)陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)反(fan)應(ying)可(ke)以(yi)表示如(ru)下：

離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)

　　R-SO3-H+M+R-SO3M+H+式(shi)中(zhong)，M+代表介質(zhi)溶(rong)液中的壹價(jia)陽(yang)離子(zi)；R代(dai)表惰性有機網(wang)狀骨架(jia)。外(wai)來離子(zi)M+自(zi)溶(rong)液中擴散進(jin)入(ru)樹(shu)脂(zhi)相與樹(shu)脂(zhi)中(zhong)的官能團(tuan)(-SO3H)上的H+進(jin)行交(jiao)換(huan)，於(yu)是M+吸(xi)附在樹(shu)脂(zhi)上(shang)而H+就(jiu)離開樹(shu)脂(zhi)相進入(ru)溶(rong)液中，這(zhe)就是(shi)所謂(wei)發生了離子(zi)交(jiao)換(huan)，所以(yi)離子(zi)交(jiao)換(huan)過(guo)程(cheng)也可(ke)以看(kan)成是壹個(ge)在樹(shu)脂(zhi)上(shang)進(jin)行的吸(xi)附和解(jie)吸(xi)過(guo)程(cheng)。

　　目前(qian)有機離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)已(yi)發(fa)展到數(shu)百(bai)種，壹般說來，制(zhi)備的比(bi)較(jiao)好的樹(shu)脂(zhi)應(ying)基本是(shi)球(qiu)形(xing)。用(yong)顯微鏡(jing)觀察可見到各種樹(shu)脂(zhi)都有部分顆粒出(chu)現(xian)裂(lie)隙(xi)，但(dan)程(cheng)度不(bu)同(tong)，有單個裂(lie)縫(feng)的球(qiu)形(xing)顆粒不(bu)應(ying)超(chao)過(guo)30%。盡管(guan)用(yong)於(yu)各種(zhong)用(yong)途的有機離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)種(zhong)類(lei)繁多，但可以(yi)用(yong)不(bu)同(tong)的分(fen)類(lei)方(fang)法將其(qi)分類(lei)：根據(ju)樹(shu)脂(zhi)所帶(dai)官能團(tuan)的性質不(bu)同(tong)，可以(yi)分為陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)和(he)陰離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)兩(liang)大(da)類(lei)。陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)所帶(dai)的活(huo)性基團都是壹些(xie)酸(suan)性基團， 例(li)如(ru)：磺酸(suan)基(-SO3-H+)，羧基(-COO-H+)和酚(fen)基(-O-H+)等，他們(men)在水溶(rong)液中可以不(bu)同(tong)程(cheng)度地(di)解(jie)離出(chu)H+。

離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)

　　這(zhe)類(lei)樹(shu)脂(zhi)又(you)可(ke)按官能團(tuan)解(jie)離出(chu)H+能(neng)力的強(qiang)弱(ruo)分(fen)為強(qiang)酸(suan)性陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)(如(ru)-SO3H型(xing))和弱(ruo)酸(suan)性陽(yang)離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)(如(ru)-COOH，-OH型(xing))。陰離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)所帶(dai)的官能團(tuan)都是壹些(xie)堿性基團，它(ta)們(men)在水溶(rong)液中可以不(bu)同(tong)程(cheng)度地(di)解(jie)離出(chu)可(ke)以被交(jiao)換(huan)的陰離子(zi)。例(li)如(ru)季胺R4NOH，叔(shu)胺R3NHOH等(deng)，這(zhe)些(xie)基團在水溶(rong)液中可以和(he)溶(rong)液中的陰離子(zi)發(fa)生離子(zi)交(jiao)換(huan)反(fan)應(ying)：R4NOH+X-R4NX+OH-式(shi)中(zhong)，X-代(dai)表外(wai)來的壹價(jia)無機陰離子(zi)。根(gen)據(ju)樹(shu)臘(la)中(zhong)官能團(tuan)的堿性強(qiang)弱(ruo)不(bu)同(tong)，又(you)可(ke)分為強(qiang)堿性陰離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)(如(ru)含季胺基R4N+Cl-官能團(tuan))和弱(ruo)堿性陰離子(zi)交(jiao)換(huan)樹(shu)脂(zhi)(如(ru)含叔胺及仲(zhong)胺官能團(tuan))。