磁場(chǎng)除垢防垢技術(shù)綜述.doc

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1、磁場(chǎng)除垢防垢技術(shù)綜述彭辰西南石油人學(xué)機(jī)電工程學(xué)院1理論研究中遇到的困難目前，磁化機(jī)理在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界還未達(dá)成共識(shí)，定量研究較少，研究過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題有：（1）磁記憶效應(yīng)無(wú)法用現(xiàn)有的理論得到定量解釋；（2）空結(jié)果不能較好地解釋磁處理機(jī)理；（3）未能對(duì)磁場(chǎng)是否引起液體相變、氫鍵斷裂等問(wèn)題進(jìn)行全面系統(tǒng)的研究，缺送定量i十算，從而使理論落后于應(yīng)用，降低了應(yīng)用的成功性；（4）磁場(chǎng)強(qiáng)度和流體流速之間的關(guān)系復(fù)雜，部分人認(rèn)為存在最住流速，但也有學(xué)者指出，兩者是多極值關(guān)系［6］。因此，加強(qiáng)定量的基礎(chǔ)研究，建立和完善磁處理防垢的理論模型是將來(lái)發(fā)展趨勢(shì)之一。磁化法抑垢除垢的機(jī)理國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了許多關(guān)

2、丁磁化抑垢法機(jī)理的假設(shè)和理論，其中，廣為接受的是洛侖茲力模型理論和氮鍵斷裂理論。洛侖茲力模型理論洛侖茲力模型理論的解釋是：磁場(chǎng)作用水溶液的過(guò)程可分為兩個(gè)階段：第一階段，洛侖茲力作用占主導(dǎo)；第二階段，取向作用占主導(dǎo)。第一階段：在磁場(chǎng)作用的范圍內(nèi)，C032-和C&2+等帶電離子將被洛侖茲力束縛于磁力線附近。此時(shí)，磁場(chǎng)把帶電粒子篩選出來(lái)，同時(shí)，由于陰陽(yáng)離子的運(yùn)動(dòng)軌跡相反，更增加了C032-和C“2+間的碰撞機(jī)會(huì)。第二階段：C032-和52+等離子通過(guò)以水合離子的形式存在于溶液中，頻繁的碰撇會(huì)使它們攜帶的水化膜部分解體，而改變離子的水合狀態(tài)，許多單體水分子伴隨CaC03晶粒的綸成而產(chǎn)綸。

3、羅漫等人用核磁共振儀證實(shí)了，磁處理后，單體水分子數(shù)目會(huì)增加，其明顯的電偶極性有利于在磁場(chǎng)中取向。這些水分子群限制了CaC03晶粒的運(yùn)動(dòng)，減少了CaC03晶粒間的有效碰撞和運(yùn)動(dòng)的自由程度，即，CaC03小晶粒被分散在了水屮，降低了他們聚合成大晶粒的町能性。也就是說(shuō)，取向作用抑制了晶粒的長(zhǎng)兄這些剛綸成的單體水分子被取向后,溶液的介電常數(shù)會(huì)増大［7］。2氫鍵異變理論模型在液態(tài)水中，水分子大多以分子團(tuán)的形式存在。在0?200°C范圍內(nèi)，單分子與水分子的締合體共存的形式是液態(tài)水的基本模型，溫度越高，締合度相應(yīng)升高。若干個(gè)單分子通過(guò)氫鍵聯(lián)系起來(lái)形成締合態(tài)，即締合體。氮氧鍵由氮原子和電負(fù)性很大

4、的氧原了共同形成，質(zhì)量較大的氧原了?將強(qiáng)烈吸引它們之間的共用電子對(duì),以至氫原子幾乎成為“裸核”而帶正電，氧原子帶同等的負(fù)電荷，如圖1所示。水分子2中帶正電荷的氫原子被水分子1中帶負(fù)電荷的氧原子吸引，最終形成氫鍵，如圖2所示［5］。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，具有極性原子的物質(zhì)對(duì)磁場(chǎng)都有較高的散感性。例如，由氫鍵締合而成的液態(tài)水，磁場(chǎng)的微弱能量雖遠(yuǎn)小于氮鍵的鍵能，即不能破壞氫鍵，但可以給液態(tài)水體系一擾動(dòng)，使其價(jià)電子發(fā)生新的取向，此時(shí)，締合分子重新排列組合，這樣就可以改變氫鍵的形態(tài)，以致其發(fā)生扭動(dòng)、彎曲、改變鍵的強(qiáng)度或鍵角。通常情況下，磁處理中的磁場(chǎng)大小均較弱，因此，磁場(chǎng)的梯度、方向、作用時(shí)間以及磁處

5、理時(shí)的流速均影響擾動(dòng)的程度。在不同的磁處理參數(shù)卜，介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)將發(fā)生變化,如水經(jīng)磁場(chǎng)處理后，英熬發(fā)速度加快，溶解性能加強(qiáng)，表面張力下降，這些微觀的改變?cè)诤暧^匕就體現(xiàn)出防垢除垢的效果［3］。3正確認(rèn)識(shí)磁處理技術(shù)磁場(chǎng)處理在國(guó)外已有40年以上加史，在我國(guó)也已有1/3世紀(jì)以上的歷史，而且已歷經(jīng)兩度興衰。磁場(chǎng)處理的優(yōu)點(diǎn)是：不用化學(xué)藥劑，沒(méi)有環(huán)境污染,設(shè)備維護(hù)操作簡(jiǎn)便，壽命長(zhǎng)。就節(jié)約藥劑，防止污染，節(jié)省人力而言，是理想的防垢手段。磁場(chǎng)處理的缺點(diǎn)是：它是一種不穩(wěn)定的、暫時(shí)的防止結(jié)碩垢的方法。必須保證所使用的裝置有效，必須嚴(yán)格遵守關(guān)于熱負(fù)荷、水溫、硬度、鐵猛含量等的規(guī)定才有效；必須保持足夠

6、的排污和保持在一定時(shí)間內(nèi)才有效。

7、'

8、磁場(chǎng)防垢處理問(wèn)世時(shí)起,就存在著這種防垢方法有效與無(wú)效之爭(zhēng)。究其原因，就是對(duì)磁場(chǎng)防垢的實(shí)質(zhì)不明造成的。我國(guó)有為數(shù)眾多的熱水鍋爐、熱交換器、冷卻裝置，都沒(méi)有進(jìn)行水處理，毎年造成上千力噸燃料的浪費(fèi)，造成設(shè)備停產(chǎn)、金屬過(guò)熱燒壞，有數(shù)以刀計(jì)的小鍋爐和熱交換器被迫進(jìn)行化學(xué)清洗除垢，造成藥物消耗及環(huán)境污染，因此，不用藥劑、不用或極少消耗能量、沒(méi)有環(huán)境污染的磁場(chǎng)處理是有廣闊天地的[8]°4結(jié)束語(yǔ)對(duì)于磁場(chǎng)除垢防垢的原理，U前學(xué)術(shù)界還沒(méi)有給出一個(gè)比較確切的結(jié)論。磁場(chǎng)能影響成垢物質(zhì)的結(jié)晶速率、晶型、晶體大小和數(shù)目、水的pll值等，因而叭止水垢分子對(duì)管壁的附著。由于

9、磁場(chǎng)對(duì)水以及其它離子（分子）的影響是暫時(shí)的，為了避免重新結(jié)垢，需要在磁處理后做進(jìn)一步處理，如在電子除垢儀卜游安裝捕集器，以清除掉污垢。磁處理技術(shù)相較于其他化學(xué)除垢方法，具有投資小、操作簡(jiǎn)單、無(wú)毒無(wú)污染等特點(diǎn)，是一種極具發(fā)展前景的防垢除垢技術(shù)。