МАГНИТНЫЙ АППАРАТ Российский патент 1995 года по МПК B03C1/02 

Изобретение относится к аппаратам для очистки жидкостей или газов от ферромагнитных примесей и магнитной обработки жидкостей и может быть использовано в химической, нефтехимической промышленности, теплоэнергетике и других отраслях.

Известен магнитный аппарат, содержащий корпус, патрубки для входа и выхода очищаемой среды, сепарирующий элемент из постоянных магнитов [1].

Недостаток известного аппарата - сложности в проведении процесса регенерации аппарата, так как для регенерации сепарирующих элементов аппарата необходимо отключить аппарат от технологической линии, вскрыть аппарат, извлечь из него сепарирующие элементы и механическим путем стряхнуть с них уловленные ферромагнитные частицы.

Известен магнитный аппарат для очистки жидкостей или газов от ферромагнитных частиц, содержащий корпус, патрубки подвода и отвода обрабатываемой среды, камеру очистки с размещенными в ней сепарирующими элементами из блоков постоянных магнитов, заключенных в чехлы [2].

К недостаткам данного аппарата следует отнести то, что при наличии в очищаемой среде большого количества масла или других примесей, например смолообразного вещества (продукта деградации моноэтаноламина, образующегося в процессе очистки конвертированного газа от двуокиси углерода). В этом случае процесс регенерации сепарирующих элементов затруднен, т.к. уловленные ферромагнитные частицы слипаются между собой и с поверхностью чехлов. Поэтому при снятии магнитного поля в камере очистки эти частицы не будут ссыпаться под действием силы тяжести с поверхности чехлов, а также из камеры сбора аппарата без постороннего механического воздействия.

Наиболее близким к изобретению является магнитный аппарат, содержащий корпус, патрубки подвода и отвода обрабатываемой среды, камеру очистки с размещенными в ней сепарирующими элементами из блоков постоянных магнитов, заключенных в чехлы, при этом блоки постоянных магнитов расположены на полых стержнях и размещены в камере с возможностью передвижения в вертикальном направлении внутри чехлов [3].

Однако несмотря на то, что данный аппарат позволяет осуществлять процесс очистки или обработки среды в непрерывном режиме, т.е. без отключения аппарата от технологической системы, ему также присущи недостатки вышеуказанного аппарата, которые сужают область его применения.

Цель создания изобретения - расширение области применения аппарата и интенсификация процесса очистки веществ.

Для достижения этой цели в магнитном аппарате, содержащем корпус, патрубки подвода и отвода обрабатываемой среды, камеру очистки с размещенными в ней сепарирующими элементами из блоков постоянных магнитов, заключенных в чехлы, расположенных на полых стержнях и размещенных в камере с возможностью передвижения в вертикальном направлении, камера очистки снабжена горизонтальной перегородкой, в отверстиях которой установлены обоймы с укрепленными в них скребками. Торцы чехлов сепарирующих элементов закреплены на полых стержнях, внутри которых размещены направляющие стержни, проходящие через центры обойм, при этом сепарирующие элементы размещены в камере с возможностью передвижения по направляющим стержням. Каждый скребок снабжен лемехом с заостренной кромкой, вогнутой внутрь обоймы. Верхний торец чехла сепарирующего элемента размещен внутри обоймы и кромки лемеха скребка обжимают поверхность чехла по периметру.

На фиг. 1 показан магнитный аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 и 3 - узлы и детали магнитного аппарата.

Магнитный аппарат содержит корпус 1, крышку 2, патрубки 3 и 4 подвода и отвода обрабатываемой среды, магнитные сепарирующие элементы 5 с направляющими стержнями 6, узел 7 механической очистки, опорный 8 элемент, конусную обечайку 9, камеру 10 сбора уловленных частиц и узел 11 ее очистки, штуцеры 12, 13, 14 для регенерации и продувки аппарата, заглушки 15 и 16.

Внутри корпуса размещены камера 17 очистки, конусная обечайка 9 с опорным элементом 8, на котором укреплены вертикальные направляющие стержни 6, верхние концы которых скреплены с кольцом 18. Камера 17 очистки расположена между горизонтальной перегородкой 19 и опорным элементом 8 и ограничена обечайкой 20 переменного сечения.

Магнитный сепарирующий элемент 5 состоит из полого стержня 21, на котором размещены магнитные блоки 22, заключенные в чехол 23. Верхние концы полых стержней 21, выступающие из чехлов 23 скреплены между собой ребрами с кольцом 24. Магнитные сепарирующие элементы 5 имеют возможность перемещаться по вертикали по направляющим стержням 6.

Узел 7 механической очистки (см. фиг. 2 и 3) размещен на горизонтальной перегородке 19 и включает обоймы со скребками и лемехами 25 с заостренной кромкой, вогнутой внутрь обоймы. Кромки лемеха скребка плотно прилегают и обжимают поверхность чехла по периметру. Лемех - деталь съемная и периодически заменяется.

Опорный элемент 8 (фиг. 1 и 2) содержит кольцо 26 с ребрами 27, на которых размещены гнезда 28 для крепления направляющих стержней 26. Верхняя кромка ребер заострена.

Магнитный блок 22 состоит из нескольких (3-5 шт.) кольцевых магнитов 29 и ферромагнитных шайб-полюсов 30.

Аппарат снабжен тросом 31, скрепленным с сепарирующими элементами 5 посредством кольца 24. Трос соединен со штоком 32, проходящим через сальниковое устройство 33. Верхняя часть штока имеет строповочное кольцо 34.

Камера 10 сбора уловленных частиц и узел 11 очистки (фиг. 1) включает конусную камеру 35 и скребок 36, укрепленный на оси 37.

Для повышения надежности работы узла очистки аппарата (исключение перекоса при протяжке сепарирующих элементов через обоймы) верхний торец магнитного сепарирующего элемента размещен внутри обоймы узла механической очистки (фиг. 2). Лемехи скребков плотно прилегают и обжимают поверхности чехлов.

Сальниковое устройство может быть расположено на верху крышки корпуса.

Магнитный аппарат работает следующим образом.

П р и м е р 1. Очистка жидкого аммиака от ферромагнитных примесей. В вертикально установленный аппарат (фиг. 1) по патрубку 3 поступает при давлении 16 кгс/см² и температуре 20^оС в количестве 40 куб.м/ч жидкий аммиак, содержащий более 1 мг/л ферромагнитных частиц (удовлетворяет требованиям ГОСТ), с примесью масла и через конусную обечайку 9 входит в камеру 17 очистки в зону воздействия магнитного поля, создаваемого магнитными элементами 5. Здесь ферромагнитные частицы намагничиваются и осаждаются на поверхности чехлов 23. При этом на ферромагнитных частицах абсорбируется значительное количество масла. Очищенный от примесей жидкий аммиак (остаточное содержание железа не более 0,15 мг/л) проходит через отверстия в перегородке 19 и через патрубок 4 выводится из аппарата и далее направляется согласно технологической схеме производства (на склад, в цехи переработки и т.д.).

Регенерация магнитных сепарирующих элементов и аппарата (очистка поверхности чехлов 23 и удаление уловленных частиц из камеры 10 аппарата) проводится периодически.

После слива жидкого аммиака и снижения давления в аппарате до атмосферного при подводе через штуцер 14 продувочного азота снимают заглушку 15. Затем за строповочное кольцо 34 протягивают магнитные сепарирующие элементы 5 в верхнюю часть аппарата (выше перегородки 19) через обоймы со скребками и лемехами 25, обжимающими чехлы 23. При этом уловленные частицы с поверхности чехлов счищаются и ссыпаются в камеру 10 сбора.

После нескольких операций по очистке сепарирующих элементов 5 и наполнения камеры 10 сбора уловленными частицами осуществляется (примерно 1 раз в год) регенерация аппарата. Для этого аппарат отключают от технологической линии и проводят, как указано выше, регенерацию сепарирующих элементов, а затем снимают заглушку 16 и через штуцер 12 из камеры сбора удаляют уловленный шлам в переносной поддон. В связи с тем, что в жидком аммиаке содержится примесь масла и уловленные частицы могут слипаться со стенкой камеры 35 и удаление этой массы из камеры сбора будет затруднено, для очистки предусмотрен скребок 36, скользящий по стенке камеры при вращении оси 37.

П р и м е р 2. Очистка и обработка МЭА-раствора в системе очистки конвертированного газа от диоксида углерода в отделении моноэталаминовой очистки производства аммиака в агрегатах АМ-76 и АМ-80.

В вертикально установленный аппарат (фиг. 1) по патрубку 3 поступает при давлении 1,3 кгс/см² и температуре 130^оС в количестве 680 куб.м/ч моноэтаноламиновый раствор, содержащий примеси ферромагнитных частиц и продукты деградации раствора. Через конусную обечайку 9 раствор вход в камеру 17 очистки в зону воздействия магнитного поля, создаваемого магнитными элементами 5. Здесь водная система - водный раствор моноэтаноламина (20% МЭА и 80% воды) подвергается воздействию магнитного поля и приобретает новые свойства (повышение сорбционно-десорбционного качества), а ферромагнитные частицы (продукт коррозии оборудования) намагничиваются и осаждаются на поверхности чехлов 23.

В процессе рециркуляции МЭА-раствора в условиях повышенной температуры и наличия диоксида углерода и примеси железа, происходит деградация МЭА с образованием смолистых веществ, которые могут увлекаться ферромагнитными частицами и осаждаться на поверхности чехлов. Обработанный магнитным полем и очищенный от ферромагнитных примесей и частично от смолистых веществ МЭА-раствор далее проходит через отверстия перегородки 19 и через патрубок 4 выводится из магнитного аппарата.

Регенерация магнитных сепарирующих элементов и аппарата производится аналогично примеру 1.

Изобретение имеет следующие преимущества.

Наличие в камере очистки горизонтальной перегородки, в отверстиях которой установлены обоймы с укрепленными в них скребками, позволяет повысить надежность и эффективность работы аппарата в режиме регенерации за счет тщательной механической очистки поверхности магнитных сепарирующих элементов при протяжке их через обоймы со скребками от уловленных ферромагнитных частиц и в условиях прилипания этих частиц (при наличии в обрабатываемой среде примеси масла, смолистых веществ и подобных им веществ) к поверхности сепарирующих элементов.

Расположение блоков постоянных магнитов в герметически закрытых чехлах позволяет уменьшить до минимума зазор между внутренней стенкой чехла и ферромагнитными шайбами блоков, а также толщину стенки чехла, работающего в условиях без перепада давления, что позволяет эффективнее использовать магнитное поле блоков постоянных магнитов и тем самым повысить сепарирующую емкость аппарата и интенсифицировать процесс очистки веществ.

Размещение верхнего торца чехла каждого сепарирующего элемента внутри обоймы так, чтобы кромки лемеха скребка плотно прилегали к чехлу по периметру, определяет фиксированное положение сепарирующего элемента в камере очистки и способствует направленному движению системы магнитных сепарирующих элементов по направляющим стержням через горизонтальную перегородку с узлом механической очистки. Это позволяет избежать перекосов при протяжке магнитных сепарирующих элементов в процессе их регенерации и повысить надежность и долговечность работы аппарата.

Таким образом, предлагаемая конструкция магнитного аппарата позволяет интенсифицировать процесс очистки, улучшить условия эксплуатации, повысить надежность и расширить область применения.

Магнитный аппарат содержит корпус, патрубки подвода и отвода обрабатываемой среды, камеру очистки с размещенными в ней сепарирующими элементами из блоков постоянных магнитов, заключенных в чехлы. Блоки постоянных магнитов расположены на полых стержнях и размещены в камере с возможностью передвижения в вертикальном направлении. Камера очистки снабжена горизонтальной перегородкой, в отверстиях которой установлены обоймы с укрепленными в них скребками. Торцы чехлов сепарирующих элементов закреплены на полых стержнях, внутри которых размещены направляющие стержни, проходящие через центры обойм. Сепарирующие элементы размещены в камере с возможностью передвижения по направляющим стержням. Каждый скребок снабжен лемехом с заостренной кромкой, вогнутой вовнутрь обоймы. Верхний торец чехла сепарирующего элемента размещен внутри обоймы. Кромки лемеха скребка обжимают поверхность чехла по периметру. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. МАГНИТНЫЙ АППАРАТ, содержащий корпус, патрубки подвода и отвода обрабатываемой среды, камеру очистки с размещенными в ней сепарирующими элементами из блоков постоянных магнитов, заключенных в чехлы, при этом блоки постоянных магнитов расположены на полых стержнях и размещены в камере с возможностью передвижения в вертикальном направлении, отличающийся тем, что камера очистки снабжена горизонтальной перегородкой, в отверстиях которой установлены обоймы с укрепленными в них скребками, а торцы чехлов сепарирующих элементов закреплены на полых стержнях, в которых размещены направляющие стержни, проходящие через центры обойм, при этом сепарирующие элементы размещены в камере с возможностью передвижения по направляющим стержням. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что каждый скребок снабжен лемехом с заостренной кромкой, вогнутой вовнутрь обоймы. 3. Аппарат по пп.1 и 2, отличающийся тем, что верхний торец чехла сепарирующего элемента размещен внутри обоймы и кромки лемеха скребка обжимают поверхность чехла по периметру.