磁场除垢防垢技术综述.doc

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1、磁场除垢防垢技术综述彭辰西南石油人学机电工程学院1理论研究中遇到的困难目前，磁化机理在国内外学术界还未达成共识，定量研究较少，研究过程中遇到的主要问题有：（1）磁记忆效应无法用现有的理论得到定量解释；（2）空结果不能较好地解释磁处理机理；（3）未能对磁场是否引起液体相变、氢键断裂等问题进行全面系统的研究，缺送定量i十算，从而使理论落后于应用，降低了应用的成功性；（4）磁场强度和流体流速之间的关系复杂，部分人认为存在最住流速，但也有学者指出，两者是多极值关系［6］。因此，加强定量的基础研究，建立和完善磁处理防垢的理论模型是将來发展趋势之一。磁化法抑垢除垢的机理国内外学者提出了许多关

2、丁磁化抑垢法机理的假设和理论，其中，广为接受的是洛仑兹力模型理论和氮键断裂理论。洛仑兹力模型理论洛仑兹力模型理论的解释是：磁场作用水溶液的过程可分为两个阶段：第一阶段，洛仑兹力作用占主导；第二阶段，取向作用占主导。第一阶段：在磁场作用的范围内，C032-和C&2+等带电离子将被洛仑兹力束缚于磁力线附近。此时，磁场把带电粒子筛选出來，同时，由于阴阳离子的运动轨迹相反，更增加了C032-和C“2+间的碰撞机会。第二阶段：C032-和52+等离子通过以水合离子的形式存在于溶液中，频繁的碰撇会使它们携带的水化膜部分解体，而改变离子的水合状态，许多单体水分子伴随CaC03晶粒的纶成而产纶。

3、罗漫等人用核磁共振仪证实了，磁处理后，单体水分子数目会增加，其明显的电偶极性有利于在磁场中取向。这些水分子群限制了CaC03晶粒的运动，减少了CaC03晶粒间的有效碰撞和运动的自由程度，即，CaC03小晶粒被分散在了水屮，降低了他们聚合成大晶粒的町能性。也就是说，取向作用抑制了晶粒的长兄这些刚纶成的单体水分子被取向后,溶液的介电常数会増大［7］。2氢键异变理论模型在液态水中，水分子大多以分子团的形式存在。在0〜200°C范围内，单分子与水分子的缔合体共存的形式是液态水的基本模型，温度越高，缔合度相应升高。若干个单分子通过氢键联系起来形成缔合态，即缔合体。氮氧键由氮原子和电负性很大

4、的氧原了共同形成，质量较大的氧原了•将强烈吸引它们之间的共用电子对,以至氢原子几乎成为“裸核”而带正电，氧原子带同等的负电荷，如图1所示。水分子2中带正电荷的氢原子被水分子1中带负电荷的氧原子吸引，最终形成氢键，如图2所示［5］。实验发现，具有极性原子的物质对磁场都有较高的散感性。例如，由氢键缔合而成的液态水，磁场的微弱能量虽远小于氮键的键能，即不能破坏氢键，但可以给液态水体系一扰动，使其价电子发生新的取向，此时，缔合分子重新排列组合，这样就可以改变氢键的形态，以致其发生扭动、弯曲、改变键的强度或键角。通常情况下，磁处理中的磁场大小均较弱，因此，磁场的梯度、方向、作用时间以及磁处

5、理时的流速均影响扰动的程度。在不同的磁处理参数卜，介质的物理化学性质将发生变化,如水经磁场处理后，英熬发速度加快，溶解性能加强，表面张力下降，这些微观的改变在宏观匕就体现出防垢除垢的效果［3］。3正确认识磁处理技术磁场处理在国外已有40年以上加史，在我国也已有1/3世纪以上的历史，而且已历经两度兴衰。磁场处理的优点是：不用化学药剂，没有环境污染,设备维护操作简便，寿命长。就节约药剂，防止污染，节省人力而言，是理想的防垢手段。磁场处理的缺点是：它是一种不稳定的、暂时的防止结硕垢的方法。必须保证所使用的装置有效，必须严格遵守关于热负荷、水温、硬度、铁猛含量等的规定才有效；必须保持足够

6、的排污和保持在一定时间内才有效。

7、'

8、磁场防垢处理问世时起,就存在着这种防垢方法有效与无效之争。究其原因，就是对磁场防垢的实质不明造成的。我国有为数众多的热水锅炉、热交换器、冷却装置，都没有进行水处理，毎年造成上千力吨燃料的浪费，造成设备停产、金属过热烧坏，有数以刀计的小锅炉和热交换器被迫进行化学清洗除垢，造成药物消耗及环境污染，因此，不用药剂、不用或极少消耗能量、没有环境污染的磁场处理是有广阔天地的[8]°4结束语对于磁场除垢防垢的原理，U前学术界还没有给出一个比较确切的结论。磁场能影响成垢物质的结晶速率、晶型、晶体大小和数目、水的pll值等，因而叭止水垢分子对管壁的附着。由于

9、磁场对水以及其它离子（分子）的影响是暂时的，为了避免重新结垢，需要在磁处理后做进一步处理，如在电子除垢仪卜游安装捕集器，以清除掉污垢。磁处理技术相较于其他化学除垢方法，具有投资小、操作简单、无毒无污染等特点，是一种极具发展前景的防垢除垢技术。