SU1257059A1 - Фильтр - Google Patents

Description

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

Целью «зобретени   вл етс  повышение эффективности процесса очистки за счет увеличени  магнитного н электростатического воздействи  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 ,

Очигцаема  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 зар женной и подмагниченной. Укрупненные частицы смываютс  проход ще : сгэедой в .ферромагнитную насадку 2, где под действием высокоградиентного магнитного пол , генерируемого соленоидом, осаждаютс  в точках контакта гранул насадки. Причем осаждение происходит в пристенных област х рабочей камеры, где значение магнитного пол  максимально , а дл  исключени  попада:ни - частиц в центральную область камеры служит перфорированный электрод 6, который ограждает область камеры с

низкими значени ми магнитного пол , но не снижает производительности

2570592

фильтра, так как не преп тствует проникновению очищаемой среды. Очищенна  среда вьшодитс  по патрубку 10. По истечении полного насы- 5 щени  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 пол  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 больша  часть частиц

25 проходила в пристенной области, рабочей камеры. Дл  выполнени  этого услови  в конструкцию устройства введена нова  система электродов, выполненна  в виде двух пар: перва 

30 в виде двух соосных воронок, причем внешн   воронка изготовлена из посто нного магнита, а втора  в виде камеры и коаксиально расположенного к ней цилиндрического перфориj рованного электрода, заглушенного на входе. В рабочей зоне концентратора , т.е. между плоскост ми воронок , очищаема  среда движетс  в магнитоэлектростатическом поле: маг-

д нитное создаетс  посто нным магнитом , из которого выполнена внешн   воронка, а электростатическое - внутренней и .внешней воронками. Как было отмечено, осаждаемьш частицы

д, необходимо ориентировать в пристенные , области рабочей камеры, где поле максимально. Дл  этого внешн   воронка выполнена из посто нного магнита к одновременно служит отри ,- дательным электродом, знак которого выбран из-за наличи  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- действи  прит гиваютс  друг к другу.

55

3

образу  укрупненные частицы (флоку- лы). Дл  подт гивани  ферромагнитных частиц из очищаемой среды к поверхности внешней воронки требуетс  магнитное поле с различной напр женностью , величина которой измен етс  в зависимости от удалени  частицы , ее размеров, химического состава . Выполн ть внешнюю воронку из посто нного магнита с посто нной максимальной напр женностью по высоте воронки, рассчитанной на улавливание частиц с экстремальными параметрами , нецелесообразно, так как они не характерны дл  очищаемой среды. Поэтому, предлагаетс  сечение магнита измен ть пропорционально изменению сечени  между внутренней и внешней воронками, измен   тем самым напр женность пол  в определенных диапазонах - от напр женности , необходимой дл  захвата менее удаленных крупных частиц, и до напр женности , обеспечивающей захват более удаленных высокодисперсных частиц. Величина этой пропорциональности устанавливаетс  в каждом конкретном случае, исход  из исходных параметров. Например, при очистке производственного конденсата ТЭЦ, ГРЭС, АЭС, где фракци  час.тиц 0,1- ТО мкм, исход  из опыта эксплуатации электромагнитных фильтров, рекомендуетс  диапазон напр женности магнитного пол  20-80 кА/м. С целью создани  высокоградиентного магнитного пол  на внутренней поверхности внешней воронки изготовлены риф- ленн . В результате, на выходе из концентратора отдел емые частицы укрупнены, подмагничены и имеют отрицательный зар д (внешн   воронка отрицательно зар жена), кроме того, С1Ф1В частиц с поверхности воронки происходит в пристенной области рабочей камеры, т.е. частицы имеют ориентацию движени  в область рабочей камеры с повьппенной напр женностью магнитного пол , В объеме рабочей камеры отрицательно зар женные частицы движутс  под действием электростатического пол  к положительному электроду, которым  вл етс корпус камеры, и осаждаютс  в пристенной области камеры, где поле максимально, в местах контакта гранул насадки. Приосевой объем камеры где напр женность пол  в 2 раза меньше чем в пристенной, ограничен

570594

перфорированным элёктродЬМ. Область с низкими значени ми магнитного пол  в зависимости от соотношени  длины к диаметру соленоида находит- J с  в пределах 0,5-0,7 от внутреннего диаметра камеры, исход  из чего выбран диаметр электрода, который ограничивает эту область низких значений магнитного пол . После Об

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

15 находитс  между поверхност ми 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 напр женности магнитного пол , а .также к увеличению межэлектродного рассто ни , что повысит энергопотребление . В качестве антикоррозионного

3Q покрыти  перфорированного электрода, ввиду дефицитности никел , кадми , хрома и др. металлов, в технике ис- пользуют покрыти  на основе эмалей, пластмасс, смол, которые  вл ютс  хорошими диэлектриками, исключающими замыкание электродов через насадку и обеспечивающие пол ризацию., гранул насадки, что позвол ет повысить эффективность очистки сред от примесных включений, несущих на себе электрически; зар д. Благодар  перфорации электрода, т.е. вы- полйению его с отверсти ми, очищаема  среда свободно проникает внутрь электрода, заполненного ферромагнитной насадкой. Ферромагнитна  насадка в электроде служит двум цел м . Перва  цель - она стабилизирует гидравлический режим работы фильтра. Если электрод выполнить полым, то из-за гидравлического сопротивлени  насадки очищаема  среда будет проходить через электрод, мину  рабочие зоны насадки, если выполнить электрод сплошным, то уменьшитс  площадь живого сечени , а значит производительность фильтра снизитс . Втора  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 соотношени  концентра1Ц й (рт- ,от носительно абсолютной концентрации металлсодержащих примесей в очищаемой среде, так как основна  масса попадает в пристенную область) к длине насадки будет осаждена в объеме насадки электрода.

В предлагаемом ф льтре повьшение эффективности очистки достигаетс  путем укрупнени  металдосодержащих

2570596

частиц и включением в их состав под- магниченной ферромагнитной составл ющей , а также направлением движе ни  их в области насадки с магнитным , полем высокой напр женности, кроме того, производительность фильтра не снижаетс . Существенным  вл етс  также то, что фильтр позвол ет улавливать , благодар  укрупнению частиц 10 в концентраторе, высокодисперсную фазу. Поэтому применение предлагаемого фильтра позвол ет 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, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическо.е предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

Корректор Л.Пилипенко

Claims (4)

1. ФИЛЬТР, содержащий цилиндрическую рабочую камеру, заполненную ферромагнитной, насадкой, намагничивающую систему, внутренние и внешние электроды, в качестве одного из которых служит корпус камеры, входной и выходной патрубки, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки за счет увеличения магнитного и электростатического воздействия на металлосодержащие примеси, фильтр снабжен концентратором металлосодержащих частиц, установленным на входе рабочей камеры и выполненным в виде двух соосных воронок, внешняя из которых выполнена намагниченной или с укрепленными на ней постоянными магнитами, внутренний электрод выполнен в виде перфорированного цилиндра, заглушенного на входе, расположенного по оси рабочей камеры, и подключен вместе с внешней воронкой к отрицательному полюсу источника тока, а корпус и внутренняя воронка подключены к положительному полюсу.

2. Фильтр поп. 1, отлича- ющийся тем, что внутренняя поверхность внешней воронки выполнена с рифлениями, направленными с вдоль образующей воронки.

3. Фильтр поп. 1, отличающийся тем, что отношение внешнего диаметра перфорированного электрода к внутреннему диаметру камеры находится в пределах 0,5-0,7.

4. Фильтр по п. 1,3, отличающийся тем, что перфорированный электрод выполнен с антикоррозионным диэлектрическим покрытием.

SU .,„1257059