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化学除垢方法范文1
《普通高中化学课程标准》明确要求，在高中化学教学中，教师要改变过去只注重知识传授的倾向，强调知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的和谐发展，使获得知识与技能的过程，同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。为此，教师必须转变观念，改进旧的课堂教学模式，构建以学生主动参与、创建师生双向互动、以探究创新为主的高效课堂。那么，在高中化学教学中，高中教师当如何构建高中化学高效课堂？
一、教师要明确什么是高效课堂
高效课堂是在课堂一定的时间内获取最大教学效益的教学活动。在高效课堂中教师的教为学生的学服务，一切围绕学生的学习，一切以学生为根本，学生人人参与学习过程，并且课堂上人人有收获，课堂上目标达成度高，学生的学习效果好，学生的学习是自主的，符合教育教学规律，符合学生自身发展规律。通过高效课堂，学生既能有效掌握知识，又能获得全面发展、和谐发展，使学生既能学得愉快，又能学有所成。简高堂效率的构建，需要师生共同的努力，缺一不可。教师在教学过程中应始终坚持以学生为主，全方位、多渠道为学生创造条件，营造氛围，充分调动学生的积极性、主动性，激发学生的想象力、创造力，发展学生的发散思维，努力使课堂充满活力，让学生进入乐学境界，切实提高教学效率。
全面实施素质教育后，高中化学课程课时大大减少，但教学任务依旧，因此实现教师高效教，学生高效学，就显得格外关键。课堂是教师开展教学活动的主阵地，是学生获取知识的主渠道，提高课堂教学效率是每个教师不懈追求的目标。高效课堂是在课堂教学中，通过教师的科学引领和学生积极主动的学习，在单位时间内获取最大的教学效益，促进学生获得全面高效的发展。
二、教师要明确什么是高效教法
（1）科学充分的课前准备。充分的课前准备是打造高效课堂的前提基础。新课标针对不同年级学生的身心特点，对不同学段的教学目标都作出了科学的规定。所以，要研究好《课程标准》和《教材》，在制定教学目标时定位要难易适中，要充分考虑三维目标的统一，要兼顾好中差三个层次。化学知识绝不是一个个孤立的点，或者单纯的线，它应该是网络式的，前后联系内容丰富多彩。故教师备课时，不能仅限于将课本上已有的知识备好，还应该阅读大量的相关资料，将本节课的知识背景掌握充分，将局部的知识放到整体的知识大背景来研究。
（2）生动活泼和谐民主的课堂氛围。教师的课堂语言要富有艺术性，要充满活力和感染力。新课引入和情景设计要新颖有趣，引人入胜，要充分挖掘化学实验的趣味性和知识性。作为课堂的组织者、参与者、合作者，教师要重视课堂民主平等氛围的营造，引导学生自主学习、合作学习、探究学习，引导学生积极参与、独立思考、自由表达、愉快合作，让学生充满求知的愉悦感，调动起学生的良好情绪，最大限度激发学生学习的主体意识。彻底改变“填鸭式”的教学方式，由以往的“演讲者”向今日的“导演”“角色”过渡，把课堂真正的还给了学生，让学生真正成为课堂的主人。
（3）高效实用的学法引导。“好的先生不是教书，不是教学生，乃是教学生学。”课堂教学中，在传授知识的同时，还应注重学生学法的指导。鼓励学生敢于质疑，勤于思考。要设计科学实用的问题，留给学生质疑的时间和空间，因为质疑本身就是思维的发展，能力的提高。使学生由“学会”向“会学”转化。授人以鱼，不如授人以渔。好的方法，往往会对学生的学习起到事半功倍的效果。
三、教师要养成学生的高效学法
（1）养成学生课前预习习惯。预习是学习成功的关键一步，是学习过程中必不可少的环节。教师要指导督促学生做好课前预习，包括教材预习，学案前置使用等。有效的预习可以使学生在听课时有的放矢，能抓住重点，从而达到攻克难点的目的，提高了学习效率。
（2）培养学生课堂学习习惯。课堂上指导学生要专注听、勤思考、多提问、多参与，力争做好“五到”，即：“眼到”“耳到”“手到”“口到”“脑到”。要做到当堂知识当堂掌握，要让自己的思路与老师接轨。一个会学习的学生必须要抓住课堂，只有将知识理解于课内，才能灵活应用于课外。
化学除垢方法范文2
关键词：高中化学；高效课堂；构建方法
中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：1673-9132（2016）12-0350-87
近年来，随着教育事业的不断改革，新课程背景下，如何构建高中化学高效课堂这一话题备受广大化学教育工作者的关注和青睐。构建高效的高中化学课堂是很有必要的，它是为祖国培养有真才实学的创新型人才的前提和基础。高中阶段的学习是培养学生独立思考能力和创新思维的关键时间段，化学课程的学习更是锻炼学生的动手动脑能力，开发学生思维的重要学科，因此，教师在注重学生各方面能力培养的同时，也要求要有独特的教学手段和新颖的教学方法，努力让学生成为课堂的主角。
一、构建高中化学高效课堂的重要性
时代的不断发展，科技的不断进步，使得国际之间的竞争日益加大，为了适应教育的改革，培养创新型人才在国际竞争中也成了热议的话题。新背景课程下，构建高中化学高效课堂是为了改变当前陈旧和老套的教学方式，为培养更多高素质的化学人才打下良好而坚实的基础。同时，高效化学课堂的构建，也是为了扭转和改变自古以来学生被动的学习习惯，使学生能够主动学习，而不是教师的独白和填鸭式教育。传统的教学模式下，总是教师一味地给学生灌输知识，学习的主体就变得很被动，从而使学生无法将其创造性和主观能动性都发挥出来，所以，在新课程背景下，构建高效的高中化学课堂是为了让学生能够更好地发挥他们自身的优点和主观能动性，让学生在新型的教学体制下能够更好地学习，不断提高和发现自己，增强学习意识，做到积极主动和自觉地学习，从根本上培养学生的学习兴趣，改善学习效果，达到教师和学生双向的理想状态。
二、构建高中化学高效课堂的方法
（一）课前预习和备课
要想学好每一门学科，课前预习都是少不了的。学生在学习一节新知识之前，要对新知识进行预习。同时，教师在为学生讲一节新内容之前，也要对新的知识点进行预习，在预习的时候要彻底和细致，面对模糊点要主动翻阅资料进行查询，不能浑水摸鱼式地放过，学生能否学好，有一半的原因取决于教师是否能教好，是否把每一个知识点都讲到位。所以，教师在课前不但要预习新内容，在预习的同时还要认真地备课，条理要清晰，教学任务和目标要明确，对知识点要完全熟悉，对重点、难点内容作好记录，设置相应的问题在课堂上与学生进行互动，考虑学生的疑问点，这都是教师在备课的时候要准备的内容。对于课堂上要用到的素材，教师要提前寻找和搜集，方便课堂内容有序地进行，也带给学生更直观的感受。
（二）课堂上的化学实验
化学是一门非常有趣的学科，总是能给人带来意想不到的收获。化学这门学科有很强的理论知识，需要理解然后运用，同时，单靠理论知识的学习是完全不够的，还要结合实际操作，那就是化学实验。为了让学生有更直观的感受，就要求学生动手操作。俗话说得好，眼过千遍不如手过一遍。教师可以带着学生走进化学实验室上课，面对一个个实验仪器，学生的注意力不由自主地都会被吸引住。只要是教材中涉及的化学实验，教师都可以带领学生进行实际的操作。可以是教师先示范一次，然后再带着学生一起操作一次，新人教版高一化学的第一章就讲的是《从实验学化学》，所以，化学的学习，做实验是必不可少的重要内容之一。做化学实验不但会激发学生对化学课程的学习兴趣，还能加深学生对化学知识的记忆和巩固，以及锻炼学生的实际动手操作能力。
（三）生活中的化学
化学本身就是一门自然学科，它来源于生活，并且实实在在地运用于生活中。教师在教学的同时，完全可以把化学知识和生活实际联系起来，让学生有更直观的感受。比如，说黑白相片上的黑色物质是金属银；医用消毒酒精的浓度是75%；萘卫生球放在衣柜里变小，这是因为：萘在室温下缓缓升华；在五金商店买到的铁丝，上面镀了一种“防腐”的金属，它是：锌；全钢手表是指它的表壳与表后盖全部是不锈钢制的。不锈钢锃亮发光，不会生锈，原因是在炼钢过程中加入了：铬、镍；我国世界闻名的制碱专家侯德榜先生，在1942年发明了侯氏制碱法。这种碱的化学名称是：碳酸钠；人被蚊子叮咬后皮肤发痒或红肿，简单的处理方法是：擦稀氨水或碳酸氢钠溶液。这些都是生活中很常见的化学知识，教师应该在讲课之余穿去，让学生都了解和知道，一方面引发学生的好奇心，另一方面鼓励学生也去发现生活中的这些小知识来帮助自己学习化学课程。运用理论知识和生活实际相结合的方式，是新课程背景下构建高中化学高效课堂的有效方法之一。
（四）创新教学手段，提高教学效率
学生能否学好化学这门学科，除了要做化学实验，要在生活中发现化学知识，要用理论联系实际的方法来学习以外，教师在教学手段上要不断创新。在教学过程中可以利用投影仪和多媒体资源，使得教学内容更加生动和形象。教师应该合理教学，并不是一味地把课本上的知识照本宣科式地灌输给学生，这样容易造成学生印象不深刻以及没有时间进行理解，正确的方法应该是教师留给学生足够的时间，让学生对所学知识进行复习和巩固，让学生没有压力感，在一种放松的环境下学习，从而激发学生的学习兴趣和学习动力，提高学生学习的效率和热情。
三、结语
总而言之，新课程背景下，构建高中化学高效课堂的方法就是教师要主动发现问题，尽心尽力地做好备课工作，努力引导和指导学生进行化学实验的实际动手操作，锻炼学生的主观能动性，提高学生的动手能力。理论联系实际，让学生从生活出发，在实践中总结学习化学的经验，了解更多的化学知识，帮助学生更好地学好化学课程。为顺应时代的发展，在新课程改革的背景下，教师的教学手段要不断创新，要求教师在授课的过程中不断发现问题，找出问题，解决问题，总结教学经验，写出教学心得，了解学生的学习情况，掌握学生对化学课程知识点的理解程度，从中不断探索和研究出更加合适的教学方法，从而更加有力地提高学生的学习效率。
参考文献：
化学除垢方法范文3
关键词：再探;立式;燃煤;锅炉;水垢;干热法;木材;温度
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.21.036
低参数立式燃煤锅炉普遍应用于学校、宾馆、医院、浴室、饭店，豆腐作坊等，这些单位普遍设有完善的水处理设施和专业的化验人员，且水质状况很差，经济条件不够优越，用户对水垢浪费燃料心痛不已，困则思变，用户自创了一种干热除垢新法，现作总结和剖析，作为除垢方法的补充和借鉴。
水垢和除垢方法有多种，物理，化学，各有利弊。传统的化学防垢，需要有化学添加剂，针对不同的水垢类型进行配比，化验人员且投放时间和剂量难以掌握，造成效果不稳定，对环境有污染。机械方法要增加清洗设备，使系统复杂，运行和维护费用增加，用户自创的方法是干热法（使水垢剥离崩裂）辅以碱煮（使残存水垢松软脱落，在金属表面产生一层保护层）劳动强度小，效果优良。
1 水垢的危害
（1）浪费燃料，增加成本;（2）腐蚀锅炉，影响安全运行;（3）降低锅炉出率;（4）影响水循环缩短锅炉的使用寿命。
水垢难以避免。GB1576规定：锅外化学水处理给水总硬度不大于0.03mmol/L，不大于2t/h，且额定压力不大于1.0MPa蒸汽和汽水两用锅炉可采用锅内加药处理，给水的总硬度不大于4mmol/L[1]。炉内加药处理是在锅炉定期清洗的情况下保证热强度最大的受热面上每年可积水垢厚度不超过1.5毫米，锅外不超过0.5毫米，如果硬度再大，锅炉的安全经济运行很难保证。所以不可能完全清除给水水中的硬度和溶解在其中的盐类，设备每年至少清理一次。无法使用软化水或使用软化水成本非常高的系统，采用机械方法和化学方法除垢，会使受热面受到损伤，缩短锅炉的使用寿命。
2 干热法除垢机理
水垢的线膨胀系数比金属低得多[1]。碳钢的线膨账系数温度在20～600℃它的线膨胀系数α=0.0125mm/m℃，越是致密，越是坚硬的水垢，其膨胀系数越小，普通的日用陶瓷的线膨账系数在20～800℃为0.0025～0.0045mm/m℃，水垢的成份与普通日用陶瓷相似，都是在高温的环境下形成的，它的线膨胀系数相近，碳钢线膨胀系数约为水垢的3～4倍。1米的长的钢板每温度每升高100℃，伸长1.25mm。从室温加热到600℃，伸长约7.5mm，水垢伸长约1.5mm多一点，水垢和金属的面膨胀相差就更大。金属和水垢同时受热后，由于它们线膨胀系数相差很大，它们之间的贴合面产生切向应力，温度在下降过程中又产生反向的剪切力，水垢的抗拉强度和抗折强度要比碳钢低得多，这样反复，水垢就会从金属表面崩裂脱落。
3 干热法除垢实例和操作过程剖析
用户的炉型是LSG0.4-0.3-AⅡ，操作过程如下：
（1）打开排污阀，排尽锅炉内部的积水;打开人孔、手孔，检查孔以便加温时锅炉内部的残余水汽蒸发，用木材小心缓慢加温，使锅炉内部干燥。不宜用煤碳，碳火太强，温度难以控制。锅炉的水垢在湿润的状态下，它的线膨账系数比在干燥时的线膨胀系数大得多，水垢内表面均匀，受热后水垢本身会略微扩张，具有延展性。所以在锅炉正常运行状态下，随着锅炉温度的上升，由于水垢是在锅炉长期运行中逐步慢慢形成的，和锅炉受热面贴合紧密，锅炉钢材受热膨胀，水垢也同步膨胀，水垢的表面不会开裂。
（2）待水垢表面和锅炉内部完全干燥后，小心缓慢加温，让钢材自由伸缩，防止产生内应力，加热到约600度左右，大约需要2小时左右。我们知道钢材的是热的良导体，锅炉的底部受热面受辐射和木材烟气的对流热量很快传导给锅体，只要加温时控制好木材的火力，锅底的局部温度不会太高，由于温度的上升，水垢比钢材线膨胀系数相差很大，水垢和钢材切合面产生剪切力。锅炉用钢一般为20g，含碳量小于0.22%。在钢的热处理工艺中，如果钢材被加热到临界温度723℃以下，不产生相变，这是个理论值，由于钢的成份和加热时有一定的过冷过热度，实际应用时低于这个温度，大约在660℃左右。低温去应力退火（高温回火），是将钢加热到A1以下，一般是在500～650以下。
（3）撤去木材熄火，让锅炉自然冷却。冷却过程中由于水垢同金属的线膨胀系数相差很大，又产反向的剪切力，大部分水垢开裂脱落。用木制竹制耙子小心轻轻敲击金属壁面，从人孔、手孔、检查孔清理脱落的水垢，
（4）碱煮。每立方米的炉水加入碳酸钠8公斤（如果每吨炉水再加入磷酸三钠1.4公斤就更好），点火升压至1公斤（不小于24小时），再降压。停止碱煮后，当炉水温度降至70℃，排掉炉水，打开人孔手孔检查孔，用带压自来水冲掉脱落的水垢（特别是管内水垢）清扫完后检查水位表、汽水连通管、压力表连接管、排污管是否畅通。用户0.4吨锅炉，清理出的水垢呈鳞片状，最大厚度约4mm，清理出水垢约200斤左右;干热使水垢崩裂，破坏了水垢和金属之间的粘接，水垢大部分脱落、剥离，辅以碱煮使残存的水垢松软更易脱落，还会在金属表面产生一层保护层（主要是棕红色的Fe3O4）除垢率达99%，炉内非常干净，劳动强度不大，效果很好;局限性：锅炉除垢每一种方法都有其局限性。干热法除垢只适用燃煤立式锅炉，关键是掌握控制好加热的温度，避免过热和过烧，防止钢材性能变坏。用木材加温，温度易控制，不会锅炉对锅炉产生损害，毫无污染，费用低，操作简单，效果优良;虽然用户自创干热法除垢在原理上可行，在空锅时加温采用木材，温度较碳火易控制，但是应该采取措施，保证锅炉受热在控制的范围内，不产生局部高温。当今电子技术飞速发展，测量温度己不是难题，数学式的测温仪已非常便宜、使用方便;如果由于操作上的原因，如果效果不够理想，还可以重复一次上面的方法。
4 结语
干热除垢方法重中之重是干热而非干烧，较好决了难溶水垢的难题，较化学除垢简单、彻底。当今科技测温己不是难题，干热法除垢关键是掌握好加热时的温度，避免过热、过烧，不对锅炉钢材产生破坏性的影响，用户宜谨慎小心使用。本文作归纳总结，作为除垢方法的补充和借鉴。
参考文献：
化学除垢方法范文4
关键词：油田；物理方法；防垢除垢技术；应用效果
Abstract: Anti-fouling of several physical oil field injection system on the application of several physical Anti-fouling in the oil field, analysie the application effect, indicating that the physical Anti-fouling technology in ASP flooding limitations of the application of oil test site.
Keywords: oil; physical methods; Anti-fouling technology;application effect
中图分类号：TE34文献标识码：A 文章编号：
在国内外油藏的开发、生产、集输过程中，无机结垢现象在油井和地面集输管线经常发生，随着油田注水和三次采油的不断深人，原油含水逐渐升高，许多某油田综合含水率达到80%以上，已进人中高含水开发中后期，水中结垢离子浓度很高，引起严重的结垢问题，造成油井及管道堵塞、加热效率降低、输液泵排量减少，使油井的正常生产能力和油气管线的有效输运能力受到影响，同时也增加了油田的生产成本。物理防垢除垢方法具有应用方便、投资少、运行费用低和无污染等优点，日益引起人们的关注[1]。
1 物理防垢除垢技术作用机理
在任何水体系统中，成垢的直接原因是沉积物从过饱和溶液中沉淀出来。影响形成垢的主要因素，一个是流体中成垢物质的溶解度，另一种则是晶核，它最终导致垢的沉积并生长。物理法防垢是应用物理手段改变流体或成垢物质的性质，增大流体对成垢物质的承载能力，或者允许成垢物质在溶液中形成晶核甚至结晶，但要求这种结晶悬浮于溶液中不粘附于系统壁上。
1.1 电子防垢除垢技术作用机理
电子防垢技术[2]是以电子技术为基础，通过信号发生器产生一种极性、振幅和频率高速变化的电流，该电流又在管道中产生快速变化的磁场，对水中的钙、镁离子产生一种离子干扰作用，可以改变这些离子的电化学特性和物理特性，降低 、 、 和 之间的吸附能力，从而阻止这些离子之间结合成垢，达到管道防垢的目的。
1.2 合金材料防垢技术作用机理
合金材料的防垢机理主要是合金的催化作用。利用溶液中存在胶体晶体可阻止垢物形成的原理，在流体经过的地方设置专门设备，利用设备种的合金材料对流体进行催化，产生胶体晶体，胶体悬浮可保持长时间的稳定，如果不发生变化，一般不会形成更大的聚集体或沉淀物，从而防止垢物生成。
1.3 超声波防垢除垢技术的作用机理
超声波防垢除垢[3]主要是利用超声波强声场处理流体，使流体中成垢物质在超声场作用下，其物理形态和化学性能发生一系列变化，使之分散、粉碎、松散、松脱而不易附着管壁形成积垢。
（1）振散作用。当无机盐在水溶液中形成晶核时，采用超声波频率振荡，促使微晶分散而难于或不能生成晶体沉淀，有利于液体流动而不生成盐垢。
（2）震壁作用。对于即将形成的无机盐微晶、晶体或沉淀，利用超声波频率振荡，震掉或击碎松散垢物，易于被流体携带出地面。
1.4 磁防垢除垢技术的作用机理
磁防垢除垢技术[4]有多种形式，如高频电磁场防垢技术、低频电磁场防垢技术、脉冲射电防垢技术、变频电磁场防垢技术，等等。无论什么形式的磁场防垢技术，其防垢机理都是一样的。当采出液或注入液流经磁场时，在磁场作用下，溶液中的水分子、水化离子、油滴等粒子都要受到磁场的作用，作用力为罗伦兹力
(1)
式中： 为罗伦兹力； 为带电粒子的运动速度； 为磁通密度； 为带电粒子的电荷数； 为比例常数。
罗伦兹力对离子的作用结果是使得正负离子反方向螺旋运动。由于离子的水化层变薄，在螺旋运动中的正负离子相互碰撞的几率增大，因而容易生成离子缔合体，进而形成微晶悬浮于水中。根据这一理论，水中形成钙镁离子和重碳酸根、氢氧根相遇就可能形成碳酸钙或氢氧化镁结晶。使得水溶液的成核速率和晶体生长速率都有大幅度的提高。这样降低了溶液的过饱和度，并在溶相中形成晶核（结晶中心）而降低了在管壁结晶生长速率，从而使结垢量下降。对已经形成的水垢颗粒，从大量的实验证明，经过磁处理后，水垢颗粒变得大而松软；而未经磁处理的水垢坚硬而密集。分析认为水中一些杂质粒子被一簇簇水分子组成的集合体所包围，由于水分子簇团及其缔合物、水合离子和杂质的微观颗粒都进行着不间断的振动运动。当水体系通过高梯度的磁场时，可能受到磁感应振动，当其振动频度恰好与一些水分子禀振动频度相等或成比例时，即可能发生共振，致使一些分子簇团发生畸变扭曲或破坏，从而释放出原来被包裹着的杂质微粒而成为自由的晶核。
2 应用效果
2.1 现场应用
某油田在2002年8月共引进三套电子防垢器，分别在2个注水系统和1个掺水系统上进行了试验，经过近一年多的运行，在三个管网系统取得了很好的防垢效果。但三个系统所结垢的主要成分为碳酸盐垢。现场试验验证，超声波防垢技术[5]可以有效地解除地层的各种堵塞，起到疏通孔道的作用，同时可以提高地层渗透率和降低原油粘度，尤其适用于储层易受到损害的敏感性油藏；前苏联下瓦尔托夫油气联合局曾经进行了机械式超声波的防垢试验，将检泵周期由平均64天延长到170 ～250天。某采油厂弱碱三元复合驱试验区曾采用变频电磁场防垢、高分子材料防垢及合金电子防垢等技术，各种防垢措施都有一定的效果，泵阀等的使用周期从40－60天延长到110－140天，但随着时间的延长，防垢效果都逐渐下降；低频电子除防垢使用效果较好。但随着处理量的增加，防垢除垢效果都变差。2005年某区在一口油井井下下入合金防垢装置，仅23天后就因泵内结垢活塞拉伤而检泵。2006年在一口油井井下同时下入强磁防蜡防垢器和磁防垢块，仅三个月后，该井就因结垢严重而卡泵，起出清垢，三个月后，泵活塞又结垢，垢的主要成分为硅酸盐。
2.2 效果分析
对于某油田试验区块为水驱，流体中成垢离子以钙镁为主时，物理方法的防垢除垢效果较好；而某三元复合驱油现场试验区块，由表1可知，流体中除了钙、镁等离子外，还存在大量的聚合物、表面活性剂、硅胶体以及固体悬浮物，当溶液中有大量以胶体形式存在的硅时，固体悬浮物成为胶体聚沉的晶核，钙镁等离子、聚合物、表面活性剂的存在，增大了胶体聚沉的可能性[6]；在一定条件下电场、磁场以及超声波能增大胶体聚沉的速度，形成大量的硅垢，其主要成分见表2。由于三元采出液成分浓度是不断变化的，所以物理防除垢方法对胶体聚沉成垢的速度的影响也是不确定的，因此物理防垢除垢方法效果不明显或不稳定。
表1油井采出液样的成分及含量
表2油井垢样的成分及含量
3结论
（1）各种物理防垢除垢技术的机理研究都是以碳酸盐垢为研究对象的，对硅垢的研究很少，而硅垢与碳酸盐垢性质有很大不同，因此物理方法对硅垢的预防和清除的机理还不清楚，其应用效果是否理想不可预测。
（2）物理防垢除垢方法的影响因素较多，对于磁防垢除垢方法，它受到流体性质（如流体的磁记忆时间等）、流体的流速、磁场强度等；对于合金防垢，受到设备对流体的作用面积和作用时间等因素的影响；因此单一物理方法防垢除垢效果不明显。
（3）建议两种或两种以上的物理防垢除垢方法或者物理方法与化学方法同时使用，扬长避短，达到防垢除垢的效果。
参考文献：
[1] 周开学，卢贵武，黄乔松．磁防垢机理研究现状与进展[J].石油大学学报（自然科学版），1999（5）：109-112
[2] 张楠，顾晓梁，宗会霍，夙彦，狄鸿.电子防垢技术在某南部油田的应用[J].油气田地面工程，2004（10）：53
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[5] 顾春元，虞建业，任永林等.超声波采油技术研究与应用[J].钻采工艺，2003，26（6）：59-61.
化学除垢方法范文5
关键词：磁场；除垢防垢；机理；氢键；洛仑兹力
1945年Vermeriven发现，经磁处理后，锅炉水垢得到抑制，从此，该技术得到人们的重视并迅速发展。20世纪后期，我国的大庆、辽河、玉门等油田均对磁处理技术进行了现场实验和应用，其在减少环境污染、节能降耗等方面都发挥了举足轻重的作用[1]。
20世纪中期以来，世界上许多国家相继开展了磁化水理论和应用技术研究，其中前苏联是这一领域起步较早并富有成效的国家。我国自80年代初期就开始了这方面的研究工作，并取得了一些成果。比如，水在磁场中以一定速度沿垂直磁力线方向流动并被磁化，其表面张力系数、粘度、密度、电导率、pH值等均发生变化；水在静态磁化后其光谱特性改变。磁化水技术已广泛用于锅炉防垢除垢、混凝土浇筑、煤层和油田注水增注、农作物种植、液体雾化以及医疗等领域，并取得了一定的成绩[2]。
1 磁场除防垢原理
1.1 基本原理
关于磁防垢除垢机制，目前尚没有统一的权威性结论，看法很不一致。有一种基本的看法是：水溶液，本为大分子缔合物nH2O，经磁场作用后，变成小缔合物或单个分子，这样就有助于结垢物溶解[3]。
水的表面张力、溶解力、pH值和密度渗透力等性质在磁处理后将发生变化，这些细微的改变，如溶解力、活性和渗透力的上升，会影响镁、钙盐、金属离子化合物的溶解性和结晶过程。磁处理后，水中会产生若干双水分子，其会使致密的方解石晶体转变为松软、细小的文石晶体，从而更有利于被水流冲走，这就是磁处理技术的防垢作用；同时，这些新产生的双水分子由于体积减小、渗透力增加，更容易进入容器壁与污垢之间的缝隙，利用其与金属材料膨胀率的不同，在动态溶解平衡过程中，使原有的硬垢逐渐松软并脱落，从而达到除垢的效果[4]。
1.2 磁记忆效应
在磁场除垢防垢技术中，人们不断探索其中的奥秘，磁记忆效应就是一个重要发现，其是指：磁化处理后一段时间内，被处理介质仍然具有一定的防垢除垢能力，即物理化学性质不会因为离开磁场而迅速恢复原来的状态。例如，水在经过磁场时，其电导率、PH值等参数均存在变化，离开磁场以后，这些已经发生变化的参数并不会立刻恢复处理前的数值，而会保持一段时间。据文献显示，磁记忆效应在完全静止的水中大约能保持48小时，如果介质（例如水）发生剧烈扰动，则只能维持8小时。Coey等人在不断的研究中证明了磁记忆效应的存在性，并估算能维持20小时以上。至于磁记忆效应在什么条件下达到最佳，尚还没有统一结论，据报道，磁记忆效应随水温度的升高而显著减弱，但磁处理效果会增高[5]。
1.3 理论研究中遇到的困难
目前，磁化机理在国内外学术界还未达成共识，定量研究较少，研究过程中遇到的主要问题有：（1）磁记忆效应无法用现有的理论得到定量解释；（2）实验结果不能较好地解释磁处理机理；（3）未能对磁场是否引起液体相变、氢键断裂等问题进行全面系统的研究，缺乏定量计算，从而使理论落后于应用，降低了应用的成功性；（4）磁场强度和流体流速之间的关系复杂，部分人认为存在最佳流速，但也有学者指出，两者是多极值关系[6]。因此，加强定量的基础研究，建立和完善磁处理防垢的理论模型是将来发展趋势之一。
磁化法抑垢除垢的机理
国内外学者提出了许多关于磁化抑垢法机理的假设和理论，其中，广为接受的是洛仑兹力模型理论和氢键断裂理论。
洛仑兹力模型理论
洛仑兹力模型理论的解释是：磁场作用水溶液的过程可分为两个阶段：第一阶段，洛仑兹力作用占主导；第二阶段，取向作用占主导。
第一阶段：在磁场作用的范围内，CO32-和Ca2+等带电离子将被洛仑兹力束缚于磁力线附近。此时，磁场把带电粒子筛选出来，同时，由于阴阳离子的运动轨迹相反，更增加了CO32-和Ca2+间的碰撞机会。
第二阶段：CO32-和Ca2+等离子通过以水合离子的形式存在于溶液中，频繁的碰撞会使它们携带的水化膜部分解体，而改变离子的水合状态，许多单体水分子伴随着CaCO3晶粒的生成而产生。罗漫等人用核磁共振仪证实了，磁处理后，单体水分子数目会增加，其明显的电偶极性有利于在磁场中取向。这些水分子群限制了CaCO3晶粒的运动，减少了CaCO3晶粒间的有效碰撞和运动的自由程度，即，CaCO3小晶粒被分散在了水中，降低了他们聚合成大晶粒的可能性。也就是说，取向作用抑制了晶粒的长大。这些刚生成的单体水分子被取向后，溶液的介电常数会增大[7]。
2 氢键异变理论模型
在液态水中，水分子大多以分子团的形式存在。在0～200℃范围内，单分子与水分子的缔合体共存的形式是液态水的基本模型，温度越高，缔合度相应升高。若干个单分子通过氢键联系起来形成缔合态，即缔合体。
图1 带电荷的水分子结构示意图
图2 以氢键形式存在的水分子结构示意图
氢氧键由氢原子和电负性很大的氧原子共同形成，质量较大的氧原子将强烈吸引它们之间的共用电子对，以至氢原子几乎成为“裸核”而带正电，氧原子带同等的负电荷，如图1所示。水分子2中带正电荷的氢原子被水分子1中带负电荷的氧原子吸引，最终形成氢键，如图2所示[5]。
实验发现，具有极性原子的物质对磁场都有较高的敏感性。例如，由氢键缔合而成的液态水，磁场的微弱能量虽远小于氢键的键能，即不能破坏氢键，但可以给液态水体系一扰动，使其价电子发生新的取向，此时，缔合分子重新排列组合，这样就可以改变氢键的形态，以致其发生扭动、弯曲、改变键的强度或键角。通常情况下，磁处理中的磁场大小均较弱，因此，磁场的梯度、方向、作用时间以及磁处理时的流速均影响扰动的程度。在不同的磁处理参数下，介质的物理化学性质将发生变化，如水经磁场处理后，其蒸发速度加快，溶解性能加强，表面张力下降，这些微观的改变在宏观上就体现出防垢除垢的效果[3]。
3 正确认识磁处理技术
磁场处理在国外已有40年以上历史，在我国也已有1/3世纪以上的历史，而且已历经两度兴衰。
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。
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。
自磁场防垢处理问世时起，就存在着这种防垢方法有效与无效之争。究其原因，就是对磁场防垢的实质不明造成的。我国有为数众多的热水锅炉、热交换器、冷却装置，都没有进行水处理，每年造成上千万吨燃料的浪费，造成设备停产、金属过热烧坏，有数以万计的小锅炉和热交换器被迫进行化学清洗除垢，造成药物消耗及环境污染，因此，不用药剂、不用或极少消耗能量、没有环境污染的磁场处理是有广阔天地的[8]。
4 结束语
对于磁场除垢防垢的原理，目前学术界还没有给出一个比较确切的结论。磁场能影响成垢物质的结晶速率、晶型、晶体大小和数目、水的pH值等，因而阻止水垢分子对管壁的附着。由于磁场对水以及其它离子（分子）的影响是暂时的，为了避免重新结垢，需要在磁处理后做进一步处理，如在电子除垢仪下游安装捕集器，以清除掉污垢。磁处理技术相较于其他化学除垢方法，具有投资小、操作简单、无毒无污染等特点，是一种极具发展前景的防垢除垢技术。
参考文献
[1]周爱东，杨红晓，张志炳.磁处理在抑制碳酸钙结垢中的应用[J].应用化工，2006，（02）：87.
[2]丁振瑞，赵亚军，陈凤玲等.磁化水的磁化机理研究[J].2011，（06）.
[3]齐凤春.磁防垢除垢技术[J].学术研究，2001，（06）：22.
[4]陈璨.基于电磁场的除垢、防垢技术研究[D].北京，中国石油大学，2008.
[5]许国凤，舒福昌，周双君.磁化水处理技术的研究现状及防垢机理[J].2008，（09）：5.
[6]田党宏，蒲春生.磁防垢除垢技术研究与应用新进展[J].石油工业技术监督，2005，（06）：13.
[7]马秀波，周开学.磁场对碳酸钙结晶影响的探讨[J].工业水处理，2003，（09）：18-19.
化学除垢方法范文6
1.传统实验报告的局限性
传统的实验报告手册［1］内容主要包括实验目的、实验原理、主要试剂与仪器、实验装置图、实验数据记录与处理、结果与讨论等，适用于验证性实验，学生在完成实验报告时只是机械地罗列实验内容，不加思考，更谈不上分析和讨论实验中出现的现象，因此无法对整个实验进行更深入的理解和思考，严重遏制了学生探究思想的形成与发展。随着学生整体素质的不断提高和科学技术的日益发展，传统的实验教学方法和模式急需改进。
2.论文式实验报告的内容及要求
论文式实验报告［2］要求以“小论文”的形式书写实验报告，是指学生自己通过图书、上网查阅相关资料、文献，在了解实验目的的基础上，自行设计实验方案，进行实验操作，通过讨论与分析探究事物的本质，然后撰写成汇报性书面材料的过程。但是，实验小论文在课题的选取、讨论的深度、范围、引用文献等方面又不同于专题论文。它规模小，可减少学生因为撰写小论文花费的精力与时间，但是丝毫不影响学生独立获取知识、查阅文献能力的培养，也不会减弱探究的兴趣。因此，它更加适用于探究性实验、家庭实验等研究性实验。
论文式实验报告的书写应体现出科学性、理论性、创造性和探究性，要给学生思考、选择和发展的空间。论文式实验报告［3］的主要内容与书写要求包括以下几个方面。
2.1实验课题。
教师可以给出与探究性活动相关的多个课题，由学生选择感兴趣的某个课题进行研究；同时，在论文的前言部分阐明选题的意义和目的。
2.2实验原理。
概括与实验装置或操作系统、操作规程以及实验对象等密切联系的理论知识。
2.3实验方案。
查找资料了解与该课题相关的信息，自主地发现问题、提出假设、结合实验原理设计实验方案。
2.4仪器与药品。
学生根据自己的实验思路和设想自主选择所需的仪器与药品。
2.5实验部分。
按照设计的实验方案，完成实验操作，记录实验现象。
2.6实验结果与分析。
对结果作详尽的讨论与分析，探究事物的本质。
2.7实验结论。
一般阐述本文研究得到的结论或创新之处，以及本文研究的不足之处或遗留的未予解决的问题。
2.8实验反思。
谈谈实验的收获和体会，以及实验中存在的问题和解决的方法。
2.9实验参考文献。
在小论文后列出参考文献，指明引用资料的出处，反映出真实的科学依据。
3.论文式实验报告的优点与可行性
3.1有利于培养学生独立获取信息，以及加工信息的能力。
在做探究性实验之前，明确实验目的、设计科学的实验方案是探究活动成功的关键所在。因此，实验前学生要通过查阅、收集和整理与本次实验相关的资料，选择探究的课题。通过小组讨论，初步设计实验方案，写出预习报告，指导自己的探究活动。
例如，在探究醋酸除垢效果的课题时，我引导学生做好实验前的准备工作，如查阅资料了解水垢的主要成分，有关各物质的溶解性能，以及不同浓度的醋酸溶液的配制方法等信息。结果，学生自己了解到了许多基础知识并提出了很多假设：①醋酸的浓度越大除垢效果好；②醋酸浓度太大效果不好，浓度太低效果也不好，可能在某合适的浓度时效果最好；③温度越高除垢效果越好；④温度太高效果不好，温度太低效果也不好，可能需要合适的温度；⑤水垢的主要成分是CaCO3；⑥水垢的主要成分是CaCO3和Mg（OH）2，等等。学生在提出假设的基础上，思考实验的化学原理，然后，进行小组间的合作与交流，初步设计了简单的实验方案。
3.2在将知识和技能进行融会贯通的活动中提高学生的科学素养。
探究性活动对学生来说充满着未知与挑战，学生难免会在实验中遇到各种理论知识和操作技能方面的挫折和困难，教师要引导学生正确认识实验探究过程中所遇到的挫折和困难，激励学生勇于探索，发挥自己和团体的创造性。例如，在醋酸的除垢实验中，学生就遇到了以下难题：①配制多大浓度的醋酸溶液，以及配制几种不同浓度的溶液；②水垢与醋酸溶液的用量分别定为多少；③除垢时是否需要搅拌，如何搅拌；④反应温度控制在多少摄氏度，以及如何控制温度；⑤根据什么标准来衡量除垢效果的好与坏，等等。可见，只有学生在实验中不断摸索，才能拓宽思维，不断地改进实验装置和实验方案。在得到可靠的实验数据后，学生还要结合数学知识处理数据、绘制曲线、分析曲线等过程才能得出除垢的最佳条件。在整个活动过程中，学生不断地发现问题、解决问题，体会了学科间、知识与技能间的联系，体验了成功的乐趣。因此，论文式实验报告的撰写过程可以培养学生从多学科、多维度思考问题，以及综合应用知识和技能解决实际问题的科学素养。
3.3有利于学生表达自己的观点，提出自己的见解。
探究性实验重在对学生进行探究过程、探究方法、探究思路、动手实践能力和创新精神的培养，而这些能力的提高要靠学生在实践中不断探索、总结经验和自我反思的过程中逐步达成。因此，实验报告中要重视学生对实验进行全面的归纳和反思，如让学生谈谈实验的收获、体会和实验中存在的问题、解决方法，等等。这样便于进行小组间的合作与交流，使学生养成自主学习、合作学习和探究学习的良好素养。
3.4有利于及时反馈教学效果，便于师生交流，调整教学计划。
通过让学生书写实验讨论与反思，教师可以在第一时间了解学生对知识和技能的掌握情况，了解学生的思维品质，这便于教师调整教学计划，优化教学效果。例如，通过对醋酸除垢实验报告的总结，可以看出多数学生绘制出了除垢所需时间与醋酸浓度的关系曲线，知道了醋酸溶液的除垢效果与醋酸浓度的关系，还有部分学生不会用数学知识去处理化学中的问题，对知识的应用不够灵活。因此，教师在以后的教学中要设计一些有关定量方面的实验，有目的地训练学生处理数据的能力。
总的看来，小论文比传统的实验报告更为灵活，且简单易行。它不仅可以保留传统实验报告的基本功能，而且可以限制学生的抄袭，有利于促进学生进行独立思考和操作，发展学生的个性。另外，在探究活动中随机出现的问题能激发学生的好奇心和实验热情，这有助于增加学生的思考空间和思考深度，增强创新的意识和能力。近年来，我们在探究性实验教学方法的革新上不断探索，在教学中将传统的实验报告改进为实验小论文的模式，并在学生中开始试行，教学效果明显优于传统的实验报告。因此，教师要更新思想，精心设计合适的探究性实验，指导学生书写论文式实验报告，逐步培养学生的科学探究素养。
参考文献：
［1］许遵乐，刘汉标.有机化学实验［M］.广东：中山大学出版社，1998：21-22．
