Сепаратор для производства обогащенного кислородом воздуха Советский патент 1983 года по МПК B01D35/06 

1 Изобретение относится к обогащени воздуха кислородом и может быть использовано в металлургии, например, для обогащения кислородом доменного дутья, теплоэнергетике и других областях промышленности. Известно устройство, содержащее турбокомпрессор с турбодетандером, колонны, в.которых получают чистый кислород, а затем подмешивают в воздух Cl i Недостатком таких устройств является сложность конструкции, значительные капитальные затраты и большой срок строительства. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является электрический воздухоразделитель, содержащий кожух, внутри которого установлен ротор, состоящий из магнитопровода, выполненный из сегментов, на которых размещены электрообмотки включенные между собой последовательно, сегменты расположены между собой с зазорами (щелями), над которыми установлены коронирующие электроды (23. Недостатком данного устройства яв ляется невысокая надежность, обуслов ленная наличием коронирующих электро дов, и получение невысокого процентного содержания кислорода ввиду неустойчивости поддержания избыточного давления в зоне раздела воздуха. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства и эффективности процесса разделения. Указанная цель достигается тем, что сепаратор для производства обога щенного кислородом воздуха, содержащий корпус, ротор, выполненный в виде полого магнитного цилиндра со щелями по его образующим и установленный внутри корпуса, снабжен набором ферромагнитных элементов, выполненны в виде струи и установленных на расстоянии друг от друга и на расстоянии от ротора с его наружной стороны вдоль щелей. Причем сепаратор снабжен отсекающей заглушкой, установленной внутри ротора, и соплом, установленным внут ри ротора на его входе. На фиг. 1 изображен сепаратор, общий вид с частичным разрезом; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1 (направление действия сил, приложенных к моле куле кислорода F,, и азота фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на 1 фиг. k - вариант сепаратора с установкой сопла; на фиг. 5 - разрез Б-Н на фиг. k, Сепаратор содержит корпус 1, соединенный с воздуховодами с помощью задвижек 5-7, внутри которого установлен ротор, состоящий из электромагнитов 8, между которыми образуются .продольные щели 9 над которыми установлены ферромагниты 10, а под щелями - отсекающая заглушка 11, сопло 12 и регулирующее устройство 13. Сепаратор работает следующим образом. От воздуходувки (не показана ) воздух поступает через воздуховод 2 в корпус 1 зоны разделения и рассекается фёрромагнитами 10. Под влиянием сильного магнитного потока силой FI и Р2 кислород отделяется из потока воздуха и направляется к щели 9 где через задвижку 6 и воздуховод 3 направляется к потребителю, а оставшийся в потоке воздуха азот под действием силы р2 направляется через задвижку 7 и воздуховод . Силы р2 создаются при подаче воздуха.Сила F.возникает за счет вли-f яния магнитного потока на кислород. Магнитный поток выпучивания со щели собирается по направлению расположения ферромагнитов в связи с большой его магнитной проницаемостью. И таким образом в районе щели образуется магнитная плотность выше обычной. При достижении Плотности 2000П Гс/см и выше на всю длину щели происходит отделение кислорода из воздуха, так , как магнитная проницаемость кислоро- да в 150 раз выше, чем азота. Соотношения между шириной щели, расстоянием до ферромагнитов и его диаметром.ограничивается возможностью получения необходимой плотности магнитного потока. Можно, кроме зоны разделения, параллельно основному потоку через сопло 12 подавать дополнительный поток воздуха для подмешивания. При этом за счет инжекции под щелями создается разрежение, способствующее лучшему отбору кислорода. Конструктивное решение позволяет использовать все поперечное сечение установки и таким образом освободить устройство от дополнительной установки для подмешивания кислорода в воздух о Изменение величины разрежения, а также производительности производится регулирующим устройством 13. Для большей площади соприкосновения воздуха с ферромагнитами последние установлены относительно шели под углом 1-5° в 1-5 ряда. Доя уменьшения влияния при колебании избыточного давления между потоком воздуха и полученным потоком кис лорода установлена отсекающая заглуш ка 1 1 , которая задерживает попадание воздуха в щель и таким образом повышается процентное содержание кислорода. 1 fil На уровейь- концентрации кислорода и производительность влияет положение регулирующих задвижек в воздуховодах 2-.и регулирующего устройст- ва 13, а также величина температуры, воздуха, поступающего на разделение, так как парамагнитные свойства кисло-. рода обратно пропорциональны его температуре. Использование предлагаемой конструкции по сравнению с известными позволит упростить конструкцию, повысить надежность, снизить капитальные затраты, о1беспечить получение практически любых концентраций кислорода в дутье.. .

1. СЕПАРАТОР ДЛЯ ПРОИЗВОДИ iCTBA ОБОГАЩЕННОГО КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА, /содержащий корпус, ротор, выполненный в виде полого магнитного цилиндра со щелями по его образующим и установа -f S A/JJ/ VJ VJJ.A ленный внутри корпуса, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства и эффективности процесса разделения, сепаратор,снабжен набором ферромагнитных элементов, выполненных в виде струи и установленных на расстоянии друг от друга и на расстоянии от ротора с его наружной стороны вдоль щелей. 2. Сепаратор по п. 1,о т л и чающийся тем, что он снабжен отсекающей заглушкой установленной внутри ротора. 3.Сепаратор по пп. 1 и 2, о т личающийся тем, что он снаб-р соплом, установленным внутри S л ротора на его входе. А фиг/

cpus.Z

фиг.З

Фиг. 5

10