搜索
电磁场水处理是一种物理法，具有无毒无污染的特点，应用方便、投资少、容易屏蔽、节能、环保、运行维护方便和成本低廉的优点,因此应当得到重视。电磁处理器在水处理中可集防垢、除垢、缓蚀、分离净化、杀菌等多功能于一体。随着环境保护的日益严格和水资源的日益紧缺，电磁处理技术将得到愈来愈广泛的重视。对此进行系统研究无疑具有重要的意义。目前，电磁处理防垢主要应用于各种循环冷却水和热水锅炉系统，在蒸汽锅炉中也能应用，但由于温度大于100℃以后，溶液过饱和度大，产生的软泥较多，排污量大，能量浪费大，故电磁处理防垢比较适合90℃,以下的体系防垢。从理论上讲，电磁处理防垢应适用于所有体系，只是不同的体系有不同的最佳作用条件。迄今为止，在国外电磁处理装置已广泛用于工业与民用给水系统中防垢、除垢、杀菌、防腐等。我国从20世纪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。鉴于磁场与电场的关系，电场防垢装置：静电水处理器（高压直流）、电子水处理器（低压直流）和高频电子水处理器等也相继被开发出来。尤其是一些高出力的电场（高频达10MHz以上，高压达7000V以上）防垢除垢装置，它们弥补了永磁装置磁感应强度小（小于1特拉斯）的缺点，因而得到了广泛的应用，其发展势头已超过了永磁装置。电磁防垢与化学药剂防垢相比，其特点是不耗能、无噪声、少腐蚀、无污染、成本低、维修简单、安装管理方便。（1）电磁处理器的寿命：电磁处理的过程是流体通过电磁场产生电磁处理效应的过程，电磁处理器一般由永磁材料制成，其电磁场强度随时间的延长而逐渐减弱，防垢效果也因此逐渐变差。（2）防垢效果的多极值性：电磁场对抗磁性水溶液的作用与外加电磁场的电磁感应强度的大小关系密切，表现为多极值关系。电磁防垢效果不仅与电磁感应强度、电磁感应峰值个数有关，还与溶液的浓度、温度及溶液中的离子类型等有关，因此，生产中不能盲目使用电磁处理器，必须针对水样进行分析，优化选择。（3）介质的磁记忆时间：在电磁场作用下，介质产生电磁处理效应，去掉电磁场后，介质需经一段时间的驰豫过程后才能回到处理前的状态，即被处理介质的电磁处理效应随离开电磁场时间的增加而逐渐衰减，介质从离开电磁场开始，到电磁处理效应完全消失，这一段时间为介质的电磁记忆时间。被处理介质电磁记忆时间的长短，与自身性质及电磁处理效果有关，同种介质，电磁处理效果越好，电磁记忆时间越长。实验发现在50℃以下时，介质记忆时间可达数小时或数天，高于60℃后记忆时间将大大降低。介质电磁记忆时间为T，介质流动速度为V，则电磁处理作用的有效距离L：L=V×T；实际应用时一般取有效距离的一半作为电磁处理器设置间隔长度l，即l=L/2；因而，电磁处理器的设置数为防护管线长度与设置间隔长度之比M=Lg/l。原苏联、东欧对电磁场、电场防垢机理的研究和西欧、北美相近，都认为是电磁场或电场使水的结垢能力暂时改变，只对水垢的附壁能力作短时间的抑制。电磁场、电场处理不改变水的成分和化学性质。电磁场处理的水，仅是暂时失去结硬垢能力，搅拌或鼓气泡可使不结硬垢的时间迅速缩短。有资料指出，输送电磁处理的水有效距离为8km，亦即为2h。电磁场处理的优点是：不用化学药剂，没有环境污染，设备维护操作简便，寿命长。就节约药剂，防止污染，节省人力而言，是理想的防垢手段。电磁场处理的缺点是：它是一种不稳定的、暂时的防止结硬垢的方法。必须保证所使用的装置有效；必须严格遵守关于热负荷、水温、硬度、铁锰含量等的规定才有效；必须保持足够的排污和保持在一定时间内才有效。水系电磁处理的成本不高，都明显的减少结垢物的沉积，它的巨大经济效益是十分明显的。减少酸洗次数，不仅可省大量的盐酸和硫酸，更重要的是大大延长了设备的使用寿命以及每年投入检修除垢所需的人力物力。所以这项技术在我国也具有十分广阔的研究和应用前景。当前采用的物理方法主要有以下几种：电磁场、超声场、紫外光技术、等离子技术等，其中电磁场方法又包括磁场处理技术、静电处理技术、高频电场处理技术和变频电磁场处理技术。磁场处理技术虽是一种简易可行具有一定效率的水处理技术，但也存在一定的局限性，从而影响着它的广泛应用。例如，磁处理器吸附的磁性物质容易形成磁短路，作用效果不稳定，对处理对象的特性有明确要求，影响工作效率。静电处理技术，这种处理方法需要的电压太高，安全性低，而且处理效果受多种因素影响，在许多场合不能利用，尤其在油气集中的油田生产方面。高频电场处理技术，是磁处理技术和静电处理技术的换代技术。其操作简单、维护方便、经济环保，解决了化学方法难以解决的技术难题。但当频率超过一定范围，媒质的电磁参数就会受到影响，引起的介质损耗，产生能量损耗。变频电磁场处理技术是在静电阻垢和磁场软化水基础上发展起来的一种将直流脉冲技术与变频原理相结合的物理法水处理技术。利用该技术可以根据不同水质特征和处理目标，调整不同的电磁场参数，使处理效果更加完善。本课题在此基础上，研究变频电磁场在防垢、除垢过程中的作用，通过变频，适应不同水质，促进油田水处理方法的进展、增加产油量，使得水处理器的应用范围变得更加广泛。随着油田的不断开发，地层中的原油逐渐减少，油田常采用注水方式保持油层压力来提高采收率。注水是一种常用的油田开发技术，被注水的处理是防止水进入地层后产生结垢，堵塞地层毛细管道，防止所注的水破坏地层结构。目前，环保要求越来越严格，多数油田采用采出水作为回注水，为了达到注水要求，必须采用必要的处理方法。在稠油区，注入高压蒸汽降低原油粘度，使稠油得到开采。注水或注入蒸汽都会使原油含水率增高，油田采出水经过处理进行回注，不仅可满足油田开采过程中注水量日益增长的要求，同时也可以节省水资源，为油田带来经济效益。油田对采出水进行处理的目的是净化原水水质，使其达到注水、热采锅炉给水、外排所要求的水质标准，对于不同用途的水质，要求有不同的处理工艺。由于各油田原油的特性、地质不一样,油田采出水水质各异，但又有一些相同的特性，如采出水中含微生物，常见微生物有硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌，细菌大量繁殖不仅腐蚀管线，而且还造成地层严重堵塞；含有大量可生成垢的离子，如碳酸氢根离子、钙粒子、镁离子、钡离子等容易生成垢的离子。由于变频电磁场技术由于适用范围宽广，投资相对较小，具有环保、节能，应用安全、可靠等优势，在防垢、缓蚀、杀菌、增注等应用技术领域，将发挥越来越重要的作用。此外与磁场、静电、高频电场、超声波等水处理方法相比，变频电磁场处理更安全，效果更理想。