012 离子交换树脂使用寿命诊断-王广珠

4 3 2
(相关系数r＝0.9839) (4-1) 式中 Δ qx——工作交换容量下降率；
x——含水率(取值0.465-0.70)。
含水率 X
图4-1 工作交换容量下降率与含水率之间的关系
根据相关系数检验理论(4)可知，7个试验点的回归数学方程的相关系数只要 r ＞0.874（α＝0.01）就是显著的。因此上述回归方程是合理的。
从表3.5可看出，Ι 型强碱阴树脂使用一年后，全交换容量 下降了约22%，其中强碱基团下降了66%，并有47%转化为弱 碱基团容量。 由于交换基团的降解而引起含水量降低的情况见表3.6 表3.6 使用中因树脂含水量降低情况（氢氧型Ⅰ型强碱树脂）
样品来源 A厂 B厂 C厂 新树脂含水量（%） 49.21 49.21 51.64 旧树脂含水量（%） 34.31 40.46 33.95
二、 离子交换树脂的分类及命名
2、国产例子交换树脂的命名及型号
2.2 型号
二、 离子交换树脂的分类及命名
2、国产例子交换树脂的命名及型号
2.2 型号
对于专用树脂，可在树脂型号后加设备要求的符号，在水处理中浮床、 层床、混床等专用树脂在其型号后分别加有FC、SC、MB符号，见表1.3。
表1.3 树脂专用符号
五、树脂理化性能与工艺性能的关系
1、001×7理化性能劣化与工作交换容量的关系
1.1、含水率和工作交换容量下降率的关系
对于001×7强酸性阳离子交换树脂，随着其含水率逐渐增大，工作交 换容量下降值也逐渐增大，当含水率下降到0.7之后，树脂实际上己经软化， 无法测定工作交换容量。 对方程 (4-1) 进行求导，令 d”(ΔqW)/Dx=0 ，求得 x=0.6283。即当含水率 达到0.6283时，工作交换容量下降率随含水率的变化达到最大值，工作交换
1.2、体积交换容量下降率和工作交换容量下降率的关系
工作交换容量下降率
凝胶型强酸性阳离子交换树脂在使用 中如果发生污染、氧化，都会引起体积交 换容量下降，从而使工作交换容量下降。 工作交换容量下降率和体积交换容量 下降率关系：
e. 乙烯吡啶系：此系是以乙烯吡啶作为主要原料的各种树脂。
二、 离子交换树脂的分类及命名
1、国产例子交换树脂的分类
1.4 按用途分
a.工业级 指供一般工业用的树脂； b.食品级 指供食品工业用的树脂，这种树脂要经过特殊处理以防止污染 食品； c.分析级 指供化学分析用的树脂，这种树脂要经过某种处理，使杂质含 量符合分析要求； d.核等级 指供核工业用的树脂，这种树脂要经过某种处理，以提高树脂 耐辐射性并降所不应有的杂质； e.层床专用 指用于双层床、三层床、混床、浮床的树脂，其密度和粒度 均有特殊要求。
1、001×7理化性能劣化与工作交换容量的关系
1.1、含水率和工作交换容量下降率的关系
工作交换容量下降率和含水率关系
工作交换容量下降率
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 45 50 55 60 65 70
q x 343.437x 745.877x 592.453x 205.732x 26.505
2、除盐设备出力降低故障的判断
三、
离子交换设备运行中的问题及判断法 3、运行经济指标降低
运行经济指标的降低主要是再生剂的比耗明显超过正常再生比耗。 造成离子交换器再生剂比耗高的主要原因有： a. 树脂性能劣化； b. 再生剂质量差；
c. 树脂流失；
d. 交换器内再生液分配装置损坏； e. 再生操作不当； f. 原水水质明显变化。
造成水处理工作交换容量下降，运行出水流量低，出力达 不到设计要求，运行费用上升等，最终导致不能正常使用 而报废或更换。至于在用离子交换树脂什么样情况下应该 报废或更换，几十年来没有一个统一的技术依据，往往出 现提前报废导致成本增加或推迟报废引起运行困难的情况。 为此制订了一个火电厂水处理用离子交换树脂报废标准， 提出了离子交换树脂的安全运行经济运行等指标，以衡量 是否报废的条件。
二、 离子交换树脂的分类及命名
1、国产例子交换树脂的分类
分类依据：
A、按功能基分类分； B、按结构类型分；
C、按聚合物单体分；
D、按用途分。
二、 离子交换树脂的分类及命名
1、国产例子交换树脂的分类
1.1 按功能基分类分
a. 强酸性阳离子交换树脂，其功能基为：磺酸基R-SO3H b. 弱酸性阳离子交换树脂 ， 其功能基为：羧酸基 R-COOH ，磷酸基 RCHPO(OH)2 c. 强碱性阴离子交换树脂，有两种功能基： Ⅰ型强碱基团 R-CH2(CH3)3OH (季胺基) Ⅱ型强碱基团 R-CH2N(CH3)2(C2H4OH)OH(季胺基)； d. 弱碱性阴离子交换树脂，其功能基有： 伯胺基 R-CH2NH2 仲胺基 R-CH2NHCH3 叔胺基 R-CH2(CH3)
四、水处理中树脂常见的劣化现象
4、凝胶型强碱阴树脂的有机物污染
强碱阴树脂的有机物污染问题，是化学除盐系统中一个 十分重要的问题。强碱阴树脂有机物污染后的特征如下：
1.强碱阴树脂被有机物污染后树脂颜色变深；
2.树脂交换容量明显降低； 3.阴床出水水质恶化； 4.清洗水来能够增加，清洗时间增长。
五、树脂理化性能与工艺性能的关系
2、 离子交换树脂的污染
一般的说，造成树脂微孔堵塞的物质有：原水中的悬 浮物和微生物。这类污物主要附着在树脂表面，可采用延 长反洗时间或利用空气进行辅助清洗的方法除去。造成树 脂微孔堵塞的另一类物质为与再生剂形成细的物质。对于 阳树脂，当用盐酸再生时，银、铅等化合物会积聚于树脂 颗粒内部；再用硫酸再生时，钙、镁等化合物会积聚于树 脂颗粒内部，造成树脂微孔的堵塞，引起交换容量的降低
四、水处理中树脂常见的劣化现象
2、 离子交换树脂的污染
2.1 铁污染
从表3.2可看出，阴树脂吸着的铁比阳树脂大许多倍，这是因为阳树脂在每 次用酸再生后，能除去一部分铁的缘故。 某厂把新旧树脂在800℃下灼烧，将灼烧残渣进行x-射线衍射分析，测得新 树 脂 中 残 渣 的 主 要 成 分 为 Zone （ 来 源 于 树 脂 制 备 时 氯 化 甲 基 化 的 催 化 剂 ZnCl2）。而旧树脂中，除Zone外，大部分是Fe2O3。经定量测定，旧树脂中铁 的含量为0.34%。 某厂被铁污染的树脂，用 15%的盐酸浸泡 24小时后，树脂的交换容量基本 上恢复到原来的水平。处理效果下表。
交换容量 毫克当量/克（干） 新树脂 001×7阳树脂 201×7阴树脂 4.49 3.38 酸洗前旧树脂 4.10 2.63 酸洗后旧树脂 4.31 3.08
四、水处中树脂常见的劣化现象
2、 离子交换树脂的污染
2.2 硅污染
有的厂发现，在阴树脂污染物中有较多的二氧化硅。
从测定树脂灰化物中的二氧化硅含量，换算为占干树脂 重量1.08%（而新树脂测不出）。
二、 离子交换树脂的分类及命名
2、国产例子交换树脂的命名
2.1 命名原则
GB1631《离子交换树脂分类、命名及型号》命名原则为：

离子交换树脂的全名称由分类、骨架(或基团)名称、基本名称排列组成。 离子交换树脂的型态分凝胶型和大孔型两种。凡具有物理孔结构的称大孔型 树脂，在全名称前加“大孔”两个字。 基本名称：离子交换树脂，分类属酸性的，应在基本名称加“阳”字；分类 属碱性的，应在基本名称加“阴”字； 水处理常用的四种离子交换树脂的全名称为：强酸性苯乙烯系阳离子交换 树脂，弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂，强碱性苯乙烯系阴离子交换树脂， 弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂。
四、水处理中树脂常见的劣化现象
3、树脂的氧化和降解
3.1 强酸阳树脂的氧化：
自来水中的活性氯时造成强酸阳树脂氧化的主要原因。阳 树脂氧化后，外观表面为颜色变淡，透明度增加，树脂体积增 大（为不可逆膨胀）并破碎，造成树脂层阻力增大，体积交换 容量降低（但树脂的质量交换容量不大），出水纯度和pH降低。
开始运行 全交换容 量 强型基团 容量 弱型基团 容量 3.47 运行3个月 3.26 运行6个月 2.89 运行9个月 2.76 运行12个 月 2.68
2.87
0.60
2.32
1.24
1.72
1.35
1.62
1.14
0.95
1.86
四、水处理中树脂常见的劣化现象
3、树脂的氧化和降解
3.2 强碱阴树脂的降解 ：
二、 离子交换树脂的分类及命名
1、国产例子交换树脂的分类
1.2 按结构类型分
a. 凝胶型：包括均孔树脂及多次聚合的树脂；
b. 大孔型
这两种树脂的差别在于前者无物理孔，后者有物理孔。
二、 离子交换树脂的分类及命名
1、国产例子交换树脂的分类
1.3 按聚合物单体分
a. 苯乙稀系：此系是以苯乙稀作为主要原料的各种树脂； b. 丙稀酸系：此系是以丙稀酸衍生物作为主要原料的各种树脂； c. 酚醛系： 此系是以苯酚和醛作为主要原料的各种树脂； d. 环氧系： 此系是以环氧氯丙烷和各种胺为主要原料的各种树脂；
强酸阳树脂因氧化断链而进入水中的物质（可溶性磺酸低聚 物），还可污染其后的强碱阴树脂。
四、水处理中树脂常见的劣化现象
3、树脂的氧化和降解 3.2 强碱阴树脂的降解 ：
运行中，发现Ι 型强碱阴树脂较普遍存在交换基团的降解 问题。某厂测定结果列于表3.5 表3.5 Ι 型强碱阴树脂交换容量降低情况 单位：mmol/g(干)

二、 离子交换树脂的分类及命名
2、国产例子交换树脂的命名及型号
2.2 型号
为了区别同一类离子交换树脂中的不同品种，在全名称前必须有型号。 这种型号主要以三位阿拉伯数字组成，左第一位数字代表产品的分类，第二 位数字代表骨架的差异(代号见表1.1 和表1.2)，第三位数字为顺序号，用以区 别基团、交联剂等的差异。