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1、磁處理技術(shù)現(xiàn)已成為國(guó)內(nèi)外工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)阻垢防垢的優(yōu)先考慮方案,該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,為我國(guó)的工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)造了巨大的環(huán)保效益,這得益于該技術(shù)自身具備獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),包括能耗低、無(wú)二次污染并且避免了添加化學(xué)藥品、浪費(fèi)水資源以及阻垢效率低等這些附加問(wèn)題的產(chǎn)生。但是不容忽視的是,隨著目前工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中循環(huán)冷卻水濃縮倍數(shù)的逐步上升,其所造成的結(jié)垢問(wèn)題也愈發(fā)明顯,但由于結(jié)垢問(wèn)題未能妥善解決,從而造成換熱系統(tǒng)工作年限和工作效率的降低,目前在工程領(lǐng)域中
2、時(shí)有發(fā)生,有時(shí)甚至嚴(yán)重影響產(chǎn)業(yè)的更新?lián)Q代和升級(jí),因此對(duì)于硬水的磁處理技術(shù)進(jìn)行改善刻不容緩。雖然磁防垢技術(shù)已在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。但是由于其理論方面的研究跟不上其實(shí)際應(yīng)用,目前還沒(méi)有統(tǒng)一的理論能對(duì)磁防垢阻垢原理進(jìn)行解釋,妨礙了該技術(shù)的繼續(xù)應(yīng)用發(fā)展,因此對(duì)磁防垢機(jī)理做進(jìn)一步研究已成為一個(gè)迫在眉睫的基礎(chǔ)學(xué)術(shù)研究的理論問(wèn)題。通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料發(fā)現(xiàn),關(guān)于硬水的磁處理技術(shù)理論研究也尚無(wú)定論,這對(duì)于技術(shù)的改進(jìn)極為不利,因此改善和提高該技
3、術(shù)必須首先對(duì)該技術(shù)的理論研究進(jìn)行梳理,同時(shí)對(duì)該技術(shù)現(xiàn)有的研究成果進(jìn)行剖析,在現(xiàn)有理論基礎(chǔ)上進(jìn)行再研究,對(duì)該技術(shù)的工程應(yīng)用將會(huì)起到很好地推動(dòng)作用。
本研究考察了磁處理?xiàng)l件對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)中水質(zhì)指標(biāo)和碳酸鈣、碳酸鎂垢的影響。對(duì)不同的影響因素,如磁場(chǎng)強(qiáng)度、初始濃度(Ca2+、Mg2+和 CO32-)、磁處理時(shí)間、溫度以及流速采用 L16(45)正交試驗(yàn)表進(jìn)行試驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)地研究,利用極差分析方法對(duì)不同的水質(zhì)指標(biāo)包括硬度、阻垢率、自由水分子
4、的相對(duì)變化率、化學(xué)位移相對(duì)變化、電導(dǎo)率、pH值、堿度、分子的能量的相對(duì)變化以及活化能量的相對(duì)變化進(jìn)行研究。此外運(yùn)用多種表征手段研究碳酸鈣和碳酸鎂的結(jié)構(gòu)比例變化,對(duì)比磁處理前后核磁共振儀測(cè)試到的半峰寬和化學(xué)位移的變化,結(jié)果表明:一方面磁處理促進(jìn)水分子之間氫鍵數(shù)量的增加,生成更多的水合離子,從而阻止了正負(fù)離子的結(jié)合,增加了阻垢效率,提高了活化能,碳酸鈣的方解石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為文石結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)增強(qiáng),并且活化能越高,這種趨勢(shì)越強(qiáng)烈。另一方面,由于帶電離
5、子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)會(huì)受到洛侖磁力,導(dǎo)致氫鍵和水合離子的數(shù)量減小,活化能和阻垢率降低。考慮到水質(zhì)指標(biāo)和水垢結(jié)構(gòu)的變化,得到最佳的磁處理?xiàng)l件是900mg/L的初始濃度、磁場(chǎng)強(qiáng)度為0.54T,溫度為303 K,時(shí)間為54 h和流速為0.17m/s,在此條件下,活化能最大。此外,還研究了 Ca2+、Mg2+、HCO3-和 CO32-對(duì)水質(zhì)的締合影響,氫鍵隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加而增加,鈣離子和鎂離子也能加強(qiáng)水分子間的締合,然而,HCO3-和 CO32-可破
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