磁力旋流器分离性能的试验研究

为了解决陶瓷、化工生产领域内浆液脱铁的工程问题,开发了一种可以自动排料的磁力旋流器,并通过试验研究和理论分析的方法,对比研究了入口流量、底流分率对磁力旋流器分离效率的影响。结果表明:磁力旋流器可以通过磁系吸附浆液中的铁化合物颗粒。对比试验结果,可以得出结论:磁力旋流器内铁化合物颗粒的径向沉降速度随进口流量的增大而减小。磁力旋流器的分离效率随进口流量的增大而减小,其分离效率与进口流量的关系与理论推论相符。对于单固相铁粉浆液,磁力旋流器的分离效率随底流分率的增大而减小;对于多固相铁粉浆液,磁力旋流器的分离效率随底流分率的增大先增大后减小,当底流分率为0.55时,分离效率最高。     

真空镀膜系统基片架与双磁导向体系的设计与应用

一种顶吸式磁导向机构。我们设想将磁导轨磁力吸附方式改为顶吸式，就是让磁导轨上的磁铁和基片架上的磁铁上下隔离一段距离而且极性相对，这样一方面由于磁导轨和基片架顶部分开了一段距离，两者之间不会造成摩擦；另一方面由于磁铁是上下正对，且极性相反，这样会将基片架吸附，因而底部的传动轮就只承载一小部分基片架的自身重量，从而减轻了传动轮的负担。在磁场和工件本身的重力的作用下，达到了两个磁铁间有一定的间隙，可既不产生摩擦，又能平稳地通过工件，从而可实现无摩擦导向功能。     

用于去除多种污染物的新型藻酸钙磁吸附剂的合成

已经利用静电挤压技术制备了一种新型藻酸钙磁吸附剂。该吸附剂以藻酸钙作为生物聚合物壳，氧化铁作为磁核。其具有多功能特性：在通过磁力分离中使用简单，可以有效吸附砷（V）和铜离子。发现铜和砷的平衡时间可以在分别少于3h和25h时间内获得。铜和砷的最大吸附能力分别是6．75mg／g和60．24mg／g，其明显高于那些普通的吸附剂。     

磁场作用下重介质旋流器悬浮液密度调控研究

针对传统三产品重介质旋流器在二段分选密度调节方面的缺陷,通过外加可调磁场作用,采用Maxwell有限元分析软件仿真模拟和构建试验分选系统相结合的方法,研究磁场作用下重介质旋流器分选密度的变化。模拟结果表明,旋流器内部单个磁铁矿粉受力由中心向器壁随着半径的增大,磁力逐渐增大,重介质旋流器中心区域所受磁力近似为0,器壁处磁力达到最大值,与传统重介质旋流器分选结果吻合。介质试验中,通过改变输入电流强度控制磁场,随着电流强度的增加,底流密度由1.454 g/cm3增至1.604 g/cm3,溢流密度由1.162 g/cm3降至1.126 g/cm3,理论分选密度由1.440g/cm3增至1.566 g/cm3,说明电流强度改变了旋流器内部的密度场,使得旋流器分离锥面向器壁方向移动,与数据模拟结果吻合。     

水力旋流器结构与分离性能研究（三）：锥段结构

研究了水力旋流器锥段结构开关肥及锥段体积对其分离性能的影响，结果表明：采用螺旋型锥段结构时水力旋流器处理能力最高；采用抛物线型锥段结构时水力旋流器的分离修正总效率最高，分离精度最高，分流比最小；采用普通型光滑直锥时旋流器分离粒度最小，随着光滑内壁型锥段体积的增大，旋流器分离修正总效率呈线性提高，而旋流器分流比则呈线性下降。     

磁场强化多相介质分离技术进展

概述了国内外基于磁场来强化非均相介质分离的研究进展,对相关的强化方法进行了分析和对比。根据磁场作用的非均相介质类别介绍了不同领域磁场辅助多相介质分离技术、设备及工作原理,如磁选机、涡电流分选机、重介质磁力旋流器、磁盘分离器、磁场辅助分离气-固旋流器、磁流化床等。根据应用领域可简要概括为磁场辅助固体分离（具有不同导磁性的固体）、气-固分离、固-液分离、液-液分离等。总结了磁场分布、磁场与颗粒作用、磁场与流场耦合的模拟方法,为磁场强化多相介质分离提供依据。针对普通设备分离能力存在的瓶颈问题,文中提出应综合考虑磁场与设备操作参数等因素以最大限度提高分离效率,应加强磁场与流场耦合研究并将磁场强化分离领域扩大至非磁性流体。     

高海拔地区水力旋流器旋液分离过程CFD模拟与结构优化

针对氯化钾冷结晶器溢流液分离问题，提出使用水力旋流器进行固液分离。采用CFD数值模拟方法对水力旋流器的分离过程进行计算，研究在高海拔地区下水力旋流器筒径、溢流口直径、入口流速、锥角等因素对其流动特性和分离性能的影响。结果表明：筒径Dc=200 mm时分离效果最好；溢流口直径d0的增大会使分离效率与压降减小；增大入口流速会使分离效率先上升再下降，且压降随入口流速增大而增大；锥角α减小，水力旋流器分离效率增加并且压降减小，海拔高度的改变基本不改变水力旋流器的分离效率与压降。经分析可知：当Dc=200 mm、d0=56 mm、α=10°、入口流速为9 m/s时，粒径在20μm以上的颗粒分离效率可以达到80%以上，此时压降为0.26 MPa，整体性能最好。     

锥体开缝对水力旋流器固液分离性能的影响

设计了一种新型锥体切向开缝结构的水力旋流器，并针对锥体开缝长度、位置、数量以及开缝型式对水力旋流器分离性能的影响开展了实验研究。研究结果表明：锥体开缝会使水力旋流器的压降大幅降低；开缝长度由10 mm增大到50 mm的过程中，分离效率呈现先增大后减小的趋势，开缝长度为20 mm时最佳；第二条缝隙的开缝位置由锥体底部向上移动的过程中，分离效率也呈现出先增大后减小的趋势，距底部缝隙80 mm时分离效率最高；保持出口截面积不变，在底部开6 mm长的缝隙，另外在最佳开缝位置处开一条长缝隙时的分离效率最高，且与底部缝隙呈反方向分布是最优的开缝型式，与常规水力旋流器对比，在高流量下其分离效率仅降低了1.48%，但压降降低可达36.84%，节能效果显著，具有重要的应用价值。     

银离子配位柱层析法分离姜油树脂中的姜烯

以测定姜烯银离子配合物稳定常数为基础,对比姜烯在硝酸银硅胶及硅胶表面的静态吸附情况以及姜油树脂在上述两种层析介质中的薄层分离情况,采用硝酸银硅胶柱层析法分离了姜油树脂中的姜烯。结果表明,当硅胶作为层析介质时,姜烯静态吸附量较小,当硅胶经硝酸银改性后,增强了姜烯的静态吸附能力,吸附行为近似典型的Langmuir吸附。姜烯能与硝酸银形成π配位化合物,其稳定常数为1.46×10-2 L/mol;倍半萜π配位化合物的稳定性与不饱和化合物的结构及溶剂环境有关,因此,硅胶经硝酸银改性后对不饱和化合物具有选择性吸附的能力,使姜烯可以与其他烯类物质分离,所得样品中姜烯质量分数为97.22%,收率为87.15%。     

磁性Fe3O4@SiO2颗粒结构对其吸附DNA的影响

采用共沉淀法和水热法制备了不同结构的超顺磁性Fe3O4@SiO2纳米颗粒,对其进行表征,研究了其吸附DNA的性能及磁分离性能. 结果表明,20?750 nm范围内粒径较大的颗粒与DNA结合时可提供更多单位平面结合位点,使结合的稳定性和结合几率增加,DNA结合量提高. 不同核?壳结构的Fe3O4@SiO2纳米颗粒的磁分离响应时间不同,内核大小相近时,壳层厚度增加会导致颗粒在磁场中受到的磁力与阻力的比值减小,磁响应时间增加,DNA回收率降低. 粒径约为200 nm的Fe3O4@SiO2纳米颗粒用于纯化全血中DNA最好,提取率为95.2%,磁响应时间为10 s.     

Using a permanent magnetic field to manipulate the separation effect of a dense medium cyclone

To manipulate the separation density of a dense medium cyclone (DMC), different arrangements of permanent magnets were attached on the outside of the cyclone. Separation tests were performed and the results showed that, with the increasing magnetic field intensity, the products densities decreased with magnetite only, and the separation density first increased and later decreased. The simulation analysis indicated that the presence of a magnetic field in the lower conical section of the cyclone can decrease the separation density, because of the downwards movement of the magnetic medium. This paper proposed a new magnetic manipulation method for separation density and also will be an innovative way to increase the capacity of the equipment.     

磁响应分离膜研究进展

随着智能材料和纳米技术的发展,具有刺激响应的新型功能膜材料是膜分离技术发展的主要方向之一。磁响应分离膜是一种由磁性颗粒和聚合物高分子混合制备的,可以对磁场刺激产生响应的分离膜。磁响应分离膜兼具膜分离技术的低能耗、高效率等优点和磁性颗粒的磁性响应和催化性能等。磁性颗粒对磁场的响应不仅会影响膜的结构和分离选择性,还会改变膜材料的润湿性以及提高膜抗污染性能。本文从共混法、涂层法、接枝法和原位生长法对磁响应分离膜的制备方法展开论述,介绍了不同制备方法的优缺点及未来发展方向。从调控膜表面润湿性、调控膜抗污染性、调控膜孔径三部分对磁响应分离膜的磁场响应机理进行了详细阐述。并从过滤、吸附、降解、交换分离四方面对磁响应分离膜的应用领域展开论述。最后对磁响应分离膜的发展进行了总结,并对其发展前景进行了展望。     

磁稳定床及磁性催化剂的研究进展

对磁稳定床及磁性催化剂在石油化工和生物工程等领域的应用进行了归纳总结。磁稳定床已经应用于催化加氢、烟尘净化、干法选煤、生化分离、固定化生物反应器、细胞培养等过程。与传统工艺相比,磁稳定床兼有固定床和流化床的优点,能强化受传质传热限制的反应过程,提高反应效率,在实际应用中显示出独特的优越性。磁性催化剂的设计与开发是磁稳定床应用的关键,目前磁性催化剂以包覆型催化剂为主,其共同特点是具有适宜的磁性和低温反应活性,利于反应操作。磁稳定床及其磁性催化剂的研究开发是催化剂工业发展的一个新方向。     

Removal of Bisphenol A Using Magnetically Responsive Spruce Chip Biochar

Bisphenol A was efficiently adsorbed on biochar magnetically modified with microwave-synthesized magnetic iron oxide particles. The adsorption followed the Langmuir isotherm model, and the maximum adsorption capacity was 77.4 mg per gram of magnetic biochar at 282.15 K. Kinetics of sorption process followed the pseudo-second-order kinetic model, and thermodynamic studies described an exothermic and spontaneous adsorption process. The prepared material exhibited high adsorption of bisphenol A and a rapid magnetic response to an external magnetic field.     

Effective separation of magnetite nanoparticles within an industrial-scale pipeline reactor

ABSTRACT

Within the field of wastewater treatment, nano-adsorbents are a significant emerging technology; however, separation of the nano-scale particles after loading has proved to be an impediment to widespread industrial implementation. Magnetic collection of nanoparticles is a potential strategy for effective separation. Nano-scale magnetite is an effective adsorbent, is sufficiently magnetically susceptible, and is superparamagnetic, allowing re-dispersion following magnetic collection.

In this work, an in-line, water-cooled magnetic collection module was developed with collection efficiencies regularly exceeding 98%. Models were developed over various flow regimes. The role of cooperative magnetophoresis was demonstrated and a physical model has been proposed for adsorption upon particle agglomerations about magnetic core wires.     

管道周向励磁漏磁检测磁路设计

管道周向励磁漏磁检测技术是一种新的检测方法,对于检测和定量评定轴向导向缺陷具有潜在优势。磁化器磁路设计是漏磁检测需要解决的首要问题,采用磁路计算原理研究管道磁化磁路中永磁体长度、厚度和宽度改变时,管道表面缺陷产生的漏磁场的变化情况,得到了缺陷漏磁场随永磁体长度、厚度和宽度改变时的变化规律。此规律有助于从整体上把握永磁体磁路设计,改善磁化效果,提高漏磁检测灵敏度,进而为漏磁检测磁路的设计提供依据。     

Adsorption of trypsin onto magnetic ion‐exchange beads of poly(glycidylmethacrylate‐co‐ethyleneglycoldimethacrylate)

Magnetic beads were prepared from glycidyl methacrylate (GMA), and ethyleneglycol dimethylmethacrylate (EGDMA) in the presence of Fe₃O₄ nano‐powder via suspension polymerization. The magnetic beads were characterized by surface area measurement, electron spin resonance (ESR), and scanning electron microscopy (SEM). ESR data revealed that the beads were highly super‐paramagnetic. The effects of contact time, pH, ionic strength, and temperature on the adsorption process have been studied. Adsorption equilibrium was established in about 120 min. The maximum adsorption of trypsin on the magnetic beads was obtained as 84.96 mg g^?1 at around pH 7.0. At increased ionic strength, the contribution of the electrostatic component to the overall binding decreased, and so the adsorption capacity. The experimental equilibrium data obtained trypsin adsorption onto magnetic beads fitted well to the Langmuir isotherm model. The result of kinetic analyzed for trypsin adsorption onto magnetic ion‐exchange beads showed that the second order rate equation was favorable. It was observed that after six adsorption–elution cycle, magnetic beads can be used without significant loss in trypsin adsorption capacity. Finally, the magnetic beads were used for separation of bovine serum albumin (BSA) and trypsin from binary solution in a batch system. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

基于三维数值模拟的带垫板对接焊缝漏磁场分析

针对储罐底板带垫板对接焊缝中易存在的根部未焊透缺陷,研究储罐底板对接焊缝无缺陷、存在未焊透和带垫板存在未焊透缺陷的漏磁场规律;并分析不同尺寸垫板包含相同尺寸未焊透缺陷时漏磁场规律。结果表明:根据漏磁场磁感应强度分量曲线的分布特征,垫板的存在降低了对接焊缝缺陷的磁感应强度曲线的峰值;垫板厚度尺寸越小,可获得更高的磁感应强度曲线的峰值,缺陷更易检出。