電廠用陽離子交換樹脂硫酸根溶出特性研究.pdf

1、近些年來,國內外多個核電站都曾發(fā)生過凝結水精處理系統(tǒng)投運后導致蒸汽發(fā)生器水中SO42-含量明顯升高甚至超標的問題。研究發(fā)現(xiàn),造成蒸汽發(fā)生器水中SO42-含量升高現(xiàn)象的主要原因是強酸陽離子交換樹脂的SO42-溶出及破碎陽樹脂漏入熱力系統(tǒng)后的高溫分解。
　　 針對強酸陽樹脂的SO42-溶出問題,本文采用動態(tài)循環(huán)溶出和靜態(tài)浸泡相結合的方法研究了目前凝結水精處理常用的幾種苯乙烯系強酸陽樹脂的SO42-溶出特性。其中,動態(tài)溶出實驗結果表明

2、,陽樹脂的SO42-溶出量隨時間的延長而增加,個別樹脂有趨于溶出平衡的趨勢(如SP112H);除001×7外,SO42-的溶出速率隨時間增加而減小。在靜態(tài)浸泡過程中,陽樹脂的SO42-溶出量也隨時間增加而增加,SO42-的溶出速率雖然在短期浸泡(136d)期間稍有波動,但從長期浸泡(345d)結果來看,其總溶出速率仍隨時間增加呈下降趨勢。通過一系列溶出實驗的對比和分析可知,不同型號陽樹脂的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),大孔型陽樹脂的SO42-溶出量小于凝膠型,舊樹脂的SO42-溶出量遠小于新樹脂,陰、陽樹脂等體積均勻混合后幾乎無SO42-溶出。通過對溶出液進行高溫和氧化處理,發(fā)現(xiàn)陽樹脂溶出物中除SO42-之外還含有一些有機磺酸鹽,它們在高溫或氧化條件下會繼續(xù)分解產生SO42-;而且,陽樹脂溶出物經(jīng)高溫或氧化處理后還會分解產生大量低分子有機酸。
　　 為了解陽樹脂高溫條件下分解產生S

4、O42-的特性,本文采用高壓釜實驗對幾種凝結水精處理常用陽樹脂進行了高溫分解。實驗結果表明,當溫度達到280℃后,高溫分解前后陽樹脂的形貌將發(fā)生明顯變化,主要表現(xiàn)為粒徑縮小且顏色加深;陽樹脂分解產生SO42-的量隨分解溫度的升高而增大,當溫度超過200℃后其分解產生SO42-的量會驟增,并產生大量酸性物質;在280℃高溫條件下,陽樹脂分解產生SO42-的量隨分解時間的增加而增加,且其分解產生SO42-的量與樹脂的全交換容量相關,全交換容

5、量大則分解產生的SO42-量也多;舊樹脂分解產生SO42-的量略小于新樹脂,但分解后會產生更多的酸性物質;實測SO42-結果與紅外光譜檢測結果都表明S200陽樹脂280℃高溫分解24h后幾乎已達到完全分解分解。
　　 根據(jù)上述實驗結果,指出陽樹脂的溶出物或其自身進入熱力系統(tǒng)后,在高溫條件下分解產生的S042"和酸性物質會嚴重影響汽水品質,并導致熱力系統(tǒng)設備管道的腐蝕。因此,建議在凝結水精處理用樹脂選型時,應選擇強酸陽樹脂SO42