離子交換樹脂破碎原因

目前化學(xué)除鹽使用的離子交換樹脂，其顆粒都是完整的球體。在使用過程中，少量的樹脂因磨損、漲縮等原因發(fā)生破碎現(xiàn)象是正常的。這些破碎的樹脂積在樹脂層中會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程中將它們除去。在正常情況下，樹脂的年損耗率如表1所示，當(dāng)樹脂顆粒的破碎率和損耗率明顯超過正常值時，可認(rèn)為該樹脂發(fā)生了破損問題。

在樹脂的貯存、運(yùn)輸和使用過程中，都可能造成樹脂顆粒的破碎。常見的原因有：

　　1. 制造質(zhì)量差。樹脂在制造過程中，由于工藝參數(shù)維持不當(dāng)，會造成部分或大量樹脂顆粒發(fā)生裂球或破碎現(xiàn)象，表現(xiàn)為樹脂顆粒的壓碎強(qiáng)度低和磨后圓球率低。
　　2. 冰凍。樹脂顆粒內(nèi)部含有大量的水分，在零度以下溫度貯存或運(yùn)輸時，這些水分會結(jié)冰，體積膨脹，造成樹脂顆粒的崩裂。凍過的樹脂在顯微鏡下可見大量裂縫，使用后短期內(nèi)就會出現(xiàn)嚴(yán)重的破碎現(xiàn)象。為了防止樹脂受凍，應(yīng)將樹脂保存在5-40℃下，避開在冰凍期運(yùn)輸。
　　3. 干燥。樹脂顆粒暴露在空氣中，會逐漸失去其內(nèi)部水分，樹脂顆粒收縮變小。干樹脂浸在水中時，它會迅速吸收水分，粒徑脹大，從而造成樹脂的裂球和破碎。為此，在樹脂的貯存和運(yùn)輸過程中要保持密封，防止干燥。對已經(jīng)風(fēng)干的樹脂，應(yīng)先將它浸入飽和食鹽水中，利用溶液中高濃度的離子，抑制樹脂顆粒的膨脹，再逐漸用水稀釋，以減少樹脂的裂球和破碎。
　　4. 滲透壓的影響。正常運(yùn)行狀態(tài)下的樹脂，在失效過程中，樹脂顆粒會產(chǎn)生膨脹或收縮的內(nèi)應(yīng)力。樹脂在長期的使用中，多次反復(fù)膨脹和收縮，是造成樹脂顆粒發(fā)生裂紋或破碎的主要原因。樹脂膨脹與收縮的速度取決于樹脂轉(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。凝膠型樹脂用作天然水化學(xué)除鹽時，最高流速一般不超過40m/h，用作凝結(jié)水除鹽時，最高流速一般不超過60m/h。大孔型樹脂因骨架結(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是樹脂滲透壓實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，由此可以看出樹脂反復(fù)用酸、堿轉(zhuǎn)型，強(qiáng)化了滲透壓變化對樹脂裂球的影響，同時，也可看出反復(fù)轉(zhuǎn)型是樹脂破碎的主要原因。樹脂在再生過程中，因溶液濃度較高，離子的壓力使樹脂顆粒的體積變化減少，滲透壓的影響降低，因此一般不會造成樹脂顆粒的破碎。

引起樹脂破碎的原因有：

（1）在反洗、導(dǎo)樹脂時，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)型等引起的樹脂溶脹現(xiàn)象。樹脂由于反復(fù)脹縮，而引起樹脂強(qiáng)度的降低。

（3）運(yùn)行流速過高，交換床出、入口壓差大，使樹脂受到擠壓。

（4）使用溫度較高，而致樹脂的熱穩(wěn)定性降低，使樹脂機(jī)械強(qiáng)度的降低。

（5）保管不當(dāng)，樹脂失水干燥而使用方法不當(dāng)，使樹脂遇水驟然腫脹。

（6）水中氧化性物質(zhì)（如活性氯等）的氧化作用，導(dǎo)致磺酸基陽樹脂的碳鏈氧化斷裂、降解，致使樹脂變質(zhì)，體積變大。