Фильтр Советский патент 1986 года по МПК B03C1/00 B01D35/06 C02F1/48 C02F103/02 

Изобретение относится к магнитному и электростатическому разделению веществ, преимущественно для очистки текучих сред от магнитных и немагнитных фракций, и может быть использовано в горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, пищевой, химической промыишенности.

Целью «зобретения является повышение эффективности процесса очистки за счет увеличения магнитного н электростатического воздействия на металлосодержащие примеси.

На фиг. 1 показан фильтр, продолный разрез; на фиг. 2 - то же, поперечный разрезу на фиг. 3 - магнитоэлектрический концентратор, поперечный разрез-, на фиг. 4 - то же, продольный разрез.

Фильтр содержит рабочую камеру 1 заполненную ферромагнитной насадкой 2, намагничивающую систему в виде соленоида 3, расположенного снаружи камеры, магнитоэлектрический концентратор, включающий внутреннюю 4 и внешнюю 5 воронки, перфорированны электрод 6 с зат лушксй 7, диэлектрическую вставку 8, патрубки подвода очип;аемой 9 и отвода очищенной 10 среды.

Фил)Тр работает следующим образом,

Очигцаемая среда по патрубку 9 поступает в зазор, образованный внешней 5 и внутренней 4 воронками магнитоэлектрического концентратора На внутренней поверхности внешней воронки под действием магнитных и электростатических сил происходит образование из ионов металлов, металл о содержащих и ферромагнитных частиц укрупненной фракции, отрицательно заряженной и подмагниченной. Укрупненные частицы смываются проходяще : сгэедой в .ферромагнитную насадку 2, где под действием высокоградиентного магнитного поля, генерируемого соленоидом, осаждаются в точках контакта гранул насадки. Причем осаждение происходит в пристенных областях рабочей камеры, где значение магнитного поля максимально, а для исключения попада:ния- частиц в центральную область камеры служит перфорированный электрод 6, который ограждает область камеры с

низкими значениями магнитного поля, но не снижает производительности

2570592

фильтра, так как не препятствует проникновению очищаемой среды. Очищенная среда вьшодится по патрубку 10. По истечении полного насы- 5 щения насадки металлосодержащими частицами отключают источники магнитного и электростатического полей и промывают насадку водовоздушной смесью и приступают к следующему 10 циклу очистки.

Известно, что распределение магнитного поля в объеме ферромагнитной насадки неоднородно, его знаt5 чение максимально в пристенной области рабочей камеры и минимально в осевой части (примерно в 2 раза меньше), т.е. эффективно процесс очистки происходит в определенном

20 обьеме насадки, расположенном в

пристенной части рабочей камеры, остальной объем насадки работает малоэффективно. Поэтому желательно, чтобы возможно большая часть частиц

25 проходила в пристенной области, рабочей камеры. Для выполнения этого условия в конструкцию устройства введена новая система электродов, выполненная в виде двух пар: первая

30 в виде двух соосных воронок, причем внешняя воронка изготовлена из постоянного магнита, а вторая в виде камеры и коаксиально расположенного к ней цилиндрического перфориj рованного электрода, заглушенного на входе. В рабочей зоне концентратора, т.е. между плоскостями воронок, очищаемая среда движется в магнитоэлектростатическом поле: маг-

д нитное создается постоянным магнитом, из которого выполнена внешняя воронка, а электростатическое - внутренней и .внешней воронками. Как было отмечено, осаждаемьш частицы

д, необходимо ориентировать в пристенные, области рабочей камеры, где поле максимально. Для этого внешняя воронка выполнена из постоянного магнита к одновременно служит отри,- дательным электродом, знак которого выбран из-за наличия в очищаемой среде ионов металлов, так как движение их направлено к отрицательному электроду. В результате, сконцентрированные -на внутренней поверхности внешней воронки металлосодержащие частицы под действием магнитного и электростатического взаимо- действия притягиваются друг к другу.

55

3

образуя укрупненные частицы (флоку- лы). Для подтягивания ферромагнитных частиц из очищаемой среды к поверхности внешней воронки требуется магнитное поле с различной напряженностью, величина которой изменяется в зависимости от удаления частицы, ее размеров, химического состава. Выполнять внешнюю воронку из постоянного магнита с постоянной максимальной напряженностью по высоте воронки, рассчитанной на улавливание частиц с экстремальными параметрами, нецелесообразно, так как они не характерны для очищаемой среды. Поэтому, предлагается сечение магнита изменять пропорционально изменению сечения между внутренней и внешней воронками, изменяя тем самым напряженность поля в определенных диапазонах - от напряженности, необходимой для захвата менее удаленных крупных частиц, и до напряженности, обеспечивающей захват более удаленных высокодисперсных частиц. Величина этой пропорциональности устанавливается в каждом конкретном случае, исходя из исходных параметров. Например, при очистке производственного конденсата ТЭЦ, ГРЭС, АЭС, где фракция час.тиц 0,1- ТО мкм, исходя из опыта эксплуатации электромагнитных фильтров, рекомендуется диапазон напряженности магнитного поля 20-80 кА/м. С целью создания высокоградиентного магнитного поля на внутренней поверхности внешней воронки изготовлены риф- лення. В результате, на выходе из концентратора отделяемые частицы укрупнены, подмагничены и имеют отрицательный заряд (внешняя воронка отрицательно заряжена), кроме того, С1Ф1В частиц с поверхности воронки происходит в пристенной области рабочей камеры, т.е. частицы имеют ориентацию движения в область рабочей камеры с повьппенной напряженностью магнитного поля, В объеме рабочей камеры отрицательно заряженные частицы движутся под действием электростатического поля к положительному электроду, которым являетс корпус камеры, и осаждаются в пристенной области камеры, где поле максимально, в местах контакта гранул насадки. Приосевой объем камеры где напряженность поля в 2 раза меньше чем в пристенной, ограничен

570594

перфорированным элёктродЬМ. Область с низкими значениями магнитного поля в зависимости от соотношения длины к диаметру соленоида находит- J ся в пределах 0,5-0,7 от внутреннего диаметра камеры, исходя из чего выбран диаметр электрода, который ограничивает эту область низких значений магнитного поля. После Об

10 работки частиц в концентраторе они получают отрицательный заряд, а . значит движение их направлено от. отрицательного электрода. Таким обра-. зом, рабочая зона захвата частиц

15 находится между поверхностями рабочей камеры и электрода. Увеличение диаметра электрода ведет к снйжемию рабочего объема насадки, т.е. к умёнь шению фильтроцикла работы устройст

20 ва и неполному использованию возможностей намагничивающей системы. Уменьшение диаметра электрода приводит к оголению низкоэффективной зоны насадки, которую часть примесей бу25 дет проскакивать из-за невысокой напряженности магнитного поля, а .также к увеличению межэлектродного расстояния, что повысит энергопотребление. В качестве антикоррозионного

3Q покрытия перфорированного электрода, ввиду дефицитности никеля, кадмия, хрома и др. металлов, в технике ис- пользуют покрытия на основе эмалей, пластмасс, смол, которые являются хорошими диэлектриками, исключающими замыкание электродов через насадку и обеспечивающие поляризацию., гранул насадки, что позволяет повысить эффективность очистки сред от примесных включений, несущих на себе электрически; заряд. Благодаря перфорации электрода, т.е. вы- полйению его с отверстиями, очищаемая среда свободно проникает внутрь электрода, заполненного ферромагнитной насадкой. Ферромагнитная насадка в электроде служит двум целям. Первая цель - она стабилизирует гидравлический режим работы фильтра. Если электрод выполнить полым, то из-за гидравлического сопротивления насадки очищаемая среда будет проходить через электрод, минуя рабочие зоны насадки, если выполнить электрод сплошным, то уменьшится площадь живого сечения, а значит производительность фильтра снизится. Вторая цель - осаждение ферромагнитных частиц, которые проник5

5

0

5

ли в электрод, т.е. которые не попали в пристенную область рабочей камеры. Эта часть примесей из-за малого соотношения концентра1Ц й (рт- ,от носительно абсолютной концентрации металлсодержащих примесей в очищаемой среде, так как основная масса попадает в пристенную область) к длине насадки будет осаждена в объеме насадки электрода.

В предлагаемом фяльтре повьшение эффективности очистки достигается путем укрупнения металдосодержащих

2570596

частиц и включением в их состав под- магниченной ферромагнитной составляющей, а также направлением движе ния их в области насадки с магнитным , полем высокой напряженности, кроме того, производительность фильтра не снижается. Существенным является также то, что фильтр позволяет улавливать, благодаря укрупнению частиц 10 в концентраторе, высокодисперсную фазу. Поэтому применение предлагаемого фильтра позволяет повысить, эфф ективность очистки на 10-15%.

-0

А А

{flue. 2

SffyfTT eMf ife p фJVff uJf

8ftympffffft/€ putp/fff ua

efJue.

Редактор Т.Парфенова

Составитель С.Декин Техред М.Ходанич

Заказ 4877/18

Тираж 864 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113033, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическо.е предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Л.Пилипенко