锅炉软化水树脂（001X7强酸阳离子交换树脂）-北京精科华美科技发展有限公司手机版

详细介绍

锅外离子交换软化法，就是将水在进入锅炉之前，通过与离子交换树脂进行交换反应，除去水中的离子态杂质。离子交换软化法一般采用强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，型号为001×7，旧型号为732。

球形的离子交换树脂是由苯乙烯和二乙烯苯的共聚体为骨架组成的立体结构，其空间被结合水所充满。这种结构类似排布错乱的蜂巢，在树脂内形成纵横交错的“孔道”，离子交换基团就分布在孔道的骨架上，水中的离子通过孔道到达交换位置进行交换反应，交换下来的离子由孔道扩散到水中，从而完成了离子交换的全部过程。

树脂颗粒的微观结构如右图。离子交换树脂在使用时，如何保持表面的清洁，孔道不被除数堵塞，离子在孔道内移动畅通等，对离子交换反应速度是一个不可忽视的问题。

离子交换树脂的性质

1、形状

离子交换树脂一般均呈球形状。呈球状颗粒的树脂与树脂总量的质量分数称为圆球率。对于软化水处理来说，圆球率越大越好，一般应达90%以上。

2、颜色

离子交换树脂因其组成的成份、基团和结构等不同，而呈现出不同的颜色，苯乙烯树脂大都呈黄色。

树脂的本身颜色一般与其物理性能和化学性能并无大的关系。在使用中，因交换离子的转换，树脂颜色也会发生一些变化，这一般是正常现象。但如果树脂受铁离子或有机物等杂质的污染，颜色明显变深、变暗，就很可能会影响到树脂的性能，尤其是交换容量会大大降低，在这种情况下，应对树脂进行复苏处理。

另外，虽然有时同一型号的树脂，各批生产的颜色会略有不同，但同一批生产的树脂颜色应是均匀一致的。如果树脂中明显混杂有不同颜色的颗粒，则该树脂的质量就很难保证，购买时应注意鉴别。

3、粒度

离子交换树脂的粒度是指树脂以出厂时的活性基团形式，在水中充分膨胀后的颗粒直径。树脂的粒度一般为0.3-1.2mm。

树脂颗粒的大小，对离子交换水处理工艺有较大的影响。颗粒大，离子交换速度慢，树脂交换容量小；颗粒小，水流通过树脂层的压力损失大，当树脂颗粒过小时，还会严重影响交换器的出水，且树脂易跑失；如果颗粒大小相差很大，对交换器的运行和再生也很不利，首先会造成水流分布不匀，阻力增大；其次在反洗时，若流速过大易冲走小颗粒树脂，流速过小则不能松动大颗粒树脂。

4、含水量

由离子交换树脂的结构可知，树脂中孔道内的自由水分和交换基团上的结合水分构成了树脂水分，001×7树脂的含水量占其质量的一半，约为45-55%。

树脂在使用中，如果发生链的断裂、微孔结构的变化，交换容量下降等现象，含水量也随着起变化。因此，树脂含水量的变化也反映出树脂内在的质量变化。

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5、密度

树脂的密度，根据含水情况可分为干密度和湿密度，干密度大，实用意义不大，所以不常用。

湿密度又有湿真密度和湿视密度之分。它的区别是，前者在计算树脂的体积时树脂颗粒之间的空隙不计入，叫真实体积；后者则包括孔隙所占的体积，叫堆积体积。可由湿视密度计算出树脂的装载量。

经常应用的是湿视密度，计算式为：

6、耐磨性

耐磨性是树脂的一项重要指标，耐磨性差，机械强度就低，在使用中破碎严重，损耗量大，树脂层阻力大，严重的会影响设备的产水量。正常情况下树脂每年破损率不超过5%。

7、溶胀性

将干燥的树脂浸入水中时，其体积往往会变大。有时树脂在失效时和再生后，体积也会发生变化，这种现象称为树脂的溶胀性。由于树脂具有这样的性能，因而在其交换和再生的过程中会发生胀缩现象，多次的胀缩会促使颗粒破碎。另外，干燥的树脂如直接浸泡在水中，树脂也会因一下子溶胀而碎裂，故干燥树脂需先浸泡在饱和食盐水中，让其逐渐溶胀。

8、溶解性

树脂是一种不溶于水的高分子化合物，但在产品中免不了会含有少量低聚合物。这些低聚合物较易溶解，因此新树脂在使用初期，往往会因低聚合物逐渐溶解，而使出水带有颜色。

树脂在使用中，有时也会发生某些高分子转变成胶体渐渐溶入水中的现象，Na型树脂比Ca型易胶溶，所再生后备用的软水器刚投入运行时，有时会产生出水带黄色的现象，就是树脂发生胶溶的缘故。

9、交换容量

树脂的交换容量是离子交换剂最重要的性能指标，它是衡量树脂可能交换离子数量多少的指标。实际应用中，一般有以下两种交换容量：

全交换容量：表示树脂内离子交换基团全部发生交换反应时的交换容量，单位为mmol（一价基本单元物质）/g（干树脂）或mmol（一价基本

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单元物质）/mL（湿树脂）两种。当树脂的结构一定时，全交换容量基本上是一个常数，001×7阳离子交换树脂的全交换换容量规定≥4.5mmol/g。全交换容量仅应用在树脂的试验研究上，而在实际使用时，常用工作交换容量。

工作交换容量：表示在工作条件下，单位体积树脂所具有的离子交换量，单位为mmol（一价基本单元物质）/mL（湿树脂）或mol/L（湿树脂）

两种。树脂的工作条件，包括原水的成分、杂质浓度、温度、流速、出水水质要求、树脂层高度、运行方式和设备结构的合理性等。

工作交换容量受工作条件影响很大，所以数值不可能是一个常数，它的变化幅度很大。工作交换容量与全交换容量的关系不大，但与再生条件有直接关系。也就是说，树脂再生的好坏直接影响其工作交换容量的大小。

10、离子交换的选择性

离子交换树脂对水中各种离子的交换能力是不同的，有些离子容易与树脂发生交换反应，但交换后要将它们再生下来就比较困难；而另一些离子较难与树脂发生交换反应，但很容易从树脂中再生下来，离子交换树脂对不同离子的交换反应难易程度不同的这种性质，称为离子交换的选择性。

离子交换的选择性与离子所带电荷及水合离子半径等有关，离子所带电荷越多，水合离子半径就越小，也就越容易与树脂发生交换反应。001×7树脂离子交换的选择性顺序为：Fe³⁺>Al³⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺>Na⁺>H⁺。从上面的选择性顺序可以看出钠型离了交换树脂（RNa）与水中的Ca²⁺、Mg²⁺很容易发生交换反应，生成R₂Ca和R₂Mg，但要将它们再生下来就比较困难。

001×7强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂部分性能指标

指标名称	指标
指标名称	一级品	二级品
含水量（%）	45-55	45-55
质量全交换容量mmol/g（干树脂）	≥4.2	≥4.0
湿真相对密度（20℃）	1.23-1.28	1.23-1.28
湿视密度（g/ml）	0.75-0.85	0.75-0.85
耐磨率（%）	≥93.0	≥88.0
粒度0.3-1.2mm（%）	≥95	≥95

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二、离子交换树脂的使用

离子交换树脂虽然有很高的稳定性，但是如果使用或贮存不当，也易受到污染或破损，从而导致其交换容量下降甚至丧失。

1、树脂使用前处理

新树脂在使用之前，应进行预处理，其目的是：洗去树脂表面的可溶性杂质及树脂在制造过程中所夹杂的金属离子，并使树脂转型成所需的形式。树脂经适当的预处理不仅可提高其稳定性，而且还可以起到活化树脂、提高工作交换容量和出水质量的作用。

新树脂在预处理前，应先用水使树脂充分膨胀，但如果树脂在运输或贮存过程中脱了水，则不可将干树脂直接浸入水中，以防树脂因急剧膨胀而破裂。对于已脱水的树脂，须先放在20-24%的食盐水中浸泡一定时间，然后逐渐用水稀释，使树脂缓慢地膨胀到体积。

钠离子交换树脂在使用前用10-15%的食盐水浸泡18-20小时，然后用水清洗至出水合格，便可投入运行。

2、树脂使用中应注意的问题

要尽量避免或减少树脂的磨损，并防止树脂交替地风干和湿润、冷冻和过热等，保持树脂的强度。

要尽量避免或减少对树脂的污染，如悬浮物、有机物、铁离子、游离氯等杂质的污染，保持树脂的稳定性。

三、离子交换树脂的贮存

树脂的贮存要注意以下几个问题：

1、湿法贮存

树脂如失水风干会大大影响其强度和使用寿命，因此必须注意保持树脂的水分。贮存时，可将树脂浸泡在清水中或食盐水中。如果是包装未拆封的新树脂，应注意包装的密封和完整，防止因包装破损而使树脂失水。

2、盐型存放

软水器如停用时间较长，应将已使用过的钠离子交换树脂用10%的NaCl溶液转成Na型。

3、防冻防热

树脂在贮存和运输过程中，温度不宜过高或过低，一般不超过40℃，不得在0℃以下。所以树脂不宜放在高温设备附近，夏季不要放在阳光直接照射的地方；冬季应注意保温，如无保温条件，可将树脂贮存

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在相应浓度的食盐水中，以免冻裂。NaCl溶液的冰点如下表。

NaCl的质量分数（%）	5	10	15	20	23.5
冰点（℃）	-3.0	-7.0	-10.8	-16.3	-21.2

4、防止污染和发霉

新树脂贮存时，应避免和铁容器、氧化剂、油类及有机溶剂等接触，以防树脂污染。软水器如长期停用时，为防止交换器内壁及树脂表面因微生物繁殖而长青苔等藻类或发霉，应定期更换交换器内的清水，尤其是在温度较高的条件下，更应注意。必要时可用灭菌处理:可用1-2%的过乙酸或0.5-1%甲醛灭菌溶液浸泡数小时，然后用水冲洗至不含灭菌剂为止。

此外，树脂在贮存时还应防止重物的挤压，以免破碎。

001×7是在交联为7%的苯乙烯—二乙烯苯共聚体上带有磺酸基（—SO3H）的阳离子交换树脂。主要用于硬水软化和纯水制备，也用于湿法冶金、制糖、制药、味精行业，以及作为催化剂和脱水剂。

二、执行标准：GB13659–1992 DL/T519–2004 SH2605.01–2003

三、理化性能指标：

指标名称	指标
外观	棕黄至棕褐色球状颗粒
出厂型式	钠型
含水量 %	45.00～50.00
质量全交换容量 mmol/g	≥4.50
体积全交换容量 mmol/ml	≥1.90
湿视密度 g/ml	0.77～0.87
湿真密度 g/ml	1.250～1.290
范围粒度 %	（0.315mm～1.250mm）≥95.0
下限粒度 %	(＜0.315mm)≤1.0
有效粒径 mm	0.400～0.700
均一系数	≤ 1.60
磨后圆球率 %	≥ 90.00

四、使用时参考指标：

指标名称	参考值
pH 范围	1～14
使用温度钠型 ℃	120
转型膨胀率（Na+-H+） %	≤ 10
工作交换容量 mmol/L	≥ 1200
运行流速 m/h	15～30

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