電廠用陽(yáng)離子交換樹脂硫酸根溶出特性研究.pdf

1、近些年來,國(guó)內(nèi)外多個(gè)核電站都曾發(fā)生過凝結(jié)水精處理系統(tǒng)投運(yùn)后導(dǎo)致蒸汽發(fā)生器水中SO42-含量明顯升高甚至超標(biāo)的問題。研究發(fā)現(xiàn),造成蒸汽發(fā)生器水中SO42-含量升高現(xiàn)象的主要原因是強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹脂的SO42-溶出及破碎陽(yáng)樹脂漏入熱力系統(tǒng)后的高溫分解。
　　 針對(duì)強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂的SO42-溶出問題,本文采用動(dòng)態(tài)循環(huán)溶出和靜態(tài)浸泡相結(jié)合的方法研究了目前凝結(jié)水精處理常用的幾種苯乙烯系強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂的SO42-溶出特性。其中,動(dòng)態(tài)溶出實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明

2、,陽(yáng)樹脂的SO42-溶出量隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,個(gè)別樹脂有趨于溶出平衡的趨勢(shì)(如SP112H);除001×7外,SO42-的溶出速率隨時(shí)間增加而減小。在靜態(tài)浸泡過程中,陽(yáng)樹脂的SO42-溶出量也隨時(shí)間增加而增加,SO42-的溶出速率雖然在短期浸泡(136d)期間稍有波動(dòng),但從長(zhǎng)期浸泡(345d)結(jié)果來看,其總?cè)艹鏊俾嗜噪S時(shí)間增加呈下降趨勢(shì)。通過一系列溶出實(shí)驗(yàn)的對(duì)比和分析可知,不同型號(hào)陽(yáng)樹脂的SO42-溶出行為(包括溶出量和溶出速率)存在較

3、大差異,動(dòng)態(tài)條件下的SO42-溶出量及溶出速率都明顯高于靜態(tài),大孔型陽(yáng)樹脂的SO42-溶出量小于凝膠型,舊樹脂的SO42-溶出量遠(yuǎn)小于新樹脂,陰、陽(yáng)樹脂等體積均勻混合后幾乎無SO42-溶出。通過對(duì)溶出液進(jìn)行高溫和氧化處理,發(fā)現(xiàn)陽(yáng)樹脂溶出物中除SO42-之外還含有一些有機(jī)磺酸鹽,它們?cè)诟邷鼗蜓趸瘲l件下會(huì)繼續(xù)分解產(chǎn)生SO42-;而且,陽(yáng)樹脂溶出物經(jīng)高溫或氧化處理后還會(huì)分解產(chǎn)生大量低分子有機(jī)酸。
　　 為了解陽(yáng)樹脂高溫條件下分解產(chǎn)生S

4、O42-的特性,本文采用高壓釜實(shí)驗(yàn)對(duì)幾種凝結(jié)水精處理常用陽(yáng)樹脂進(jìn)行了高溫分解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)溫度達(dá)到280℃后,高溫分解前后陽(yáng)樹脂的形貌將發(fā)生明顯變化,主要表現(xiàn)為粒徑縮小且顏色加深;陽(yáng)樹脂分解產(chǎn)生SO42-的量隨分解溫度的升高而增大,當(dāng)溫度超過200℃后其分解產(chǎn)生SO42-的量會(huì)驟增,并產(chǎn)生大量酸性物質(zhì);在280℃高溫條件下,陽(yáng)樹脂分解產(chǎn)生SO42-的量隨分解時(shí)間的增加而增加,且其分解產(chǎn)生SO42-的量與樹脂的全交換容量相關(guān),全交換容

5、量大則分解產(chǎn)生的SO42-量也多;舊樹脂分解產(chǎn)生SO42-的量略小于新樹脂,但分解后會(huì)產(chǎn)生更多的酸性物質(zhì);實(shí)測(cè)SO42-結(jié)果與紅外光譜檢測(cè)結(jié)果都表明S200陽(yáng)樹脂280℃高溫分解24h后幾乎已達(dá)到完全分解分解。
　　 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,指出陽(yáng)樹脂的溶出物或其自身進(jìn)入熱力系統(tǒng)后,在高溫條件下分解產(chǎn)生的S042"和酸性物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響汽水品質(zhì),并導(dǎo)致熱力系統(tǒng)設(shè)備管道的腐蝕。因此,建議在凝結(jié)水精處理用樹脂選型時(shí),應(yīng)選擇強(qiáng)酸陽(yáng)樹脂SO42