• (2)湿真比重 • 湿真比重是树脂在水中经过充分膨胀后，树脂颗粒的比重。
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第一节离子交换树脂
• 这里的湿树脂体积是指颗粒在湿润状态下的体积，包括颗粒中的网孔 ，但不包括颗粒与颗粒之间的空隙。湿真比重决定了树脂在水中的沉 降速度。因此，树脂的湿真比重对树脂的反洗强度和混床再生前树脂 的分层有很大影响。湿真比重一般为1.04一1.3g/mL
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第一节离子交换树脂
• 1.树脂孔隙 • 树脂内部的网架形成树脂中许多类似毛细孔状的沟道，即树脂的孔隙
。实际上这些孔隙非常小，一般常用树脂的孔隙直径为20一40入， 而且同一颗粒内的孔隙也是不均匀的。孔隙中充满着水分子，这些水 分子也是树脂孔隙的一个组成部分。水和交换基团解离下来的离子组 成浓度很高的溶液，离子交换作用就是在这样的溶液中进行的。 • 树脂孔隙的大小对离子交换运动有很大的影响，孔隙小则不利于离子 交换运动，因为半径大的离子不能通过孔隙进入树脂内，也就不能发 生交换作用。 • 由于树脂网状骨架部分不溶于水，因此它在交换反应时也是不变的， 一般用英文树脂的第一个字母R来表示不变的这一部分。
第三章 水的除盐处理
• 第一节离子交换树脂 • 第二节离子交换除盐 • 第三节除CO2器 • 第四节降低酸、碱耗的措施 • 第五节锅炉补给水的处理系统
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第一节离子交换树脂
• 水中溶解的电离杂质可用离子交换法除掉，此种方法是借助离子交换 剂进行的。离子交换剂包括天然沸石、入造铝硅酸钠、磺化煤和离子 交换树脂等四类，其中离子交换树脂在水处理中应用比较广泛，所以 在讨论离子交换法之前，先对离子交换树脂的结构和性质做一些具体 介绍。
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第一节离子交换树脂
• (1)干真比重 • 干真比重是树脂在干燥状态下其本身的比重。
• 此处所指的干树脂的体积，既不包括颗粒与颗粒之间的空隙，也不包 括树脂本身的网架孔隙。测干树脂体积时是将一定重量的干树脂浸入 某种不使树脂膨胀的液体(如甲苯)中，测量其排出液体的体积，此体 积即该一定重量干树脂的体积。干真比重一般为1.6g/mL左右。
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第一节离子交换树脂
• 由于树脂转型时其体积发生变化，所以转型前后两种树脂的湿真比重 也随之发生变化。当转型后的树脂体积增大时，其湿真比重减小;当 转型后的树脂体积缩小时，其湿真比重增大。这一性质在混床树脂分 层时作用很大。
• 由于树脂转型时发生体积变化，也能使树脂在交换和再生过程中发生 多次胀、缩，致使树脂颗粒破碎。从这种情况来看，应尽量减少树脂 的再生次数，延长使用时间。
• 一、树脂的结构
• 离子交换树脂是一种不溶于水的有机高分子化合物，外观上是一些直 径为0.3一1.2mm的淡黄色或咖啡色的小球。微观上其实就是一种立 体网状结构的骨架，骨架上联结着交换基团，交换基团中含有能解离 的离子，图3一1所示为一种离子交换树脂的结构示意图。
• 下面简单的介绍树脂网状结构的孔隙和交换基团。
• 二、树脂的分类
• 离子交换树脂的分类，一般按交换基团能解离的离子种类分为阳离子 交换树脂和阴离子交换树脂。
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第一节离子交换树脂
• 1.阳离子交换树脂(阳树脂) • 交换基团能解离的离子是阳离子的树脂，叫作阳离子交换树脂。使用
的通常是游离酸型(即RH型)，而各种RH解离出H+的能力不同，所以 其又分为强酸性阳离子交换树脂和弱酸性阳离子交换树脂。 • 2.阴离子交换树脂(阴树脂) • 交换基团能解离的离子是阴离子的树脂，叫作阴离子交换树脂。使用 的通常是游离碱型(即ROH型)，而各种ROH解离出OH一的能力不同 ，所以其又分为强碱性阴离子交换树脂和弱碱性阴离子交换树脂。 • 3.大孔型树脂和凝胶型树脂 • 离子交换树脂按其孔隙结构上的差异，又有大孔型和凝胶型(或微孔 型)树脂之分。目前生产了一种孔隙直径为200一1000A的树脂，其被 称为大孔树脂，而把一般孔径在40A以下的树脂，称为凝胶型树脂〕
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第一节离子交换树脂
• 三、物理性质
• 离子交换树脂的物理性质很多，下面只介绍常见的几种。 • 1.粒度 • 树脂颗粒的大小对树脂的交换速度、树脂层中水流分布的均匀程度、
水通过树脂层的压力降和反洗时树脂的流失等都有很大影响。树脂颗 粒大，离子交换速度就小;颗粒小，水流阻力就大，且反洗时容易发 生树脂流失。因此，颗粒的大小应适当。 • 2.比重(单位体积重量) • 树脂的比重对树脂的用量计算和混合床使用树脂的选择很重要。树脂 比重的表示有以下几种:
• (3)湿视比重 • 湿视比重是指树脂在水中充分膨胀时的堆积比重。
• 湿视比重用来计算交换器内装入一定体积树脂时，所需湿树脂的重量 。湿视比重一般为0.6-0.85g/mL
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第一节离子交换树脂
• 3.溶胀性 • 树脂的溶胀性是指树脂由干态变为湿态或者由一种离子型转换为另一
种离子型时所发生的体积变化。前者称为绝对溶胀，后者称为体积溶 胀。 • 树脂绝对溶胀度的大小与合成树脂用的二乙烯苯的数量有关。同一种 树脂如果浸入不同浓度的电解质溶液中，其溶胀度也不同。溶液浓度 小，其溶胀度就大;溶液浓度大，其溶胀度就小。 • 因此，当湿润干树脂时，不宜用纯水浸泡，一般用饱和食盐水浸泡， 以防止树脂因溶胀过大而碎裂。 • 树脂体积溶胀度的大小与可交换离子的水合离子半径大小有关，树脂 内可交换离子的水合离子半径越大，其溶胀度越大。
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第一节离子交换树脂
• 2.交换基团 • 交换基团是由能解离的阳离子(或阴离子)和联结在骨架上的阴离子(或
阳离子)组成的。例如，磺酸基交换基团[-S03]-HOH-等，其中H+或OH-是能解离，并能在反应中发生交换;[S03]-或[-N(CH3)3]+是联结在骨架上的离子，即[R一S03]一或[R一 N(CH3)]+，它们在反应中是不变的。 • 在书写某种离子交换树脂时，一般只写出树脂骨架符号R和交换基团 中能解离的离子符号，如RH或ROH等。