6.3、树脂颗粒的破碎

目前化学除盐使用的离子交换树脂，其颗粒都是完整的球体。在使用过程中，少量的树脂因磨损、涨缩等原因发生破碎现象是正常的。这些破碎的树脂积在树脂层中会造成水流阻力的增大，影响设备的正常运行。为此，应在离子交换器的反洗过程中将它们除去。在正常情况下，树脂的年损耗率如表1所示，当树脂颗粒的破碎率和损耗率明显超过正常值时，可认为该树脂发生了破损问题。

表1    离子交换树脂的年损耗率

在树脂的贮存、运输和使用过程中，都可能造成树脂颗粒的破碎。常见的原因有：

1. 制造质量差。树脂在制造过程中，由于工艺参数维持不当，会造成部分或大量树脂颗粒发生裂球或破碎现象，表现为树脂颗粒的压碎强度低和磨后圆球率低。

2. 冰冻。树脂颗粒内部含有大量的水分，在零度以下温度贮存或运输时，这些水分会结冰，体积膨胀，造成树脂颗粒的崩裂。冻过的树脂在显微镜下可见大量裂缝，使用后短期内就会出现严重的破碎现象。为了防止树脂受冻，应将树脂保存在5 ~ 40℃下，避开在冰冻期运输。

3. 干燥。树脂颗粒暴露在空气中，会逐渐失去其内部水分，树脂颗粒收缩变小。干树脂浸在水中时，它会迅速吸收水分，粒径胀大，从而造成树脂的裂球和破碎。为此，在树脂的贮存和运输过程中要保持密封，防止干燥。对已经风干的树脂，应先将它浸入饱和食盐水中，利用溶液中高浓度的离子，抑制树脂颗粒的膨胀，再逐渐用水稀释，以减少树脂的裂球和破碎。

4. 渗透压的影响。正常运行状态下的树脂，在失效过程中，树脂颗粒会产生膨胀或收缩的内应力。树脂在长期的使用中，多次反复膨胀和收缩，是造成树脂颗粒发生裂纹或破碎的主要原因。树脂膨胀与收缩的速度取决于树脂转型的速度，而转型的速度又取决于进水的盐类浓度和流速。凝胶型树脂用作天然水化学除盐时，最高流速一般不超过40m/h，用作凝结水除盐时，最高流速一般不超过60 m/h。大孔型树脂因骨架结构牢固，孔隙率较大，能承受较大的转型速度，凝结水的流速可高达100 m/h。
表2是树脂渗透压实验的结果，由此可以看出树脂反复用酸、碱转型，强化了渗透压变化对树脂裂球的影响，同时，也可看出反复转型是树脂破碎的主要原因。树脂在再生过程中，因溶液浓度较高，离子的压力使树脂颗粒的体积变化减少，渗透压的影响降低，因此一般不会造成树脂颗粒的破碎。

表2    树脂反复转型后的裂球率（%）