旋转磁场与水量耦合对CaCO_3结晶的影响

随着环保问题越来越得到重视,无化学药剂添加的阻垢方法也愈加引起研究者的关注。磁处理被一些研究者认为是一种无污染、低成本的物理防垢方法,但其在工业应用中的有效性和作用机制仍存在很大争议。以碳酸钙结晶体系为研究对象,新设计了磁场作用范围宽窄两种形式的磁处理装置,着重考察了与工业应用密切相关的处理水量与磁处理效果间的耦合关系。结果表明,当处理水量较小时,磁处理可促进碳酸钙的均相成核,使生成的晶体粒径变小数量增多,总沉积量增大,并且磁处理效果在一定转速范围内随旋转磁场转速的增加而增强。此外发现,旋转磁场与水量有明显的耦合关系:当磁处理条件不变而处理水量增大时,磁处理效果就会减弱;当处理水量一定而强化磁处理条件时,磁处理效果就会增强。先磁处理一部分溶液再逐步添加溶液进行的分步磁处理实验表明,该法可提高大水量条件下碳酸钙的去除率,使磁处理效果更为明显,同时表明了处理水量与磁场相匹配耦合的重要性。     

流速对磁场阻垢效果的影响

利用双道的实时监测系统,通过监测碳酸钙过饱和溶液中的pH和Ca2 浓度在析晶过程中的变化,系统的研究了不同流速下磁场的阻垢效果.准确、可重复的试验数据表明,磁场对碳酸钙过饱和溶液有阻垢效果,并且不同流速下磁场的阻垢效果不同.同时试验结果还表明在磁处理时间恒定的条件下,在0～6 m/s的流速范围内,溶液通过磁场的流速越高磁处理的阻垢效果越强.     

直流脉冲电磁技术的抑垢效应

将直流脉冲与扫频技术相结合，利用新型的扫频直流脉冲电磁水处理器进行循环水抑垢效应的研究。采用挂片法对不同磁处理参数条件下脉冲磁场的抑垢率进行测定。实验表明：扫频脉冲磁场对碳酸钙型水垢具有良好的抑垢作用，最佳抑垢率达90％以上。除磁场强度、处理时间外，磁场方向、磁程、过水管材及流速也是影响抑垢效果的关键因素。采用垂直异向的磁场方向、导体性质的过水管材及适中的水流速度会充分加强磁场的抑垢效应。磁处理的抑垢率随磁场强度、处理时间及磁程的增大而提高。此外，电镜分析说明磁场直接影响了水垢晶体的结晶过程，改变了晶体的结构形态。     

磁场对碳酸钙成核结晶过程的影响

利用自行设计的磁化水循环装置,测定了不同温度下,含有Ca2++CO32-+HCO32-的纯水溶液垂直通过均匀可调磁场(最高达4 100 mT)经磁处理后溶液的电导率、浊度和碳酸钙浓度的变化趋势,用XRD测定了不同磁处理条件下得到的碳酸钙晶型,研究了碳酸钙的成核结晶过程,从热力学角度探讨了磁场对碳酸钙成核结晶过程的作用机理.实验结果表明,磁场对碳酸钙晶体生成速率和晶型结构的影响主要是因为磁处理改变了水分子簇的结构,从而改变了碳酸钙晶核先驱水合化碳酸钙的形成和脱水过程.     

磁场对碳酸钙析晶过程影响的定量研究

借助析晶动力学监测系统，研究了一定强度的磁场对碳酸钙过饱和溶液的析晶过程的影响。定量的、可重复的数据表明，在一定的Ca^2 和CO3^2－浓度范围内，磁场对碳酸钙晶体的生长析出具有明显的抑制作用。对不同溶液进行磁处理的实验结果显示，磁场阻垢既通过成垢阳离子Ca^2 起作用，也通过成垢阴离子CO3^2-起作用。     

磁化除垢影响因素作用规律及其数学模型研究

在交变磁场作用下对碳酸钙进行除垢的影响因素较多，为研究磁场条件下不同工艺因素对碳酸钙结垢的影响规律，研究采用正交方法对饱和碳酸钙溶液进行了磁化试验处理，结果表明：磁化时间和初始钙离子浓度为影响磁化除垢的最显著因素，当磁化时间为0.5 h、电流频率为0.6 kHz、线圈匝数为100圈、c₀（Ca²⁺）为1 000 mg/L、波形为方波时，该条件下磁化溶液的电导率平均值为1.474 mS/cm，与未磁化碳酸钙溶液相比，其电导率增加了0.147 mS/cm，电导率可增加11.45个百分点，除垢效果良好。研究通过回归分析方法建立的磁化除垢作用规律数学模型，可为提高管路的磁化除垢效率提供一定的理论依据，也对工业冷却水系统的除垢问题有重要的参考意义。     

外磁场及硫酸镁对碳酸钙溶解行为的影响机理研究

为揭示动态水条件下外磁场中硫酸镁对碳酸钙溶解过程的影响规律，采用SEM、XRD、离子浓度检测、电导率检测等手段对碳酸钙的溶解行为进行表征，结果表明：外磁场及硫酸镁可明显提升碳酸钙的溶解能力，当外磁场中硫酸镁的质量分数由0升至3.0%时，溶液中钙离子浓度升高了58.62%;外磁场可使碳酸钙(104)晶面间距、微观应变和位错密度增大，使得碳酸钙的晶胞体积膨胀、结构疏松，晶体缺陷增多，有利于碳酸钙与水分子的水合及其在水溶液中的溶解扩散，硫酸镁则通过镁离子的盐效应促进溶液中碳酸钙的溶解。研究成果可为采用磁化技术调控碳酸钙溶解行为研究提供参考。     

碳酸钙结晶过程的动力学研究

研究了磁化对碳酸钙结晶过程的影响。发现磁处理抑制了晶体的生成 ,有 8min左右的诱导期存在 ,结晶速度比未经磁处理的溶液下降了 75 3%。在同类实验中 ,存在磁处理时间愈长 ,诱导期增长 ,结晶速度更慢等趋势。同时发现 ,磁场对碳酸钙结晶过程的影响主要是通过成垢阴离子起作用。磁记忆效应至少可持续 72h。     

磁处理对水溶液pH值和电导率的影响

碳酸钙、碳酸氢钙及其混合水溶液分别以3．7m/s的流速通过磁场强度为6040高斯的正交磁场进行循环运行,磁处理后碳酸钙水溶液的pH值快速下降直至恒定,碳酸氢钙水溶液的pH值先下降后上升出现一最低值,而混合水溶液的pH值则缓慢下降,三种溶液的电导率均上升;室温放置24h后pH值的变化趋势未变,但电导率变得相近,说明磁处理主要通过促进CO2的溶解而起作用的并具有“记忆效应”,这种作用与溶液的性质有关;溶液加热后的pH值及电导率的变化也证明了这一点。     

横向旋转磁场对液固流化床中铁磁颗粒成链旋转的影响

<正>朱庆山研究表明,把铁颗粒添加到粘性粉体中,在轴向磁场的作用下,铁颗粒能够成链.Penchev和Hristov研究了横向磁场中铁磁颗粒流态化后,指出横向磁场流态化的一个主要特征也是磁链流态化.不过,这些研究只注重磁场流态化的一些本征特征,没有考虑通过磁场的变化改变磁链长度和磁链运动的方式,进而改善流化的质量.可以设想,如果这样的磁链放在横向均匀旋转磁场中使其自旋,那么自旋的颗粒链就能够对流化的颗粒起到搅拌和混合的作用,因而能够提高流态化的质量.     

羧甲基葡聚糖的快速沉降法阻垢特性研究

工业循环冷却水中的碳酸钙污垢一直是困扰工业生产者的重要问题,使用快速沉降法（FCP）研究了不同浓度的羧甲基葡聚糖对于碳酸钙污垢的抑制作用。控制溶液中的钙离子浓度为200 mg/L,羧甲基葡聚糖的浓度分别为0.5、1、2和4 mg/L时,对羧甲基葡聚糖的阻垢性能进行分析。结果表明,羧甲基葡聚糖对于减缓碳酸钙的成核过程有明显效果,此外,它也显著降低了碳酸钙成核后晶体的生长速率。当羧甲基葡聚糖的浓度为4 mg/L时,羧甲基葡聚糖对于碳酸钙的成核及晶面生长起到了完全抑制的作用,对于工业应用中碳酸钙的防垢处理,提升换热效率具有借鉴意义。     

磁化水处理在防垢和膜分离中的应用

本文详细介绍了磁场对水溶液物理化学性质和结晶过程的影响,磁场作用下离子对磁化效果的影响,磁化水处理机理以及磁场与膜分离过程相结合的研究和结论。     

磁处理在抑制碳酸钙结垢中的应用

磁处理技术自其诞生时起,其阻垢效果就一直存在争议。磁场阻垢是通过成垢阳离子Ca2+和阴离子CO32-起作用。磁处理能有效地抑制水垢的生成,甚至可以消除已经形成的水垢。文中从理论和实践的基础上证实磁处理水溶液具有先促进碳酸钙晶核生成,而后却抑制晶核长大及生成的作用;并指出磁处理是一种极具发展前途的阻垢技术。     

电磁场协同处理电厂循环冷却水阻垢实验

采用自制的双通道工业循环冷却水分析实验台和磁电协同式工业循环冷却水阻垢处理器对火电厂循环冷却水进行了动态模拟阻垢实验研究。通过正交实验,优化了影响阻垢率的实验参数;通过对换热铜管表面的Ca CO3水垢晶体所进行的SEM和XRD分析,研究了经电磁场协同处理后,水垢晶体中文石和方解石含量的变化。研究表明,在脉冲方波占空比为70%,脉冲方波频率为100 Hz,水流速度为0.870 m/s,离子棒电压为5 k V时,在动态模拟实验运行30 h后,阻垢率可达78.23%。经最佳方案组处理后的方解石晶体的生长受到抑制,促进了文石晶体的生长。     

聚天冬氨酸与磁场协同效应对碳酸钙晶型及阻垢性能的影响

研究了单独使用环保型高分子聚合物——聚天冬氨酸、磁场以及磁场与聚天冬氨酸的协同作用对碳酸钙晶型和阻垢性能的影响.利用扫描电子显微镜和X射线衍射等技术对碳酸钙晶体进行观察和晶型分析,结果表明：与普通水比较,磁化水可使碳酸钙结晶中文石与方解石的比例由1∶3转变为1∶1.3;聚天冬氨酸的存在可使碳酸钙晶体几乎全部转化成球霰石结构;聚天冬氨酸对Ca²⁺有螯合作用,磁场与聚天冬氨酸的协同作用可进一步提高对Ca²⁺的螯合作用.利用自行设计的带有加热系统的循环水动态实验装置,测定了不同条件下传热面上的结垢情况.实验结果表明,磁化水的阻垢率为32.2%,浓度为3 mg·L^-1的聚天冬氨酸溶液阻垢率为55.2%,磁场与聚天冬氨酸协同作用时的阻垢率为69.5%,具有很好的协同阻垢作用.     

基于介稳区的电磁抑垢最佳磁场强度探寻

电磁抑垢技术以其投资少、无污染等优点备受业内人士瞩目。合理选择电磁参数,是达到电磁抑垢最佳效果的必要条件之一。根据电导率滴定法,设计了动态电磁实验装置,在给定实验条件下进行了实验,并对电导率随时间变化的特征进行了对比分析,得到不同溶液浓度和不同电磁场强度作用下的碳酸钙结晶介稳曲线,从介稳区的角度分析电磁场对碳酸钙结晶成核诱导期的影响,确定了电磁场抑制碳酸钙结晶的最佳磁场强度值为200Gs。     

填料对聚氯乙烯发泡人造革发泡倍率的影响

通过对碳酸钙、硅灰石和滑石粉填充聚氯乙烯(PVC)发泡人造革的试验,研究了不同填料用量及发泡时间对PVC发泡人造革发泡倍率的影响。结果表明:若保持发泡配方中的其他组分含量不变,只改变某一填料用量,PVC发泡倍率随碳酸钙或硅灰石添加量的增加而降低;而对于滑石粉用量,在发泡时间较短时,用量达到30份,PVC发泡倍率出现最大值,当发泡时间较长时,发泡倍率随着滑石粉添加量的增加而升高;若保持发泡配方中发泡剂和发泡助剂的相对含量及混合料黏度不变,碳酸钙和硅灰石用量分别达到60份和55份(树脂为80份)时,PVC发泡倍率出现最大值。对于滑石粉,发泡时间短时,发泡倍率随着其添加量的增加而升高,发泡时间长时,填加30份,PVC发泡倍率会出现最大值。     

华庆油田一套井网两层开发水质配伍性与阻垢技术研究

华庆油田属特低渗油田,为有效提高效益,在开发过程中采用一套井网延长组长6、长8两层开发,地层水之间、注入水与地层水之间的配伍性与阻垢技术研究是油藏开发面临的首要问题。通过水质配伍性分析认为,长6、长8层水之间结垢以碳酸钙为主,结垢量在50-100 mg/L,注入水与长6、长8层水之间以硫酸钡锶垢为主,结垢量在80-490 mg/L。研究筛选出TH-60阻垢剂针对硫酸钡垢,阻垢率达60%以上,现场试验5个增压站,有效遏制了集输管线结垢趋势。     

改性聚乙二醇多磺酸基水处理剂的制备及性能

以过硫酸铵为引发剂,以马来酸酐改性聚乙二醇得到的聚乙二醇酯(PEGMA)、乙烯基磺酸钠(SVS)、丙烯酸(AA)为单体,通过水相自由基共聚反应制备目标共聚物PEGMA-SVS-AA。考察了聚合工艺对其阻碳酸钙垢性能的影响,利用红外光谱对共聚物结构进行表征,得到最佳聚合反应条件为:n(PEGMA)∶n(SVS)∶n(AA)为1∶3∶5,过硫酸铵用量为单体总质量的6%,反应时间2.5 h,控制反应温度为80℃。在该条件下制备的聚合物PEGMA-SVS-AA在模拟工业生产循环冷却水条件下,其阻碳酸钙垢率达到89%。使用XRD和SEM对碳酸钙垢进行了表征,该水处理剂不仅改变了碳酸钙的形貌而且改变了碳酸钙的晶型。