發(fā)布時(shí)間：2021-10-19
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離子交換樹(shù)脂破碎原因
目前化學(xué)除鹽使用的離子交換樹(shù)脂，其顆粒都是完整的球體。在使用過(guò)程中，少量的樹(shù)脂因磨損、漲縮等原因發(fā)生破碎現(xiàn)象是正常的。這些破碎的樹(shù)脂積在樹(shù)脂層中會(huì)造成水流阻力的增大，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。為此，應(yīng)在離子交換器的反洗過(guò)程中將它們除去。在正常情況下，樹(shù)脂的年損耗率如表1所示，當(dāng)樹(shù)脂顆粒的破碎率和損耗率明顯超過(guò)正常值時(shí)，可認(rèn)為該樹(shù)脂發(fā)生了破損問(wèn)題。
在樹(shù)脂的貯存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中，都可能造成樹(shù)脂顆粒的破碎。常見(jiàn)的原因有：
1. 制造質(zhì)量差。樹(shù)脂在制造過(guò)程中，由于工藝參數(shù)維持不當(dāng)，會(huì)造成部分或大量樹(shù)脂顆粒發(fā)生裂球或破碎現(xiàn)象，表現(xiàn)為樹(shù)脂顆粒的壓碎強(qiáng)度低和磨后圓球率低。
2. 冰凍。樹(shù)脂顆粒內(nèi)部含有大量的水分，在零度以下溫度貯存或運(yùn)輸時(shí)，這些水分會(huì)結(jié)冰，體積膨脹，造成樹(shù)脂顆粒的崩裂。凍過(guò)的樹(shù)脂在顯微鏡下可見(jiàn)大量裂縫，使用后短期內(nèi)就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的破碎現(xiàn)象。為了防止樹(shù)脂受凍，應(yīng)將樹(shù)脂保存在5-40℃下，避開(kāi)在冰凍期運(yùn)輸。
3. 干燥。樹(shù)脂顆粒暴露在空氣中，會(huì)逐漸失去其內(nèi)部水分，樹(shù)脂顆粒收縮變小。干樹(shù)脂浸在水中時(shí)，它會(huì)迅速吸收水分，粒徑脹大，從而造成樹(shù)脂的裂球和破碎。為此，在樹(shù)脂的貯存和運(yùn)輸過(guò)程中要保持密封，防止干燥。對(duì)已經(jīng)風(fēng)干的樹(shù)脂，應(yīng)先將它浸入飽和食鹽水中，利用溶液中高濃度的離子，抑制樹(shù)脂顆粒的膨脹，再逐漸用水稀釋，以減少樹(shù)脂的裂球和破碎。
4. 滲透壓的影響。正常運(yùn)行狀態(tài)下的樹(shù)脂，在失效過(guò)程中，樹(shù)脂顆粒會(huì)產(chǎn)生膨脹或收縮的內(nèi)應(yīng)力。樹(shù)脂在長(zhǎng)期的使用中，多次反復(fù)膨脹和收縮，是造成樹(shù)脂顆粒發(fā)生裂紋或破碎的主要原因。樹(shù)脂膨脹與收縮的速度取決于樹(shù)脂轉(zhuǎn)型的速度，而轉(zhuǎn)型的速度又取決于進(jìn)水的鹽類濃度和流速。凝膠型樹(shù)脂用作天然水化學(xué)除鹽時(shí)，最高流速一般不超過(guò)40m/h，用作凝結(jié)水除鹽時(shí)，最高流速一般不超過(guò)60m/h。大孔型樹(shù)脂因骨架結(jié)構(gòu)牢固，孔隙率較大，能承受較大的轉(zhuǎn)型速度，凝結(jié)水的流速可高達(dá)100m/h。
表2是樹(shù)脂滲透壓實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，由此可以看出樹(shù)脂反復(fù)用酸、堿轉(zhuǎn)型，強(qiáng)化了滲透壓變化對(duì)樹(shù)脂裂球的影響，同時(shí)，也可看出反復(fù)轉(zhuǎn)型是樹(shù)脂破碎的主要原因。樹(shù)脂在再生過(guò)程中，因溶液濃度較高，離子的壓力使樹(shù)脂顆粒的體積變化減少，滲透壓的影響降低，因此一般不會(huì)造成樹(shù)脂顆粒的破碎。
引起樹(shù)脂破碎的原因有：
（1）在反洗、導(dǎo)樹(shù)脂時(shí)，由于水流沖擊而產(chǎn)生的機(jī)械磨擦等所造成的機(jī)械破碎。
（2）再生轉(zhuǎn)型等引起的樹(shù)脂溶脹現(xiàn)象。樹(shù)脂由于反復(fù)脹縮，而引起樹(shù)脂強(qiáng)度的降低。
（3）運(yùn)行流速過(guò)高，交換床出、入口壓差大，使樹(shù)脂受到擠壓。
（4）使用溫度較高，而致樹(shù)脂的熱穩(wěn)定性降低，使樹(shù)脂機(jī)械強(qiáng)度的降低。
（5）保管不當(dāng)，樹(shù)脂失水干燥而使用方法不當(dāng)，使樹(shù)脂遇水驟然腫脹。
（6）水中氧化性物質(zhì)（如活性氯等）的氧化作用，導(dǎo)致磺酸基陽(yáng)樹(shù)脂的碳鏈氧化斷裂、降解，致使樹(shù)脂變質(zhì)，體積變大。
