磁化水除尘的研究

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1、第4卷第6期2004年6月1671—1815(2004)06—0494—05科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVoL4No.6June,2004@2004Sci・Tech・Engng・帚零劈塌沁黜莽葛风壶黔祭劫综述囊瞅电《乏《《孕《孰s%喂磷，bs转，辔环境科学磁化水除尘的研究蒋裕平(电子科技大学中山学院应化系，中山528403)摘要对磁化水除尘优越性进行了包括极性、润湿的机理分析，提出了包括水流方向、流速及磁感应强度、捕尘体形式、磁水器形式的除尘装置的设计要点，并对磁化水除尘发展进行了展望。关键词

2、机理设计发展磁流体中图法分类号X703・3；文献标识码A磁分离技术已有悠久的应用历史，1845年美国发表了一项工业磁选机专利，1972年英国的第一项磁分离专利是富拉顿用来精选铁矿的［1］,于是磁分离技术迅速推广到各种领域。在除尘方面，高梯度磁分离器的研究不断发展，在大气污染控制方面己得到应用［2］,磁化水的除尘也不断得到重视，前苏联的列宁矿山和十月矿山早在上世纪70年代就已进行磁化水与常水降尘的对比实验,我国也已从上世纪80年代开始了磁化水降尘的研究，并已研制了TFL型、尘敌型、RMJ型等磁化水喷嘴或磁水器，取得一定的降尘效果［3］。现今对

3、粒径小于2.5肛m的粉尘对人类健康的危害愈发引起重视［4］,对大气防治遵循减少污染物排放与净化治理相结合的原则［5］,由于湿法除尘在适用温度、压损、运行费用等方面有明显优势［6］,而作为湿法除尘的改进方法一一磁化水除尘有更好除尘效果的事实不断得到证实，所以发展磁化水除尘这种新型、有效的技术是迫切的。除尘中的应用。因此，对磁化水除尘相关方面进行研究，为实际应用提供理论基础的工作是必要的。1磁化水除尘优越性的机理分析1・1磁化水性质的改变磁化水所出现的变化是电磁感应导致的，即任何在磁场中运动的电荷都会受到洛伦兹力的作用。而液态水中存在着以氢键相

4、连口带有极性的水分子链(团)及水合离子，它们总在不断进行无规则、受限制的热运动。当水流以一定方向经过磁体后，产生了两方面的结果：一方面促使水分子中水合离子的正负电荷产生方向相反的旋转运动，不同电荷回旋半径不同，使水分子极性加强。如水中含金属离子，由于金属离子失去了具有顺磁性的价电子导致抗磁性增大［1川，旋转运动更激烈。安燕等通过对磁化蒸憾水与未蒸憾水的核磁共振谱比较发现，磁化水的质子共振吸收峰与蒸丫留水相比，移向变场，表明磁化水的质子电子云密度增大［1明；JoshiKanmat采用永磁体对三重蒸镭水进行磁化实验发现水介电常数升高［13

5、,也

6、证实了这点。另一方面在水分子极性不断加强及水合正、负离子作相反方向旋转运动饗孟拢?水分子间的氢键发牛畸变，甚至断裂,从而使水分子得到活化。湖南大学的朱元保等通过对磁化水进行一系列的物理化学测定提岀了相同的观点［14丨。北京大学的谢文蕙等则指岀单分子水的性质比集团中的水分子活泼得多，它能充分显示它的偶极子特虽然对磁化水的性能经常有所报道E7——93,磁化器的设计［10］—直在进行，但相关研究结果尚未明确，甚至出现矛盾的结果，从而限制了磁化水在实际2004年2月5日收到电子科技大学中山学院青年科学基金(403Y04)资助作者简介：蒋裕平，男，2

7、9岁，硕士，电子科技大学屮山学院应用化学系实验师，从事环境工程研究。万方数据6期蒋裕平：磁化水除尘的研究495性m］o由于水分子的抗磁性随温度变化不大［16

8、,所以上述性质的改变是较稳定的。果研究中发现，水的磁化流速在一定范围内，牛球具有较高的抗压强度与落下强度口7丨。张宝铭提岀对1.2磁化水的除尘途径磁化水的除尘途径可通过两种形式进行阐述。第一，经磁化且由活性水分子组成的水体作为捕?体，具有很强的极性，容易与其它物质形成物理键而发生吸附，这种吸附由经极化而加强的色散力、偶极子力等作用而形成，因此这种吸附不易解脱。粉尘也可以认为是经过加工后

9、的固体颗粒废物，而粉尘在磁场作用下同样可能导致极性加强，且粉尘由表往里往往呈现岀多层次结构。如I1erR・K.发现经研磨的石英粉是具有一定厚度的无定形层［1川，其重要特征是表层由特别细微的晶群结构所组成。这些因素导致水体与粉尘更容易发生相互吸附而除去粉尘。第二，水分子链（团）的氢键发生畸变、断裂，使液体分子间的平衡距离变大，引力常数变小，导致水体表面张力降低，对粉尘润湿性提高，更容易把粉尘颗粒“包裹二使粉尘更容易沉降。吴震藩等发现油井注入水进行磁化后表面张力下降，口磁场强度存在较佳值［183；赵辉等通过扫描电镜分析，发现磁化水水泥石比普通水

10、水泥石的结构更紧密［19丨。李培森等通过实验证实了界面张力越低的物质越易在界面上吸附［20

11、,所以表面张力降低也有利于水体对粉尘的吸附。水进行磁化时的水流速度的经验值范围［28丨