磁防垢机理研究现状分析

磁化水防垢研究综述磁化水防垢研究综述引言水垢是由水中难溶或微溶的无机盐附着在结垢材料表面形成的附着物层。

它会降低热交换能力和反应效率，给日常生活和工农业生产带来严重的危害。

在太阳能行业中，水垢的危害更显严重。

因此，研究如何防止水垢形成具有重大的现实意义。

磁化水是指经磁场处理后的水，也叫磁处理水。

本文主要讨论的是经永久磁铁产生的静磁场磁化的水。

磁化水防垢具有使用方便、经济、无毒和无污染的特点。

磁化水还具有除垢、缓蚀、杀菌等多种功能，是一种很有发展前途的水处理方法。

磁化水防垢的研究磁化水防垢的研究主要涉及水垢种类和形成机理、磁化水的理化特性、影响磁化水防垢的因素以及磁化水防垢机理。

水垢主要分为碳酸盐水垢、硫酸盐水垢和硅酸盐水垢。

不同种类的水垢形成机理不同，需要针对不同种类的水垢采取不同的防垢措施。

磁化水具有磁场效应，会改变水的物理化学特性，如表面张力、溶解度等。

这些改变会影响磁化水防垢的效果。

影响磁化水防垢的因素主要包括磁化强度、水流速度、水温、磁化时间和水质等。

磁化水防垢的机理主要有两种，一种是物理作用，主要是利用磁场对水中的离子进行定向排列，从而防止水垢形成。

另一种是化学作用，主要是利用磁场改变水中离子的活性，使其不易形成水垢。

磁化水防垢的问题目前磁化水防垢研究存在一些问题，主要包括磁化水防垢机理不明确、磁化水防垢效果不稳定、磁化水防垢设备的制造成本高等。

需要进一步研究解决这些问题，提高磁化水防垢的效果和应用范围。

结论本文综述了目前磁化水防垢的研究，包括水垢种类和形成机理、磁化水的理化特性、影响磁化水防垢的因素以及磁化水防垢机理等方面。

同时也总结了目前磁化水防垢研究存在的问题，以期对磁化水防垢的进一步研究有所帮助。

因之一。

此外，磁化水的表面活性剂含量也会发生变化，使其具有更好的分散、润湿和渗透性能[9,12]。

同时，磁化水对植物生长和动物健康也有一定的促进作用，因为它能提高水中微量元素的利用率和吸收能力[8,11]。

电磁场在阻垢方面的研究电磁场在阻垢方面的研究摘要：本文研究了脉冲高压静电场与磁场复合作用对工业循环水的阻垢特性。

发现脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢和CaSO4垢的阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。

关键词：脉冲高压静电场；磁场；阻垢；工业用水系统中发生的结垢问题，对工厂设备的有效利用危害很大，它可能导致生产效率下降、费用提高，和引起设备和人身事故。

所以，应该采取合理的水处理技术对水质加以处理，最大可能的排除这些障碍，达到所要求的用水指标。

本次实验在已有的脉冲高压静电水处理的基础上再增加磁场处理，以弥补彼此的不足并增强水处理的效果，更好的发挥它们的优越性。

实验现象：在没有经过脉冲高压静电场、磁场复合处理的情况下，水箱底部以及侧壁均附着一层白色的晶体，电加热器外壁上也明显附着一层白色的垢层；而经过脉冲高压静电场、磁场复合处理之后却观察不到此现象。

1.阻垢率1)电磁复合处理对CaCO3垢的阻垢率循环处理8h之后，取出经过脉冲高压静电场、磁场复合处理以及脉冲高压静电场处理和未处理实验装置中的电加热器，分别称重，实验结果如下表：表1电磁复合处理、静电处理与未处理的CaCO3垢重阻垢率公式为：(4-1)式中：－阻垢率，%；－未处理装置中电加热器的垢量，克；－经过处理之后电加热器的垢重，克。

于是，由上式可得出电、磁复合处理的阻垢率为：得出静电处理的阻垢率为：分析：从实验结果来看，脉冲高压静电场和磁场复合作用于循环水的阻垢方面，能起到很好的效果，明显减少了CaCO3垢在换热面上的沉积，阻垢率达到93.2%；而单纯用脉冲高压静电场对水进行处理，虽然也有一定的阻垢作用，可是阻垢率不高，只达到63.1%，电、磁复合处理的阻垢率比单纯用静电场处理提高了47.7%。

显而易见，脉冲高压静电场和磁场复合作用于水处理的CaCO3垢阻垢方面是有效可行的，能够很好的抑制水垢的生成以及在换热面上的沉积。

循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素分析摘要：这一现象在于工业上循环冷却水一直重复存在而导致的。

为了研究循环水磁防垢除垢作用机理，本篇文章中通过对循环水磁防垢进行分析相关研究，总结了一些磁处理的水理化性质及其变化以及相应的水垢之间的变化等原因；其所处系统能量的内在联系，并结合了影响多方面循环水磁防垢除垢作用机理的原因；对当前循环水磁防垢除垢相关可能出现的不同原因出发；相关工作人员从体系能量的落脚点原因对循环水磁防垢除垢的作用机理以及影响因素进一步作出探讨。

关键词：磁处理水；氢键；活化能；除垢防垢；能量机理循环水磁防垢除垢的作用机理简单的来讲，就是一些水分子经过某些磁场的作用之后，间接的增加了氢键的数量，从而形成更多的水合离子化合物，进而大大减少了水垢的形成，也导致了体系和能量发生了变化，也进一步的增加了本身的活化能性质、促进了水体向软垢的转变。

在这种磁场作用后的能量重新分配的，此外循环水磁防垢除垢作用影响因素众多，我们针对磁处理阻垢效率的因素做出相关讨论。

一、磁处理的研究现状在近几年来有关的工作人员通过研究水的性质，研究磁处理现象对循环水磁防垢除垢作用机理及影响因素作出了进一步的分析。

相关的工作人员通过实验研究进一步深化了磁处理现象对水的化合性质，通过研究发现了磁场的作用对水的电导率的变化有很大的影响，研究发现随着磁处理的作用时间越长，水体的电导率也相应的变大。

有关工作人员还针对处理形式的方式、方法与对水的理化性质进行分析。

随着磁处理的增长，溶液吸光度也出现了很大程度上的增加。

一些研究也表明在氯化钙溶液当中，随着水分子内结构的影响，对于水分子当中氢键的断裂也有着积极的影响，可见对于此处理现象对水分子结构的变化有着多种多样的影响，因此有关人员需要进一步分析研究。

二、防垢除垢作用机理推断1、磁场作用下水分子结构的变化与体系能量的关系有相关研究表明，经过磁场的作用之后会发生水合离子表面张力下降的现象，因此可以推断出来磁场作用主要是通过对水分子的结构影响来间接影响水表面张力的，同时也进一步的发现了表面张力的变化程度是由于磁场的强度导致的，当磁场的强度普遍的分布在0.3T的时候，水分子的表面张力系数就会达到最大值。

分类号 ： 学校代码 ： 10426密级 ： 学号 ： 2015030041硕 士 学 位 论 文MASTER DEGREE THESIS脉冲电磁场阻垢机理分析及效果研究作 者 ： 李冠林指导教师 ： 刘炳成学科专业 ： 精密仪器及机械专业代码 ： 080401研究方向 ： 节能环保型技术与装备2018 年 4 月 17 日脉冲电磁场阻垢机理分析及效果研究摘 要冷却水在循环过程中由于水分的损失、温度的变化等原因极易在换热设备内生成水垢，导致换热设备出现效率降低、压降增大、设备损坏等问题。

因为化学阻垢法存在成本高、对环境造成二次污染等缺点，所以物理阻垢法成为循环水阻垢领域发展的趋势。

脉冲电磁场阻垢装置因安装方便、操作简单、使用便捷等特点使其从物理阻垢法中脱颖而出。

本文分析水垢的形成过程、影响水垢形成的因素，从电磁场对水溶剂性能和碳酸钙晶体的影响两个方面探讨脉冲电磁场阻垢机理，发现频率和感应磁场强度是影响阻垢效果的两个重要因素。

通过使用ANSYS模拟软件分析管道材料对管道内感应磁场强度的影响，发现电磁场阻垢系统中应优先选择PVC管等非导磁材料作为缠绕管道；开展实验探究电源输出信号频率、缠绕线圈匝数和管道直径的变化对管道内感应磁场强度的影响，发现管道内感应磁场强度随频率和管径的增大而减小，而缠绕线圈匝数的变化对管道内感应磁场强度的大小影响很小。

从电磁场对水溶液溶解能力和碳酸钙晶体析出与生长速率的影响两个方面开展静态试验，排除水的流速、温度等因素对实验造成的影响，实验结果表明在脉冲电磁场的作用下水溶液对碳酸钙的溶解度增加，而且碳酸钙晶体的析出与生长速率增加。

开展动态试验研究阻垢参数的改变对阻垢效果产生的影响，实验中配置硬度为1000 ppm的过饱和溶液作为实验用水，实验结果表明频率和缠绕线圈匝数的变化都会对阻垢效果产生影响，频率适中时阻垢效果较好，缠绕线圈匝数的增加会提高阻垢效果。

比较实验中采用的频率和匝数对阻垢效果的影响发现，当电源输出频率为2 kHz，线圈缠绕匝数为90时，阻垢效果较好，阻垢率达到90.6%。

电磁除垢防垢技术的现状、机理与应用
刘晓鹏;贾凯;高彦峰;张恺;胡政;张立强
【期刊名称】《当代化工研究》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】对于结垢情况严重的循环冷却系统及管道,传统的除垢和防垢采用机械冲刷与化学药剂相配合的方法,其短期效果良好,但其除垢过程产生的污水,以及循环过程的高浓缩倍率废水都会对周边环境与水体产生严重的污染和危害。

而电磁防垢阻垢技术可显著减少化学试剂的使用量,设备操作简单,服务期长,且基本零耗材,零污染,使用和运营成本极低。

本文对电磁防垢阻垢技术的现状进行了简述,阐述了其工作机理,最后通过两个现场实际应用数据介绍了电磁防垢阻垢技术的效果。

【总页数】3页(P128-130)
【作者】刘晓鹏;贾凯;高彦峰;张恺;胡政;张立强
【作者单位】国家能源集团山西电力有限公司;沈阳化工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TH117.1
【相关文献】
1.电磁水处理的防垢和除垢机理探讨
2.超声波防垢和除垢技术的应用及其空化效应机理
3.火电厂灰水系统管道结垢机理及防垢除垢技术综述
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5.水的电磁变频除垢防垢技术和实验研究
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磁化水处理技术的研究现状及防垢机理Ξ磁化水处理技术的研究现状及防垢机理许国凤, 舒福昌, 周双君, 李杨(长江大学化学与环境工程学院, 湖北荆州434023)摘要: 本文简要的介绍了磁场对水溶液物理化学性质的影响, 对水溶液中垢质结晶过程的影响,离子在磁场作用下对磁化效果的影响以及磁化水防垢除垢的机理。

关键词: 磁场; 磁化水处理; 防垢机理; 研究现状在油田的开发、生产、集输过程中, 结垢现象经常发生。

结垢会造成油井及管道堵塞、加热效率降低、输液泵排量减少, 使油井的正常生产能力和油气管线的有效运输能力受到影响, 同时也增加了油田的生产成本。

全球每年用于垢的清洗和结垢引起的热损失方面的资金达百亿美元。

长期以来, 人们对水垢的组成、预防以及水的软化进行了大量的研究, 找到了不同的防垢方法, 归纳起来主要有化学方法和物理方法两大类。

化学方法包括碱沉淀法、投加阻垢剂法和离子交换法等1 。

物理方法包括水电解法、磁化法、超声波法 2 和无线电频率照射法 3 。

这些方法都可以有效防垢阻垢, 目前在油田用得较多的是投加阻垢剂法。

但此法会增加运行成本, 其次由于处理水样的复杂性, 阻垢剂的类别和比例需要随水样而改变, 而且对水质会造成污染。

其中, 物理方法中的磁化法因其投资小、操作简单、无毒无污染, 集防垢、除垢、杀菌、缓蚀等多种功能于一身, 是一种极具发展前景的防垢除垢技术 4 。

本文就磁处理防垢与除垢的研究现状与机理作一简要介绍。

1 磁化水处理的研究现状从1945 年V e rm e r iven 发现用“磁化水”可以减少锅炉水垢的生成, 磁化水处理技术得到广泛的研究和发展。

20 世纪80 年代末至90 年代初, 磁防垢除垢技术先后在我国的大庆、辽河、玉门、华北、新疆、胜利等油田进行了现场实验和应用, 在节能降耗、减少环境污染等方面取得了显著的经济和社会效益。

1. 1 磁场对水溶液物理化学性质的影响大量文献表明, 磁场可以在某种程度上改变水及其溶液的部分物理化学性质, 如电导率、表面张力、胶体颗粒的Φ电位、pH 值等5- 8 , 并直接影响到垢质的形成和生长。

强磁磁化水防垢的原理及相关效应概述Ξ徐中德,刘翠兰,赵　军,解　萍(包头稀土研究院,内蒙古　包头　014030) 摘　要:主要阐述了磁场对水的磁化原理,从而产生防止结垢的机理。

同时对磁场的设计进行了简单的阐述。

并就磁化水对人体的有益作用作了简单介绍。

关键词:强磁;磁化;防垢器磁路设计中图分类号:TU991127 文献标识码:A 文章编号:100420277(2006)0620099203 磁场除垢早在半个世纪前已有定论。

1945年,比利时科学家V erm eiren T首先提出了利用磁处理水能够使锅炉去垢,并获得专利权。

同年,比利时工程师别尔梦林发明了第一台磁水器,这一发明几乎在所有工业发达国家获取了专利。

随着稀土永磁材料的高速发展,国际上的磁化处理应用产品繁多,应用范围日益拓宽。

目前已渗透到冶金、化工、交通运输、环境净化、造纸、制陶、医药、农业等行业部门。

我国磁化处理水的研究开发工作,近年来也有长足的发展。

我国是从1959年开始将磁化水应用于锅炉和冷却水系统中的。

当时使用的永磁体是磁能积较低的铁氧体,这种用铁氧体试制的磁化水处理装置在华北、东北、西北等地区锅炉系统中应用,其效果不太理想。

作为一门科学技术,随着国家对节能工作的重视及应用基础研究工作的积累,必然对应用研究提出新的要求。

在稀土永磁材料的应用领域中,磁处理水无论在人们日常生活保健,还是在工业除垢节能领域又掀起了热潮[1]。

1　对水的认识了解我们生命之源的性质特性,是为了探索磁处理水的机制。

水是一种综合式的液体。

水有很大的分子间力。

极纯的水有微量的电导率,表示有极少量的H+和O H-。

根据北京大学谢文蕙教授磁处理水的机理认为,水在有盐存在的情况下,一个小离子周围水结构模型分为三层:冻结在正离子周围表面的水分子为第一水化层,也称为化学水化层,正离子对第一层水分子有吸电子作用,由这些水分子再与第二层水分子形成氢键,结合成第二水化层,这是结构破坏区,也称物理水化层,高价水离子这一层相当大;第三层是正常的水分子区。

自1890年France和Cabell申请专利起，电磁场用于水处理已有100多年的历史了。

1945年比利时工程师弗米伦（T.Vermeriven）发现水流经磁场后，所含的钙镁等硬度盐类不再以硬垢形式析出，而是形成松软而缺乏附壁能力的泥渣，可以借助排污排走。

之后，水的电磁处理技术得到了广泛的研究与发展。

迄今世界上有很多公司生产电磁处理装置，其设备已广泛用于工业与民用给水系统中防垢、除垢、杀菌、防腐及石油开采、农业灌溉和医学等领域。

我国从50年代就开始了电磁技术用于锅炉水除垢和防垢的研究与应用，并于1959年生产了第一台永磁处理器，电磁处理器的应用也几经反复，也有一些厂家生产电磁处理器，近年来也开发出了“超强套筒式内磁处理器”和“BCH型波纹管式磁防垢除垢器”等。

相关的静电水处理器、电子水处理器和高频电子处理器的开发与应用亦得到了长足的发展。

有关电磁处理器在水的防垢与除垢方面的应用报道近年也有一些。

尽管电磁处理防垢与除垢的研究与应用取得了可喜的成果，但由于水的性质千差万别，所报道的研究结果重复性及可比性差，结果也相差甚远，至今还没有建立令人信服的理论与模型，使得电磁处理器的设计与应用缺少理论指导。

加上各生产厂商对研究与应用中得到的电磁设备参数实行了保密，极大地阻碍了电磁处理器的推广应用与发展。

电磁处理防垢技术经过几十年的曲折发展，其应用和理论研究都已取得可喜的成绩，人们对该技术的认识也趋于理性化，既不否定其效果，也不夸大其作用。

然而电磁处理防垢技术在许多方面还有待进一步的研究与发展，主要表现在以下几方面[8]：①基础理论的研究还滞后于应用研究。

电磁处理防垢的机理还没有真正认识，对电磁处理作用的最佳条件、影响因素还没有完全了解，尤其是定量研究还较少，关于水溶液中的成垢物质的饱和度、离子的种类与浓度、pH 值、磁场强度、作用时间、流速、温度等因素对防垢效率的定量影响及相互间的定量关系很少报道，因而在电磁处理应用设计过程中缺乏定量的依据作指导，很多依赖于经验，影响了其应用的成功性。

第２３卷第ｌ期河北省科学院学报Ｖ０１．２３Ｎｏ．１１１竺！生！旦！！兰竺堂芷！垦！坚！些！垒！唑竺ｚ竺兰！！！竺！！！坠！：：三塑垒文章编号：１００１—９３８３（２００６）０１—００６０—０３磁化水阻垢技术的研究现状及进展张东升１，刘振法１’２，张利辉２，闫美芳１（１．河：ＩＩ：Ｚ业大学化工学院，天津３００１３０；２．河北省能源研究所，河北石家庄０５００８１）摘要：阐述了国内外对磁化水阻垢技术的研究现状、进展，介绍了磁化防垢技术在锅炉、工业水处理中的应用。

关键词：磁化水，阻垢，水处理中图分类号：ＴＱ０８５文献标识码：ＡＳｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒａｎｔｉ－ｓｃａｌｉｎｇＺＨＡＮＧＤｏｎｇ—ｓｈｅｎ９１，ＬｌＵＺｈｅｎ—ｆａｌ・２，ＺＨＡＮＧＬｉ—ｈｕｉ２，ＹＡＮＭｅｉ—ｆａｎ９１（Ｊ．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ｌｔｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，死，衲３００１３０，Ｃｈｉｎａ；２．ＨｅｂｅｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｎｅｒｇｙＳｏｕｒｃｅｓ，Ｓｈｉｙｉａ矗ｎａｎｇＨｅｂｅｉ０５００８１；Ｃｈ／ｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：７ｒｈｉｓｐａｐｅｒｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｓｔａｔｕｓａｎｄｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｏｒａｎｔｉ—ｓｃａｌｉｎｇ，ｔｈｅ印一ｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｂｏｉｌｅｒａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉｃａｌｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｍａｇｎｅｔｉｃｗａｔｅｒ；Ａｎｔｉ—ｓｃａｌｅ；Ｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ磁化即使水流过一个磁场，与磁力线相交，水受磁场外力作用而磁化。

经过磁场处理的水即为磁化水…。

磁化水处理技术已广泛应用于工业、农业、医学等领域，目前应用较为广泛的是在锅炉、工业水处理中的阻垢方面。

磁场防垢的原理以及应用1. 磁场防垢的原理磁场防垢是一种利用磁场的力作用于水中的颗粒物质，防止其附着在管道壁面上形成垢层的技术。

其原理主要包括以下几点：•磁场的作用力：磁场中的颗粒物质受到磁场力的作用，在流动时会发生微小的偏移，从而无法附着在管道壁面上。

这是磁场防垢的基本原理。

•磁场的改变结构：磁场可以改变水中颗粒物质的结构，使其变得不容易附着在壁面上，从而降低垢层的形成。

•磁场的破碎作用：磁场可以破碎已经形成的垢层，将其细微的颗粒物质彻底分散在水中，从而减少垢层对管道的堵塞。

2. 磁场防垢的应用磁场防垢技术广泛应用于各种工业领域的水处理系统中，包括但不限于以下几个方面：2.1. 锅炉水处理在锅炉系统中，磁场防垢可以有效防止水中的碳酸钙、硅酸盐等物质在加热过程中形成硬水垢。

这样可以保持锅炉的高效运行，减少能源消耗，延长锅炉的使用寿命。

2.2. 冷却水处理在冷却水系统中，磁场防垢可以防止水中的颗粒物质附着在冷却设备的管道壁面上，从而降低冷却效果。

这样可以提高冷却系统的效率，减少能源消耗，延长设备的使用寿命。

2.3. 循环水处理在循环水系统中，磁场防垢可以降低水中的颗粒物质对管道的堵塞，减少维护清洗工作的频率，提高系统的运行效率。

2.4. 饮用水处理在饮用水处理中，磁场防垢可以减少水中的颗粒物质，提高水质的纯净度，保证饮用水的安全性。

2.5. 其他工业领域的应用磁场防垢技术还可以应用于其他工业领域，如造纸、石化、食品加工等，用于处理相应工艺中的水质问题。

3. 磁场防垢的优势和局限性磁场防垢技术相比传统的化学防垢技术具有以下优势：•环保节能：磁场防垢不需要使用化学物质，无二次污染，对环境友好，并且可以减少能源的消耗。

•维护成本低：磁场防垢不需要频繁的清洗和维护，减少了维护成本和工作量。

然而，磁场防垢技术也存在一些局限性：•适用性有限：磁场防垢对水质的适应性有一定限制，对于一些特殊的水质问题可能无法达到预期效果。