氢型变色树脂的性质与离子交换因素

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。 

氢型变色树脂的性质与离子交换因素

　　离子交换树脂的性质

　　离子交换树脂商品一般是制成直径为0.4～0.6毫米的球状颗粒；在水中能溶胀，但不溶于任何溶剂，加热不熔。

　　1、强酸性树脂。它的酸性接近硫酸，能与盐发生复分解作用，在任何PH的溶液里都能使用。

　　2、中等酸性树脂。这类树脂的酸性接近磷酸，能与高价金属盐发生不同程度的交换作用。

离子交换树脂

　　3、弱酸性树脂。这类树脂的化学性质与乙酸相似，酸性比较弱，不易与盐类起交换作用；但在碱性溶液里，能与多价金属离子发生复分解作用，对二价金属离子如铜、钴、镍、锌、汞等有较高的结合力。在使用时，要考虑它的盐型能起水解作用。高使用温度在120℃左右，容易为强酸再生。

　　4、强碱性树脂。这类树脂的碱性相当于苛性碱，能除去水溶液里很弱的酸如硼酸、硅酸、碳酸、低分子量的有机酸等。这类树脂的羟基与氮原子结合能力很弱，故易与金属盐起复分解作用，形成碱性很强的溶液。羟型树脂对热不稳定，若为强碱Ⅰ型树脂，使用温度不能超过60℃；若为Ⅱ型树脂(b)，不能超过40℃。因此，这类树脂不使用时，一般以氯型保存，不能以羟型保存。强碱性树脂可以在任何pH溶液里进行交换。

　　5、弱碱性树脂。弱碱性树脂的化学性质与铵相似，呈弱碱性，能吸着水溶液里的酸而形成盐，其盐型在水溶液中发生水解。树脂与强酸和高价酸结合力强，对氧和热的稳定性差。

离子交换树脂

　　影响离子交换反应的因素

　　离子交换反应主要发生在树脂内部。在离子交换反应前，溶液里的反应物必须能扩散进树脂内部。扩散速率与树脂体上毛细孔大小有关，而毛细孔的大小，与合成时加入的交联剂的量有关。交联剂用量少的，树脂的交联度小。毛细孔孔径就大，反应物就容易扩散进去;交联剂用量多的，树脂的交联度大，毛细孔孔径就小，反应物就不容易进去。因此，往往利用交联度不同的树脂，将分子量不同的化合物分开。

离子交换树脂

　　另外，溶液里的离子浓度与树脂的交换量也是影响反应物扩散进树脂内部的因素之一。若溶液里的离子浓度比较高，而树脂的交换量又比较小时，则离子很易扩散进树脂内部进行交换；反之，若溶液里的离子浓度较小，树脂的交换量又高，溶液里的离子不易扩散进去，故交换反应不能进行，因而去除溶液里少量离子是困难的。