Способ псевдоожижения слоя ферромагнитных частиц Советский патент 1982 года по МПК F26B3/34 B01J8/18 

) СПОСОБ ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ СЛОЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ

1

Изобретение относится к технике псевдоожижения ферромагнитных частиц и может найти применение в химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ псевдоожижения слоя ферромагнитных частиц из магнитомягкого материала путем непрерывного продувания через него газа и наложения внешнего переменного или постоянного намагничивающего поля напряженностью -20 кА/м, формирующего упорядоченную структуру слоя 1 .

Недостатками .этого способа являются значительная неоднородность, низ-: кая температуропроводность слоя ивысокие энергозатраты.

.Цель изобретения - повышение однородности и температуропроводности слоя и сокращение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в псевдоожиженный слой вводят предварительно размягченные частицы из

магнитотвердого материала, преимущественно феррита бария, и смешивают их с частицами из магнитомягкого материала при отсутствий намагничивающего поля, после чего включают намагничивающее поле и дополнительно налагают одиночный импульс униполярного магнит ного поля напряженностью кА/м, а намагничивающее поле отключают, и после достижения предельного значения

to градиента температур в слое вследствие уменьшения его температуропровод1НОСТИ, на него налагают размагничивающее переменное магнитное поле, имеющее напряженность, не меньшую напря15женности намагничивающего поля, с последующим убыванием амплитудного значения напряженности до нуля в течение времени, обеспечивающего полное размагничивание слоя, и после достижения

24 необходимой изотермичности- слоя цикл повторяют без дополнительного введения в слой частиц из магнитствердого материала. Минимальную концентрацию бариевого феррита создают, по крайней мере, на уровне 10-20% от объема слоя частиц магнитомягкого материала, так как при более низкой концентрации структура слоя после «го намагничивания становится неустойчивой и неодно|9одной, характеризуется псевдоожижением крупных комков ферромагнитных частиц, сцементированных намагниченными частицамИ бариевого феррита. Данным способом можно псевдоожижать и многокомпонентные слои, в соетав которых, кроме магнитомягких и магнитотвердых ферромагнитных составляющ-их входят и немагнитные частицы. Напряженность стабилизирующего магнитного поля, т. е. формирующего упо рядоченную структуру его, лежит в диа пазоне 4-20 кА/м, чаще всего в диапазоне кА/м. Минимальную длительность намагничивающего магнитного поля, фиксирующего упорядоченную структуру слоя. Сформированную в постоянном или переменноу магнитном поле, можно рассчитать по формуле . ,i46-§--D -10- c, где-б - электропроводность слоя, бм-м В - индуктивность; Н -- .напряженность, кА/м; ,D - диаметр частиц или слоя, в за висимости от материала колонны. Если намагничивающий импульс создавать путем непосредственного включения обмотки через тиристоры в сеть переменного тока частотой 50 Гц, то минимальное время намагничивания можно создать в интервале 0,003-0,01 с. За это время намагничивающее поле не успевает изменить структуру, сформированную в переменном или постоянном магнитном поле, но фиксирует ее, после чего формирующее постоянное или переменное магнитное поле отключают. Пример. Проводились исследования межфазового теплообмена газа с материалом псевдоожиженного слоя, пре ставляющего собой 70 по объему порошка восстановленного железа с частицами диаметром ,3 мм и 30 зернистого материала - частиц бариевого фер рита диаметром ,,63 мм, статическая высота слоя мм, скорость фильтрации ,,6 м/с, внутренний диаметр колонны мм, отношение магнитной проницаемости железного порошка/и.;К проницаемости порошка частиц бариевого феррита составляло /jUg 1,89. До наложения магнитного поля безразмерный темп охлаждения предварительно нагретого слоя равен 0,76, причем , где избыточная температура, измеренная термопарой на выходе газа из слоя; среднеинтегральная избыточная температура частиц псег е вдоожиженного слоя, измеренная термопарой в слое при резком отключении подачи газа на входе в колонну и на выходе из нее. После наложения переменного ничивающего поля кА/м достигалось полное прекращение образования газовых пузырей и безразмерный темп охлаждения увеличился ,9. После выключения переменного магнитного поля упорядоченная структура псевдоожиженного слоя распадалась и безразмерный темп охлаждения уменьшался до Ч 0,76. Затем, вновь включив переменное Mai- нитное поле кА/м и вновь образовав упорядоченную однородную структуру псевдоожиженного слоя, на этот слой был наложен импульс униполярного магнитного поля напряженностью Н 120кА/м плавно убывающий до , после чего упорядоченная структура слоя распадалась и он начинал перемешиваться. После кратковременного перемешивания в течение 1-5 с вновь налагалось переменное магнитное поле кА/м и через 0,5-1 с после включения переменного на слой налагали импульсное магнитное поле длительностью 0,01 с напряженностью кА/м и отключали переменное поле и т. д. Таким образом, введение в псёвдоожиженшый слой магнитомягкого материала, например железа, частиц магнитотвердого материала, например феррита бария, обеспечивает после известной магнитной стабилизации псевдоожижения путем наложения на слой формирующего его структуру постоянного или переменного намагничивающего поля фиксацию этой структуры.за счет намагничивания частиц феррита бария, после чего формирующее структуру слоя магнитное поле выключают и магнитная стабилизация сохраняется в дальнейшем без затрат электроэнергии. Формула изобретения Способ псевдоожижения слоя ферромагнитных частиц из магнитомягкого материала, преимущественно восстановленного железа, магнетита, путем непрерывного продувания через него газа и наложения внешнего переменного или постоянного намагничивающего поля на.пряженностью Ц-20 кА/м, формирующего упорядоченную структуру слоя, о т / и чающийся тем, -что, с целью повышения однородности и температуропро водности слоя и сокращения энергозатрат , в псевдоожиженный слой вводят предварительно размагниченные частицы из магнитотвердого материала, преимущественно феррита бария, и смешивают их с частицами из магнитомягкого материала при отсутствии намагничивающего поля, после чего включают намагничивающее поле и дополнительно нала99 гают одиночный импульс униполярного магнитного поля напряженностью кА/м, а намагничивающее поле отключают, и после достижения предельного значения градиента температур в слое вследствие уменьшения его температуропроводности на него налагают размагничивающее переменное магнитное поле, имеющее напряженность, не меньшую напряженности намагничивающего поля, с последующим убыванием амплитудного значения напряженности до нуля в течение времени, обеспечивающего полное размагничивание слоя, и после достижения необходимой изотермичности слоя цикл повторяют без дополнительного введения в слой частиц из магнитотвердого материала. Источники информации, П| инятые во внимание при экспертизе 1. ПатентСША№ , кл. , опублик, 1968.