基于磁场对碱性介质结垢的影响及结垢动力学

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1、中南工业大学硕士学位论文磁场对碱性介质结垢的影响及结垢动力学姓名：黄彩娟申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：陈振兴2001.2.1中南人学倾}一学位论又1A摘要在化工、冶金生产过程中，结垢使传热设备的传热系数明显降低，不仅影啊工厂的生产能耗，而巨影响生产的下常进行。本文首先研究了静态条件下磁场对碱性介质结垢的影响。当磁场强度B为8000高斯时，分别研究了磁场对CaSO,溶液和氧化铝厂蒸发原液结垢的影响。研究pH值对磁场防垢效果的影响，试验采用EDTA溶液标定CaSO,溶液结垢中的Ca含量。拟验结果表明，当PH>1L5时，磁场对CLISO,

2、溶液的防垢率9随pH值的增大If时曾人，pH值为12.0则，防垢率n达49.7%。对氧化铝1-M发原液，通过测虽铁片试样上的结垢}p-，分别研究了温度、磁处理时间、磁处理顺序以及磁处理次数对防垢效果的影响。试验结果表明，磁场防垢效果随着温度升高而增加，先升温后磁化的防垢效果比先磁化后升温要好。先磁化后升温至100℃时，rl为45.0%;先升温至100℃后磁化时，r1=56.3%o磁处理时间对防垢效果影响不大。磁处理次数对防垢效果有一定影AI0Jo20℃时，磁处理次数为4次时，防垢率达36.8%，比相同条件下只进行一次磁处理的原液的防垢率高。在自

3、制的外加热自然循环单管蒸发器上，利用氧化铝厂蒸发原液，模拟工)蒸发流程进行了磁场防垢试验，卜.]时用空白试验进Tr比较。磁场强度为600高斯，蒸发原液沸点进料，饱和蒸汽加热，每组试验连续运了丁二天。恤验结果表明，无磁场作用时，:发器的总传热系数的卜降‘2.0%;有磁场作用时，蒸发器的总传热系数的下降19.7%0根据试验结果提出了磁场作用下的结垢动力学模型。采用最优化方法对动力学模型进行参数估值。无磁场作用时，结垢动力学模型方程为:*=，45x10-0(一生){1.00x10"有磁场作用且磁场强度B为60005时，结垢动力学模型方程为:中南人学帜

4、}一学位论又摘要R=2.75x10-5(1一e’。’)对模型进行的误差分析表明，本文推导的结垢动力学9,00.在无磁场作用时能较好地拟合试验数据，而渐近模型在有磁场作用时能较好地拟合试验数据。关键词:磁场;防垢;碱性介质;污垢;结垢动力学模3}}J中南人学l,';}学位论文AbstractAbstractInchemicalandmetallurgicalindustries,foulingonheat-exchangerreducesheat-transfercoefficientandafectsnormalproduction.Under

5、theconditionofstationarystate.magneticfield'sinfluenceontheformationofcrystallinescaleinalkalimediumhasbeenstudied.Whenmagneticfield'sintensitywas8000GS,theeffectofpH,temperature,magnetictreatmenttime,magnetictreatmentturnandmagnetictreatmentfrequencyonanti-foulingwereinvest

6、igated.IntheexperimentsofdeterminingpH'sinfluenceonanti-fouling，CaS04solutionwasadoptedandtheconcentrationofCat'inthescalewascalibratedbyEDTAsolution.TheresultsshowedthatwhenpH>11.5,theratioofanti-foulingincreasedwiththeincreasingofpH.WhenpHwas12,theratioofanti-foulingwas49.

7、7%.Usingevaporationrawliquorprovidedbyaluminumfactoryasmedium.theinfluenceoftemperature,magnetictreatmenttime,magnetictreatmenttimeandmagnetictreatmentfrequencyonanti-foulingwereinvestigatedbymeasuringthequantityoffoulingonironslice.Theresultsshowedthatthehighertemperaturewa

8、s,thebetereffectsofanti-foulingwas.Theprocesswhichmagnetictreatmentwascarri