不同抑垢效果下电磁场对CaCO3溶液电导率和pH值的影响.pdf

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1、第5期张学孟等不同抑垢效果下电磁场对cacO，溶液电导率和pH值的影响587不同抑垢效果下电磁场对CaCO。溶液电导率和pH值的影响张拳孟’王建国2国电南京自动化股份有限公司．南京2IO∞3；2东北电力大学．吉林吉林132012摘要在自主研发的能有效评价电磁场押垢蛀果实验台的基础上．定量研究了不同押垢效果下磁处理后水溶液电导丰厦pH值的吏化。研宽发现：加磁后的电导率比未加磁的高且下降缓慢，pH值变化不明显。关t词电磁水处理押垢兢果污垢热阻电旱丰pH值中国分类号TQ085文截标识码A立章编号l000-3932(2012)05

2、．0587司4全世界每年都因污垢带来重大的经济损失，据统计污垢给工业造成的损失高达工业生产总值的0．3％”1。电磁水处理因具有应用方便、运行费用低及无污染等优点而成为一种倍受业内人士瞩目的抑垢技术⋯，但发展尚不成熟”1。目前许多文献报道磁场可以改变水溶液的电导率和pH值。^l-Qahta“H实验表明磁处理海水几小时后，电导率和PH值均上升”1。黄征青等发现磁化后溶液电导率没明显变化．pH值迅速下降直至恒定”1。罗漫和陆柱发现整个实验过程中加磁后溶液的电导率比未加磁高”’。卢贵武实验表明加磁后降低了溶液的电导率”1。可以看出

3、．有关这方面的研究说法不一，且多数是定性的结论，同时国内外很少学者研究在不同抑垢效果下磁处理后溶液电导率和pH值的变化趋势。为此，笔者在自主研发的能有效评价抑垢效果实验系统的基础上，定量研究了不同抑垢效果下溶液电导率和pH值的变化趋势。这是认识电磁抑垢机理，推动该技术健康发展的一项极为重要的工作。1实验系统为保证定量研究数据的可信度，笔者在系统研究的基础上．自主研发了抑垢效果在线监测评价实验系统。在此实验系统上研究了不同抑垢效果下电导率和pH值的变化趋势。实验系统由介质循环系统和电磁水处理装置组成，如图l所示。图l抑垢效果

4、在线监剥评价实验系统1．2——两管人口温度；9、10——两管出口温度；12——恒温水浴；15、16——下位水箱；19、20——循环水泵；23、24——上位水箱；27、28——PID控制器；3l、32——空冷循环泵；35——散据采集卡；37——电磁木处理装置3—8——两管壁温；11——加热器；13、14——模拟换热管；17、18——散热片；2l、22——溢流管；25、26——上水箱温度；29、30——变频器；”、34——空玲水箱和空冷风机36——工控机：收稿日期：2012Ⅲ2一14(謦改蒋)‘盒项目：国寡自拣科学蓦金项目(5

5、ll76028)；吉林省自然科学基金项目(20Jll5179)588化工自动化及仪表第39卷1．1介质循环系统介质循环系统的主体是由A、B两钢管组成的管壳式换热器。A管内流动着未加磁处理的工艺流体，B管内流动着加磁处理的工艺流体作对比管。管外是由电加热器和温度调节器控制的恒温水浴作为热交换的高温介质。两管共用这一恒温水浴，并有各自独立的水循环系统。水循环系统主要由上下水箱、循环水泵和调节阀组成。下水箱还设有冷却系统，维持工艺流体入口温度的恒定。整个循环过程为：循环泵将工艺流体由下位水箱打入上位水箱，再由上位水箱流入管壳式换

6、热器完成热交换，然后再流人下位水箱，流入下位水箱的工艺流体经过冷却系统作用后，温度又降到所设入口温度再有循环水泵打入上位水箱，从而完成整个循环过程。笔者是基于污垢热阻在线监测技术来评价电磁场抑垢效果的。污垢热阻的定义如下⋯：居，=(r。一r。)／罕(1)式中％——管壁与污垢之间的界面温度，能够准确测定；B——污垢表面温度；r热流密度。通过式(1)求得：坼‘一气一％e一====磊瓦：———‘若∑1一e。：=磊(2)式中巩、咒——流体在所研究管段出、入口处温度：Z、d——研究管道的长度、内径；船——雷诺数；Pr——普朗特数；墨

7、、Ⅱ——常数，可由雷诺数得到。式(1)中的热流密度口根据文献[1]通过测得的流体流速、研究管段的长度、内径和流体的出入口温度得到。综上分析可知，只要测出工艺流体在研究管段的出人口温度、流速和管壁温度，利用上述关系就可以得到污垢热阻。相应地，电磁场的抑垢率根据化工行业标准得到¨1。抑垢率公式如下：'，：墨ox100％(3)'，2—F01w坳kJJnn式中’，——抑垢率；R。——未加磁处理的污垢热阻值；R。——加磁处理的污垢热阻值。因此，实验管段安装有壁温及介质出入口温度等测点。出入口温度测量用的是A级Ptloo热电阻。壁温测

8、量采用特殊订做的A级T型热电偶。通过这些温度传感器将测点的信息送到数据采集卡，并传到工控机，工控机通过软件进行数据分析、处理、显示并存人数据库，最终实现了污垢热阻和电磁场抑垢率的在线自动检测。1．2电磁水处理装置电磁水处理装置的作用是产生大功率的方波信号，主体是功率放大模块，如图2所示。功率放大模块由主