第４卷第６期２００４年６月
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Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｎｇ．
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综述
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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已得到应用［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——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连且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馏水与未蒸馏水的核磁共振谱比较发现，磁化水的质子共振吸收峰与蒸馏水相比，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馏水进行磁化实验发现水介电常数升高［１３｜，也证实了这点。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作用下，水分子间的氢键发生畸变，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出了相同的观点［１４｜。北京大学的谢文蕙等则指出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］一直在进行，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，２９岁，硕士，电子科技大学中山学院应用
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］。由于水分子的抗磁性随温度变化不大［１６｜，所
以上述性质的改变是较稳定的。
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尘体，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出多层次结构。如ＩｌｅｒＲ．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”，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，且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水泥石的结构更紧密［１９｜。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｜，所以表面张力降低也有利于水体对粉
尘的吸附。
２磁化水除尘装置的设计要点
２．１水流方向、流速及磁感应强度
将水以一定速度通过一个或多个磁路间隙，水流方向与磁场垂直或平行（透镜式磁场）均可得到磁化水［２１｜。由于许多离子的抗磁性要强于水，如Ｌｉ＋、Ｃ１一等口引，所以磁化水体最好是溶液，且离子在水体中力求分散均匀。在实际流体的两种流动状态——层流和紊流中，紊流由于存在壁面紊流及自由紊流［２引，且紊动发展会“一代一代”传递下去［２
４｜，
所以流体中的离子的扩散程度好于层流。而紊流与流体的流动稳定性是相关的，因此应注意流体的质量力、热量交换等对稳定性的影响［２引，泰勒通过对圆管紊流扩散研究得到综合扩散系数Ｋ一１０．１
ａｖ。
（口：圆管半径；口。：管壁切应力与流体密度比值的方根值）Ｃ２６］，因此磁化水流经的管壁也应有一定的粗糙度。罗果萍等对磁化水改善球团矿冶金性能的效
万
方数据果研究中发现，水的磁化流速在一定范围内，生球具
有较高的抗压强度与落下强度口７｜。张宝铭提出对
水进行磁化时的水流速度的经验值范围［２８｜。说明对于特定的磁处理方法、处理对象，要达到较佳处理效果，磁化水流速应在一定范围内，此范围可通过实验获得。磁感应强度方面，根据大量有关文献总结，磁感应强度达３００ｍＴ时，磁化水的物理化学性能（包括表面张力等）已有明显的改变，但磁感应强度与水的物理化学性能改变并非呈线性关系，需通过实验确定最佳的磁感应强度。磁感应强度最好是可调节的，以满足不同的粉尘、水质、环境条件的要求。张宝铭指出，应使水在磁水器内部流动的过程中，经过不同极性的磁场，以达到交变磁化的目的［２８｜。
２．２对水的磁化方式
至２００１年止，国内已有四项关于磁水器的专利［２９＿３２］。磁水器一般有永磁式及电磁式两种，永磁式不需要外加能源，结构简单，但磁场强度较低，也不易调节，且可能使用的铁磁性物质容易发生温度升高引起的退磁现象。而顾惕人指出溶液吸附实质是溶质吸附与溶剂脱附同时进行，所以此过程可能是吸热过程［３３｜，由于水体可能含溶质而呈现溶液性质，所以吸附过程可能导致温度升高，且粉尘的温度也可能是很高的，从而引起退磁现象。电磁式通过激磁电流产生磁场，磁场强度可调，但构造较复杂，且存在安全问题。在处理较低温度，且组成、粒径等物化性质非常固定的粉尘时，从成本效益方面考虑，可使用永磁式磁水器。在处理带磁性粉尘时；宜使用电磁式磁水器形式对粉尘与水相接触的区域进行磁化。磁性粉尘的一部分因磁力吸附在磁化区域内，除尘过程后切断激磁电源而沉降，一部分则自动聚集成团而被水润湿，从而更容易沉降。据有关文献介绍，有些金属电阻随温度上升而提高，如Ｆｅ［３引、Ｏｄ［３５３；所以电磁式磁水器如使用金属导电体时应注意这种现象。另外由于铁磁性物质具有磁化强度的各向异性，且有些各向异性常数随温度升高而下降，如Ｎｉ［３６３；有些甚至当温度升高至一定值时改变符号，如Ｃｏ［３７３；有些则随温度升高而先降后
升，如Ｆｅ。Ｏ。［３８｜。电磁式磁水器如通过磁化铁磁性
物质间接对水进行磁化，要注意磁化方向，也要注意磁化方向随温度的变化。２．３捕尘体形式
４９６
科学技术与工程
４卷
磁化水除尘的实质是湿法除尘当中利用了磁化水机理从而改进效率的方法，而磁化水除尘机理与普通湿法除尘应是相同的。由于粉尘粒子表面与空气间存在表面张力［３…，所以普通湿法除尘的机理关键是捕尘体代替空气接触粉尘粒子，使粉尘粒子在捕尘体上沉降。此沉降成功与否取决于捕尘体形式。当液体向含尘气体扩散时（如喷雾式除尘），液滴为捕尘体，粉尘粒子在液滴上的沉降主要通过惯性碰撞及拦截作用进行［４…。这两种作用是依靠粉尘粒子与捕尘体碰撞或接触，因捕尘体的粘附作用而使粉尘沉降。根据大量文献报道，磁化水的粘度比未磁化水的粘度低，即内摩擦力减少，液滴容易受到冲击时滑动、溃散，从而导致对粉尘的粘附能力的下降。且部分液滴与粉尘粒子的接触不可能形成“水包尘”形式，虽然液滴具有强极性，但也不能对粉尘进行及时、充分捕获，使粉尘更容易逃脱。当气液接触面为液膜时（如填料塔等），液膜成为捕尘体［４…。因液膜对粉尘形成包裹形式，磁化液膜可充分利用对粉尘润湿性强和极性强的特点对粉尘进行润湿和吸附，粉尘也更容易浸没在液膜中。所以磁化水除尘时尽可能采用液膜作为捕尘体的方法进行。王增贵在研究锅炉粉尘治理时提出烟气升速过高时会破坏水膜［４１｜，所以如采用水膜除尘器除尘，还应该注意控制粉尘在风机作用下的上升速度。如需采用液滴作为捕尘体的除尘方法，液滴与粉尘的相对速度也不能过高，且液滴数量、粒径应大于粉尘粒径。
３磁化水除尘的展望
近年来，与磁化水除尘的相关研究不断发展，主要集中在四个方面。第一是固体的表面改性。利用化学方法对固体的表面改性研究是表面化学中的热门课题［４２｜，此研究可增强固体吸附、润湿等性质，有利于除尘过程进行。如肖作顺对塑料的表面改性可提高其涂布、黏结能力［４３３；王德生证明玻璃纤维放人等离子体发生器中处理会引起“刻蚀”现象，导致
表面粗糙度增加［４４｜。第二是水与表面活性剂的配
合使用。表面活性剂分子具有憎水基及憎油基［４引，
如往磁化水中加入表面活性剂，则将形成憎油基吸
附水分子而憎水基包围水分子外表面的结构，此结构有利于对非极性粉尘发生吸附。安燕等发现使用
万
方数据十二烷基磺酸钠配制的磁化水的表面张力比磁化蒸馏水的表面张力有显著下降Ｄ２］，这样更容易对微粒（包括粉尘）形成包裹作用。上世纪９０年代初我国召开的学术会议上已宣读通过表面活性剂包裹微粒而制备超细微粒的论文十余篇［４６｜。第三是磁化水的其它物化性能研究。磁化水能治疗肾结石及胆
结石等［４７｜，刘有昌等对磁化水的抑垢机理进行了研究［４８｜，说明磁化水有抑垢效果；苏联帕特罗夫斯基
报导磁处理时，在水中出现数量不大的过氧化氢［４…，磁化水对机械加工乳化液的防腐已有成功实例［５０｜，说明磁化水有杀菌作用；Ｃｈｉｂｓ发现在流动的电解质溶液中，铝的腐蚀率下降［５１｜，吴向洋等发现油田回注水经磁处理后使油田钻头的腐蚀基本被抑
制［５２｜，说明磁化水有防腐蚀作用。第四是磁流体
（也称磁流变液）的研究。磁流体的理论和应用是目前引人注目的研究领域［５３—５８］，同时也开辟了磁化水除尘的新思路。所谓的磁流体即是由细小的磁性颗粒均匀分散在载液（如水或其它液体）中组成的稳定悬浮体系。磁流变液在稳定磁场下其热传导系数可提高７０％，而在旋转磁场下可提高１５倍［５９｜，且在磁场作用下有较高磁导率，可产生较大磁偶极矩，在磁场消失后剩磁力迅速消失。如使用磁流体对带磁性的粉尘进行处理，由于磁流体中含有磁性粒子，即增加了磁场强度和粉尘与磁场的接触面积，可以预计处理效果会比单纯磁化水的处理效果好，且由于磁流体在磁场中的传热效果好，除尘器的出口烟气温度低。如处理带磁性的金属粉尘，由于磁流体离开磁场后迅速脱磁，金属粉尘也随即脱附，则磁流体可重复使用，金属得到回收。
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ＺｈｏｎｇｓｈａｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｚｈｏｎｇｓｈａｎ５２８４０３）
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｏ
ｔｈｅｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｄｕｓｔｂｙｍａｇｎｅｔｉｃｗａｔｅｒ，ｔｈｅｏｒｙｉｎｖｏｌｖｉｎｇｐｏｌａｒｉｔｙ，ｗｅｔｔｉｎｇｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ
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ａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅｆａｃｉｌｉｔｙｆｏｒｅｌｉｍｉｎａｔｉｎｇｄｕｓｔ，ｐｏｓｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｉｎｖｏｌｖｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙｏｆｍａｇｎｅｔｉｃ
ｆｉｅｌｄ，ｆｏｒｍｏｆｗａｔｅｒｇｒａｎｕｌｅ，ｗａｙｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｗａｔｅｒａｒｅ
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（上接第４９３页）
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磁化水除尘的研究
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第４卷第６期２００４年６月
１６７１—１８１５（２００４）０６－０４９４—０５
科学技术与工程
ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＶｏＬ４Ｎｏ．６Ｊｕｎｅ，２００４
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２００４
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综述
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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已得到应用［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——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连且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馏水与未蒸馏水的核磁共振谱比较发现，磁化水的质子共振吸收峰与蒸馏水相比，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馏水进行磁化实验发现水介电常数升高［１３｜，也证实了这点。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作用下，水分子间的氢键发生畸变，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出了相同的观点［１４｜。北京大学的谢文蕙等则指出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］一直在进行，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，２９岁，硕士，电子科技大学中山学院应用
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］。由于水分子的抗磁性随温度变化不大［１６｜，所
以上述性质的改变是较稳定的。
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尘体，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出多层次结构。如ＩｌｅｒＲ．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”，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，且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水泥石的结构更紧密［１９｜。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｜，所以表面张力降低也有利于水体对粉
尘的吸附。
２磁化水除尘装置的设计要点
２．１水流方向、流速及磁感应强度
将水以一定速度通过一个或多个磁路间隙，水流方向与磁场垂直或平行（透镜式磁场）均可得到磁化水［２１｜。由于许多离子的抗磁性要强于水，如Ｌｉ＋、Ｃ１一等口引，所以磁化水体最好是溶液，且离子在水体中力求分散均匀。在实际流体的两种流动状态——层流和紊流中，紊流由于存在壁面紊流及自由紊流［２引，且紊动发展会“一代一代”传递下去［２
４｜，
所以流体中的离子的扩散程度好于层流。而紊流与流体的流动稳定性是相关的，因此应注意流体的质量力、热量交换等对稳定性的影响［２引，泰勒通过对圆管紊流扩散研究得到综合扩散系数Ｋ一１０．１
ａｖ。
（口：圆管半径；口。：管壁切应力与流体密度比值的方根值）Ｃ２６］，因此磁化水流经的管壁也应有一定的粗糙度。罗果萍等对磁化水改善球团矿冶金性能的效
万
方数据果研究中发现，水的磁化流速在一定范围内，生球具
有较高的抗压强度与落下强度口７｜。张宝铭提出对
水进行磁化时的水流速度的经验值范围［２８｜。说明对于特定的磁处理方法、处理对象，要达到较佳处理效果，磁化水流速应在一定范围内，此范围可通过实验获得。磁感应强度方面，根据大量有关文献总结，磁感应强度达３００ｍＴ时，磁化水的物理化学性能（包括表面张力等）已有明显的改变，但磁感应强度与水的物理化学性能改变并非呈线性关系，需通过实验确定最佳的磁感应强度。磁感应强度最好是可调节的，以满足不同的粉尘、水质、环境条件的要求。张宝铭指出，应使水在磁水器内部流动的过程中，经过不同极性的磁场，以达到交变磁化的目的［２８｜。
２．２对水的磁化方式
至２００１年止，国内已有四项关于磁水器的专利［２９＿３２］。磁水器一般有永磁式及电磁式两种，永磁式不需要外加能源，结构简单，但磁场强度较低，也不易调节，且可能使用的铁磁性物质容易发生温度升高引起的退磁现象。而顾惕人指出溶液吸附实质是溶质吸附与溶剂脱附同时进行，所以此过程可能是吸热过程［３３｜，由于水体可能含溶质而呈现溶液性质，所以吸附过程可能导致温度升高，且粉尘的温度也可能是很高的，从而引起退磁现象。电磁式通过激磁电流产生磁场，磁场强度可调，但构造较复杂，且存在安全问题。在处理较低温度，且组成、粒径等物化性质非常固定的粉尘时，从成本效益方面考虑，可使用永磁式磁水器。在处理带磁性粉尘时；宜使用电磁式磁水器形式对粉尘与水相接触的区域进行磁化。磁性粉尘的一部分因磁力吸附在磁化区域内，除尘过程后切断激磁电源而沉降，一部分则自动聚集成团而被水润湿，从而更容易沉降。据有关文献介绍，有些金属电阻随温度上升而提高，如Ｆｅ［３引、Ｏｄ［３５３；所以电磁式磁水器如使用金属导电体时应注意这种现象。另外由于铁磁性物质具有磁化强度的各向异性，且有些各向异性常数随温度升高而下降，如Ｎｉ［３６３；有些甚至当温度升高至一定值时改变符号，如Ｃｏ［３７３；有些则随温度升高而先降后
升，如Ｆｅ。Ｏ。［３８｜。电磁式磁水器如通过磁化铁磁性
物质间接对水进行磁化，要注意磁化方向，也要注意磁化方向随温度的变化。２．３捕尘体形式
４９６
科学技术与工程
４卷
磁化水除尘的实质是湿法除尘当中利用了磁化水机理从而改进效率的方法，而磁化水除尘机理与普通湿法除尘应是相同的。由于粉尘粒子表面与空气间存在表面张力［３…，所以普通湿法除尘的机理关键是捕尘体代替空气接触粉尘粒子，使粉尘粒子在捕尘体上沉降。此沉降成功与否取决于捕尘体形式。当液体向含尘气体扩散时（如喷雾式除尘），液滴为捕尘体，粉尘粒子在液滴上的沉降主要通过惯性碰撞及拦截作用进行［４…。这两种作用是依靠粉尘粒子与捕尘体碰撞或接触，因捕尘体的粘附作用而使粉尘沉降。根据大量文献报道，磁化水的粘度比未磁化水的粘度低，即内摩擦力减少，液滴容易受到冲击时滑动、溃散，从而导致对粉尘的粘附能力的下降。且部分液滴与粉尘粒子的接触不可能形成“水包尘”形式，虽然液滴具有强极性，但也不能对粉尘进行及时、充分捕获，使粉尘更容易逃脱。当气液接触面为液膜时（如填料塔等），液膜成为捕尘体［４…。因液膜对粉尘形成包裹形式，磁化液膜可充分利用对粉尘润湿性强和极性强的特点对粉尘进行润湿和吸附，粉尘也更容易浸没在液膜中。所以磁化水除尘时尽可能采用液膜作为捕尘体的方法进行。王增贵在研究锅炉粉尘治理时提出烟气升速过高时会破坏水膜［４１｜，所以如采用水膜除尘器除尘，还应该注意控制粉尘在风机作用下的上升速度。如需采用液滴作为捕尘体的除尘方法，液滴与粉尘的相对速度也不能过高，且液滴数量、粒径应大于粉尘粒径。
３磁化水除尘的展望
近年来，与磁化水除尘的相关研究不断发展，主要集中在四个方面。第一是固体的表面改性。利用化学方法对固体的表面改性研究是表面化学中的热门课题［４２｜，此研究可增强固体吸附、润湿等性质，有利于除尘过程进行。如肖作顺对塑料的表面改性可提高其涂布、黏结能力［４３３；王德生证明玻璃纤维放人等离子体发生器中处理会引起“刻蚀”现象，导致
表面粗糙度增加［４４｜。第二是水与表面活性剂的配
合使用。表面活性剂分子具有憎水基及憎油基［４引，
如往磁化水中加入表面活性剂，则将形成憎油基吸
附水分子而憎水基包围水分子外表面的结构，此结构有利于对非极性粉尘发生吸附。安燕等发现使用
万
方数据十二烷基磺酸钠配制的磁化水的表面张力比磁化蒸馏水的表面张力有显著下降Ｄ２］，这样更容易对微粒（包括粉尘）形成包裹作用。上世纪９０年代初我国召开的学术会议上已宣读通过表面活性剂包裹微粒而制备超细微粒的论文十余篇［４６｜。第三是磁化水的其它物化性能研究。磁化水能治疗肾结石及胆
结石等［４７｜，刘有昌等对磁化水的抑垢机理进行了研究［４８｜，说明磁化水有抑垢效果；苏联帕特罗夫斯基
报导磁处理时，在水中出现数量不大的过氧化氢［４…，磁化水对机械加工乳化液的防腐已有成功实例［５０｜，说明磁化水有杀菌作用；Ｃｈｉｂｓ发现在流动的电解质溶液中，铝的腐蚀率下降［５１｜，吴向洋等发现油田回注水经磁处理后使油田钻头的腐蚀基本被抑
制［５２｜，说明磁化水有防腐蚀作用。第四是磁流体
（也称磁流变液）的研究。磁流体的理论和应用是目前引人注目的研究领域［５３—５８］，同时也开辟了磁化水除尘的新思路。所谓的磁流体即是由细小的磁性颗粒均匀分散在载液（如水或其它液体）中组成的稳定悬浮体系。磁流变液在稳定磁场下其热传导系数可提高７０％，而在旋转磁场下可提高１５倍［５９｜，且在磁场作用下有较高磁导率，可产生较大磁偶极矩，在磁场消失后剩磁力迅速消失。如使用磁流体对带磁性的粉尘进行处理，由于磁流体中含有磁性粒子，即增加了磁场强度和粉尘与磁场的接触面积，可以预计处理效果会比单纯磁化水的处理效果好，且由于磁流体在磁场中的传热效果好，除尘器的出口烟气温度低。如处理带磁性的金属粉尘，由于磁流体离开磁场后迅速脱磁，金属粉尘也随即脱附，则磁流体可重复使用，金属得到回收。
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４９８科学技术与工程４卷
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（上接第４９３页）
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万
方数据
磁化水除尘的研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
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