一种水处理纳米功能材料制造技术

本发明专利技术涉及一种水处理纳米功能材料及其在锅炉除垢节能器的应用。本发明专利技术水处理纳米功能材料由ＨＴ２００↑［＃］生铁、含痕量核素（铀、钍）的矿石粉、含有５％的金属钛或其氧化物的金属锌粉及ＲＦ稀土纳米材料组成。利用本发明专利技术水处理纳米功能材料制备锅炉除垢节能器或其他水处理器，可使流经水处理器的水的结构状态被改变，使水质发生物理和化学性质的变化，而产生防垢，除垢和节能效果。可广泛用于低、中压蒸汽工业锅炉水处理系统和民用水处理系统。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种水处理纳米功能材料及其在锅炉除垢节能器的应用。
技术介绍
目前，公知的锅炉水处理技术是通过离子树脂交换将水中的Ca2+、Mg2+等盐类离子除掉，或是通过向锅炉内投药令炉水内的Ca2+、Mg2+离子呈中性络合等化学处理方法。但是，离子树脂交换或投药等化学处理方法存在处理设备复杂、操作烦琐、易污染环境和剩余的Ca2+、Mg2+离子经浓缩后仍然会结垢以及运行成本高等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种水处理纳米功能材料，并用于水处理，可改变锅炉给水的质量，能除垢、防垢和高效净化水质，设备简单，成本低廉。为了达到上述目的，本专利技术水处理纳米功能材料由HT200#生铁、含痕量核素(铀、钍)的矿石粉、含有小于5％的金属钛或其氧化物的金属锌粉及RF稀土纳米材料组成，各组分所占的重量百分比为HT200#生铁95～100、含痕量核素(铀、钍)的矿石粉1.0～3.0、含有5％的金属钛或其氧化物的金属锌粉0.8～2.5、RF稀土纳米材料0.05～0.3。其制备方法是先将含痕量核素(铀、钍)的矿石粉、含有5％的金属钛或其氧化物的金属锌粉及RF稀土纳米材料混合并球磨成纳米粉末，然后把熔融的生铁注入含痕量核素矿石粉、金属锌粉末和稀土纳米材料混合料中，通过高温“燃烧-爆炸”过程最后浇铸制成所需形状的水处理纳米功能材料铸件。含痕量核素(铀、钍)的矿石粉的成份为10％镁、40％铁、45％硅、3％钙、1％铝和1％锰；RF稀土可以是金属镧、铈、钕、钐或是它们的氧化物。将本专利技术水处理纳米功能材料铸件置于带磁场的水道中，就能使水质起到净化作用。我们首先利用水处理纳米功能材料制备工业锅炉除垢节能器，其具体结构是锅炉除垢节能器由进水端盖、出水端盖及置有水处理纳米功能材料铸件的磁性水道构成；进水端盖和出水端盖的内端面各自有对称分布的四个出水口，相邻两个出水口的内部相通，其中进水端盖有两个出水口与进水管相连通；磁性水道由纵向分隔成“井”字形的塑料支架和磁铁构成，塑料支架边上有四条沟槽、一条中间方形纵向通道和四个扇形密封纵向水道，四个扇形密封纵向水道的前后出口分别与进水端盖和出水端盖的出水口对应连接；磁铁体置于塑料支架的四条沟槽上，共两组磁铁体，每组可为1对、2对或3对，相邻磁铁体的磁场方向按南→北→南→北极方向顺序排布，形成具有四环磁力线方向的顺向磁场。塑料支架的中间方形纵向通道可由水处理纳米功能材料铸件分隔成四个水道。由于采用水处理纳米功能材料作为锅炉除垢节能器的核心部件，具有自动“吸氧”功能，组装成水处理器件后形成“超顺磁共振结构场”。它的作用机理是采用永久磁场射线、自发式电子流、粒子流、光子流共激发RF-BCC纳米材料对水进行有效处理，这两种激发能量也直接作用于水杂元素(原子序数在25以下的物质)。当锅炉给水流经节能器——超顺磁共振结构场中时，水分子产生“共振”使水分子结构发生变异，水杂离子进行重组、配位而形成配合物，被处理后的水在100℃高温条件下，发生两种结构状态变化(“松散”和“有序化”)。从而达到1、水的表面张力降低≥5*10-3N.m-1；沸点降低≥0.5℃和污垢热阻值降低≥0.5M2.K/W。高温下Cl-离子、CO32-离子浓度分别降低30％、15％。2、新成垢经X射线分析表明晶型发生改变，是双晶型(文石与方解石)结构。3、水中的Ca2-、Mg2离子的“能”量提高，水渗透力加强，运行三个月后使原锅炉水垢疏松化、脱落。因此，锅炉给水被处理后进入锅炉起到防垢(70％的Ca2+、Mg2+、CO32-、SO42-离子被配位而改变晶型)、除垢(不需停炉条件下，水垢自然脱落率达60％)、良好的节能效果。附图说明图1是本专利技术水处理器纵剖视图。图2是图1的A-A剖视图。图3是图1的B-B剖视图。图4是图1的C-C剖视图。图5是图4的D-D剖视图。在图1至图5中，锅炉除垢节能器由进水端盖1、出水端盖7及置有水处理纳米功能材料铸件的磁性水道构成，进水端盖1和出水端盖7的内端面各自有对称分布的四个出水口，进水端盖1的内端面的四个出水口为XA、XA1、XB、XB2，出水端盖7的内端面的四个出水口为YA、YA1、YB、YB1，相邻两个出水口XA与XA1、XB与XB1、YA与YA1、YB与YB1的内部相通，其中进水端盖有两个出水口XA、XA1与进水管X相连通；磁性水道由纵向分隔成“井”字形的塑料支架3和铁磁体11构成，塑料支架边上有四条沟槽12、一条中间方形纵向通道5和四个扇形密封纵向水道13，四个扇形密封纵向水道13的前后出口分别与进水端盖和出水端盖的出水口对应连通；磁铁体11置于塑料支架3的四条沟槽12上，共两组磁铁，每组可为1对、2对或3对，形成具有四环磁力线方向的顺向磁场。方形纵向通道5中有由水处理纳米功能材料制成的方形铸件14，方形铸件14的四周分布有四条作为水道的方形沟槽15，四个扇形密封纵向水道13分别放置水处理纳米功能材料板10。塑料支架3和铁磁体11均密封在不锈钢套4内。2、6为橡胶密封垫，9为密封螺丝。图中的磁场由4行*3个磁体组成，两行相邻的磁组构成磁力线回路，穿越A、A1、B、B1和C、C1、C2、C3各水道的空间成环状，由于A、A1、B、B1上的水处理纳米功能材料板和C、C1、C2、C3水道上的水处理纳米功能材料铸件，由激发源和纳米材料组成，所以，磁力线对材料晶格中的电子流、粒子流、电磁流发生分向作用再激发纳米功能材料，构成超顺磁共振结构场。当水从进水端盖1中间进水口X进入水道，在90度转弯位分成二条XA、XA1，方水道与塑料支架3中A、A1水道相连，出水端盖7中YA与YB是直通式方水道，YA1与YB1构成另一条直通式方水道，使水从塑料支架3的A、A1处通过出水端盖7的二条直通式方水道180度回转到塑料支架3的B、B1处重新进入进水端盖1的XB、XB1方水道，在进水端盖1的XB、XB1二条方水道90度转弯集中到CX处再与塑料支架3中间的方形水道5的四条水道C、C1、C2、C3连接，到出水端盖7的CY处集中成一个出水口Y使水流出。另外塑料支架3安装在不锈钢套4内，使铁磁体11能按顺序装在塑料支架3的水道侧壁，从而达到相邻二行的铁磁体构成磁力回环线路，当磁力线切割带翅板10的A、A1、B、B1空间水道和方形水道5的C、C1、C2、C3空间水道时，因激发翅板和方形水道中的纳米功能材料而形成超顺磁共振结构场。如图1所示，水从进口端X处进入到A、A1通道，经出口端盖的回流孔进入到B、B1通道，再从进口端盖的回流孔进入到C、C1、C2、C3中间通道在出口端盖的出口Y处流出，完成全过程。在A、A1和B、B1通道上设置水处理纳米功能材料板，表面粗糙度O，水流经A、A1、B、B1区时，流态开始紊流起预处理作用。这种回流结构和C、C1、C2、C3表面粗糙度0，使水流状态呈翻滚紊流状态。具体实施例方式实施例1先将0.5Kg矿粉与1.5Kg金属锌粉混合并球磨5h制成粒径为100nm左右的BCC功能材料，然后掺入50g RF(金属镧)纳米粉再球磨3h，将其装进石墨钳锅容器中，把在1400℃温度下熔融的100Kg铁水注入其中，最后浇注成截面为正方形每条都带有槽的小铁柱，即成为嵌入塑料支架中心的方形纵向通道。实施例2先将1.0Kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水处理纳米功能材料，其特征是该材料由ＨＴ２００＃生铁、含痕量核素（铀、钍）的矿石粉、含有小于５％的金属钛或其氧化物的金属锌粉及ＲＦ稀土纳米材料组成，各组分所占的重量百分比为：ＨＴ２００＃生铁９５～１００、含痕量核素（铀、钍）的矿石粉１．０～３．０、含有小于５％的金属钛或其氧化物的金属锌粉０．８～２．５、ＲＦ稀土纳米材料０．０５～０．３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张迈生，梁晓鸣，叶廼初，
申请(专利权)人：中山大学，广州市中南泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]