樹脂再生度的測定

摘要：樹脂再生度是表征樹脂再生程度的指標，本文基于某核電廠凝結水精處理系統實際運行需求，建立一套廠內實驗室進行樹脂再生度測定的方法，并對該核電廠凝結水精處理系統樹脂再生度進行了測定，并提出再生工藝的優化意見。

關鍵詞：樹脂;交換容量;再生度

1前言

在電廠凝結水精處理系統實際運行中，當系統中樹脂失效后，需要采用酸堿進行樹脂再生，樹脂中再生態的樹脂所占的比例即為樹脂的再生度。樹脂再生度表征樹脂的再生程度，反應了再生工藝的好壞，決定了樹脂床運行的出水水質和周期制水量。

目前樹脂交換容量、再生度的測定，僅停留在新樹脂的入場性能驗收，一般為采樣送檢，由電科院進行測量。但很少有廠內采樣進行樹脂實際再生度的測量，主要原因是尚未建立起具體的、可操作性的測量方法。對樹脂再生度的測定可以指導進行樹脂再生工藝的優化，以提高樹脂再生度，提高床體出水水質和周期制水量，具有重要的實際意義和經濟價值。

本文基于某核電廠凝結水精處理系統混床出水水質差和周期制水量低的問題，結合廠內化學實驗室實際情況，建立了一種樹脂再生度的測定方法，對凝結水精處理系統樹脂再生度進行了測定，并提出優化運行意見。

2試劑器材

0.1mol/l HCl、0.1mol/l NaOH、O.5mol/lNaOH、0.5mol/l HCl、1mol/l HCl、2mol/l NaOH，酚酞指示劑，甲基紅-亞甲基藍指示劑，?20有機玻璃樹脂柱，500ml分液漏斗，250ml錐形瓶，天平，恒溫水浴鍋。

3測定原理

?=Q/QT

式中：?—樹脂再生度;Q—工作交換容量;QT—全交換容量。

H型樹脂：取一定量的樹脂，與定量的NaOH溶液進行交換，用HCl溶液滴定交換后的NaOH溶液，得到樹脂的交換容量。

OH型樹脂：取一定量的樹脂，與定量的HCl溶液進行交換，然后用NaOH溶液進行滴定，得到樹脂的交換容量。

4陽樹脂再生度的測定

4.1陽樹脂全交換容量的測量：

現廠取凝結水精處理系統陽樹脂約15ml，取樣方法參考GB/T 5475-2013，在燒杯中用大量除鹽水沖洗處理，然后裝柱（見圖1），用1mol/lHCl進行徹底再生，使樹脂轉化為H型樹脂，然后用除鹽水漂洗至指示劑不變色。將樹脂過濾去水，達到濕基狀態，稱量Xg于錐形瓶中，加100ml0.1mol/lNaOH浸泡2h，取25ml浸泡液，用0.1060mol/l鹽酸滴定微紫紅色。

結果見表1，計算得出陽樹脂的質量全交換容量為0.647mmol/g，即QT為0.647mmol/g。

4.2陽樹脂再生度測量方法驗證：

取一定量的上述陽樹脂，將其浸泡于0.5mol/lNaOH溶液中4小時，使其完全失效，轉化為Na型樹脂，然后將失效樹脂進行漂洗，至出水不變色，去水至濕基狀態待用。

根據上述全交換容量的測定方式，取一定比例的再生H型樹脂和失效Na型樹脂，在100ml0.1mol/lNaOH溶液中浸泡2h，取25ml浸泡液用0.1mol/lHCl滴定。

從表2可以看出理論再生度和實際再生度吻合度較高，方法誤差約1%在可以接受范圍內，說明此方法可以滿足現場再生度的測量。

4.3陽樹脂實際交換容量和再生度的測定：

取現場再生好的陽樹脂，按上述方法去水，然后取一定量的陽樹脂于100ml0.1mol/lNaOH中浸泡2h，取25ml浸泡液，用0.1mol/l鹽酸進行滴定，數據見表3。

所以，現場凝結水水精處理系統陽樹脂再生度為91.8%。

5陰樹脂再生度的測定：

5.1陰樹脂全交換容量的測定

現廠取凝結水精處理系統陰樹脂約15ml，取樣方法參考GB/T 5476，在燒杯中用大量除鹽水沖洗預處理，然后裝柱（見圖1），用2mol/lNaOH溶液在40℃進行徹底再生，使陰樹脂轉化為OH型，然后用除鹽水漂洗至指示劑不變色（GB/T 5760）。將樹脂過濾去水，達到濕基狀態（GB/T 5759），稱量X g于錐形瓶中，加100ml0.1mol/lHCl浸泡2h，取25ml浸泡液，用0.0947mol/lNaOH滴定至微紅色。

結果見表4，計算得出陰樹脂的質量全交換容量為0.426mmol/g，即QT為0.426mmol/g。

5.2陰樹脂再生度測量方法驗證

取一定量的上述陰樹脂，將其浸泡于0.5mol/lHCl溶液中4小時，使其完全失效，轉化為Cl型樹脂，然后將失效樹脂進行漂洗，至出水不變色，去水至濕基狀態待用。

根據上述全交換容量的測定方式，取一定比例的再生OH型樹脂和失效Cl型樹脂，在100ml0.1mol/lHCl溶液中浸泡2h，取25ml浸泡液用0.1mol/lNaOH滴定。

表中陰樹脂理論再生度和實際再生度吻合度交換，方法誤差約2%，可以滿足現場需求。

5.3陰樹脂實際交換容量和再生度的測定：

取現場再生好的陰樹脂，按上述方法去水，然后取一定量的陽樹脂于100ml0.1mol/lHCl中浸泡2h，取25ml浸泡液，用0.1mol/lNaOH進行滴定，數據見表6。

所以，現場凝結水精處理系統陰樹脂再生度為88.65%。

6結論

?本文根據現場實際需要和實驗室條件，建立樹脂交換容量和再生度的測量方法，并對方法進驗證，證明測量方法完全可行。

?某核電凝結水精處理系統陽樹脂再生度為91.8%，陰樹脂再生度為88.65%。

?陰、陽樹脂再生水平均過低，必須優化再生工藝，提高樹脂再生度，建議在保證再生液用量的前提下，避免樹脂分離和再生過程中的“交叉污染”，同時增加樹脂空氣擦洗和反洗次數。

參考文獻：

[1]GB/T 5457-2013 離子交換樹脂取樣方法，2014-01-31

[2]KL/T 519-2004，火力發電廠水處理用離子交換樹脂驗收標準，2004-063-09

[3]GB/T 8144-2008，陽離子交換樹脂交換容量測定方法，2008-06-30

[4]GB/T 5760-2000，氫氧型陰離子交換樹脂交換容量測定方法，2008-06-30

作者簡介：張武武（1989.09），男，甘肅慶陽，漢族，本科，畢業于蘭州大學，中級工程師，研究方向：電廠水處理。

張武武、運行部、化學處。