氫型變色樹脂的工業應用與影響因素

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。

氫型變色樹脂的工業應用與影響因素

　　離子交換樹脂的工業應用

　　1、用于水處理的量很大，占離子交換樹脂的產量的90以上。

　　離子交換樹脂的工業用水里存在鈣、鎂、兩價和三價的鐵離子，易使管道和鍋爐結垢。除去這些金屬離子的過程，稱為水的軟化。早期水的軟化是使用沸石及磺化煤，現多用聚苯乙烯磺酸型離子交換樹脂。用于原子能、半導體、電子工業、高溫高壓鍋爐的水，要求高質量的無離子水。采用樹脂混合床法可使水去離子化，即將氫型強酸樹脂與羥型強堿樹脂混合均勻后放入一交換柱內，通過交換柱出來的水，僅含0.006ppm的離子性溶質(水的電阻率為1.8×107歐·厘米)，此純度相當于用石英容器重蒸餾28次所獲得的水。

　　2、從貧鈾礦里將鈾分離、濃縮、提純和回收，分離和提純稀土元素和貴金屬，回收電鍍溶液中的鉻及人造絲廢液中的銅等。

　　3、用于醫學和醫藥上的回收、分離和提純，如抗生素、氨基酸及生物堿的分離提純，用量相當大。

　　4、在有機合成中常用酸和堿作催化劑進行酯化、水解、酯交換、醇醛縮合、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、堿、同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。

離子交換樹脂

　　5、用于分析化學，例如水中離子濃度的分析、稀土分析、生化分離，以及月球上痕量物質的分析等。

　　6、用于糖、生物制品、甘油、酒等的脫色。

　　7、去除電鍍廢液里的金屬離子，回收電影制片廢液里的有用物質，如苯酚及其衍生物等。

　　8、用于外消旋物的拆分、固相合成，以及作為化學試劑等。

離子交換樹脂

　　離子交換樹脂影響離子交換反應的因素

　　離子交換反應主要發生在樹脂內部。在離子交換反應前，溶液里的反應物必須能擴散進樹脂內部。擴散速率與樹脂體上毛細孔大小有關，而毛細孔的大小，與合成時加入的交聯劑的量有關。交聯劑用量少的，樹脂的交聯度小,毛細孔孔徑就大，反應物就容易擴散進去；交聯劑用量多的，樹脂的交聯度大，毛細孔孔徑就小，反應物就不容易進去。因此，往往利用交聯度不同的樹脂，將分子量不同的化合物分開。

離子交換樹脂

　　另外，溶液里的離子濃度與樹脂的交換量也是影響反應物擴散進樹脂內部的因素之一。若溶液里的離子濃度比較高，而樹脂的交換量又比較小時，則離子很易擴散進樹脂內部進行交換；反之，若溶液里的離子濃度較小，樹脂的交換量又高，溶液里的離子不易擴散進去，故交換反應不能進行，因而去除溶液里少量離子是困難的。