Способ магнитогидродинамической сепарации потока жидкости от взвесей

Способ магнитогидродинамической сепарации потока жидкости от взвесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИК

ИЗЬБРЕТЕН ИЙ

Союз Советских

Социалистическмк

Республик йтД19680 уб

"-,ф /

- с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сви -ву— (22) Заявлено 05.06.75 (21) 2140938/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 01 D 59/48

В 03 С 1/30

Гесударствеиимй комитет

СССР ио делам изебретеиий и аткрытий (53) УДК66.067.3:

:621.359.484 (088.8) Опубликовано О5.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 (72) Автор изобретения

Г. А. Витков (71) Заявитель (54) СПОСОБ МАГНИТОГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ СЕПАРАЦИИ

ПОТОКА ЖИДКОСТИ ОТ ВЗВЕСЕй

Извбретение относится к технике очистки микросуспензий, микроэмульсвй и коллоидных систем от взвесей в различных процессах химической технологии и очистки жидких металлов от. микровзвесей серы, шлаков в металлургии.

Известен способ магнитогидродинамической сепарации потока жидкости в магнитном поле (1).

Известен также способ магнитогидродинамической сепарации потока жидкости через проницаемую пористую перегородКу в 10 магнитном поле, направленном вдоль ее поверхности (2).

В известных МГД вЂ” сепараторах на границах зон действия электромагнитных сил возникают крупномасштабные конвективные течения за счет возникновения поперечного градиента объемных сил. В таких МГД вЂ” сепараторах невозможно разделять микровзвеси или коллоидные включения, так как скорость их перемещения в поле электромагнитных сил всегда значительно меньшая, 2р чем скорости локальных поперечных течений. Если проводить сепарацию в МГД-ровете, когда нет условий для возникновения крупномасштабных течений на границах зон

2 действия поля объемных сил, или в тонком слое проводящей жидкости взвешенной электромагнитными силами, также невозможно подавить тепловую конвекцию. Кроме того имеют место поперечные пульсации скорости, которые также вносят существенные возмущения, поэтому невозможно полно осуществить процесс МГД-сепарации микуосвязей.

Цель изобретения — увеличение эффективности сепарации за счет концентрации электрического поля в зоне фильтрации и за счет уменьшения конвенкции.

Поставленная цель достигается тем, что через пористую перегородку вдоль ее поверхности пропускают электрический ток. Крупно-масштабные течения на границах зон действия электромагнитных сил не возникают, так как объемные силы внутри кюветы везде потенциальны, вследствие того, что электрическое поле концентриуется в узком слое вдоль проницаемой пористой стенки, а джоулево тепло выделяется в жидкости только в этом слое.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема МГД-сепаратора; на фиг. 2 — решетка, вид сверху.

C .

МГД-сепа ратор с остоит и з электролитической кюветы 1, патрубков ввода 2 и отвода 3 микродисперсной системы, патрубка 4 отвода очищенной фазы, йл»оских» "э»лектродов 5, подключенных к источнику электрического тока (на чертеже не показан) и перегородки 6.

Для концентрации электрического и магнитного полей в узком слое вдоль й»ро»йицае- мой стенки кюветы 1, решетка выполнена из " прбводящих немагнитнйх и магнитных йейровф)ЙВ% Фа»стиц, расйоложеннйх в шахматном порядке. За счет устройства такой решетки по направлению вектора магнитной индукции магйитно»е сопротивлений., Ъ зависимости "от вида частиц и типа укладки их в решетке, снижается в 1,5 — 3,3 раза. Точно также снижается и электричеСкое сопротивление по направлению вектора электрического поля. За счет этого магнитный и электрическйй потоки замыкаются преимущественно внутри решетки. Такая решетка; уСтроенная

: - вдоль одной из стенок кюветы сама выпол " няет»роль йроницаемой пористой Сте»нки,Если уменьшить размеры ферромагнитных непроводящих и проводящих немагнитных частиц решетки, то эта решетка превращается в слой сМВсН магнитного непроводящего и проводящего немагнитного порошков или в металлокерамическую решетку.

МГД-сепаратор работает следующим образом.

Система в виде микровзвеси движется вдоль проницаемой перегородки. Здесь погок разветвляется и часть его-движ6тся че рез "пронйцаемую перегородку. На сплошную фазу действуют электромагнитные силы, а на локальные включения в виде микровзвесей, микрокапель и коллоидные частицы в этих "условиях действуют Ъыталкйвающие силы, направленные противоположно элект= ромагнитным силам. Расход сплошной фазы через проницаемую перегородку выбирается таким; чтобы в этой фазе не было микровзвесей, т"а к как йри задаййорои ийлотности электромагнитных сил скорости течения через проницаемую стенку оказываются меньшими,— чем скорости двйжеййя" локальных взвешенных частичек. За счет этого взвеси вытесйяются в поток сЖтемй циркулирующий вдоль проницаемой Иенки:.

Для сепарации очень мелких (коллоидных) частичек проницаемая стенка — мажет состоять из плотной ткани, равномерно распределяющей расход сплошной фазы через стенку, к этой ткани прижимается тонкий слой порошка, состоящего из смеси магнитных непроводящих и проводящих немагнитных частичек.

Через решетку протекает ток полностью

j во внешнем магнитном поле с индукцией

В н на жидкость в порах решетки действует

4 электромагнитная сила f. Через решетку проходйт сплошная (очищенная) фаза с удельным расходом g.

Для задержки микросвязей в электролитах проницаемая стенка состоит из мелкодисйерсной мембраны типа металлокерамической или порошковой. Для предотвращения выделения газов при электролизе внутри такой мембраны процесс следует проводить в переменных электрическом и магнитном полях. Эти поля одновременно меняЫ ют свое направление и электромагнитная сила сохраняет свое направление.

Для очистки от микровзвесей жидких металлов решетка состоит из кубических элементов и процесс проходит в постоянных электрическом и магнитном полях.

Очистку осадительной ванны от микро взвесей (размерами 1 — 100 мкм) серы проводят на МГД-сепараторе, имеющего пористую стенку в виде решетки из стальных частей (Ст 3) покрытых слоем эпоксидной смо2р лы и латунных частиц с размерами 5Х5Х

Х 5 мм. Индукция внешнего магнитного равна В = 0,3 Т, плотность тока внутри решетки

3104 А/м . При этом степень очистки осадительной ванны от взвесей серы колеблет2S ся в диапазоне 30 — 60, . В случае пористой мембраны из смеси мелких опилок (Ст 3 и латунь), помещенной между двумя капроновыми тканями степень очистки ванны при тех же электромагйитных параметрах повышается до 80 — 951.

Предлагаемый МГД-сепаратор (фильтр) имеет следующие преимущества перед из вестными.

Во-первых он позволяет решать задачу по очистке от микровзвесей сплошной фазы, 2s тогда как в существующих МГД-сепараторах такую очистку производить невозможно.

Во-вторых начилие решетки, в которой концентрируется магнитное и электрическое поля позволяет при заданных электромагнитных параметрах на порядок снизить затраты энергии на процесс.

В-третьих такой фильтр в течение времени йе меняет своих характеристик, так казгон не забивается частицами.

Формула изобретения

Способ магнитогидродинамической сепарации потока жидкости от взвесей, включающий фильтрацию жидкости через проницаемую пористую перегородку в магнитном поле, направленном вдоль ее поверхности, ss отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности сепарации за счет концентрации электрического поля в зоне фильтра ции и за счет уменьшения конвекции, через

719680

ВЫХОд

С/7J1OQIHON

ВхОд

®ue. 1

Wue.Я

Составитель В. Апарнн

Тсехред К. Шуфрнч Корректор Г. Решетняк

Тираж 809 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор А. Долннич

Заказ 253/3

5 проницаемую пористую перегородку,вдоЖ ее поверхности пропускают электрическйй ток.

Источники информации, принятые во внимание при экспер газе* ь

1. Андрес У. Ц. Магнитогидродинамическая сепарация зернистых смесей. ЦНИИТЭИ цветной металлургии, М,, 1967.

2. Патент США № 3719583, кл. 204 — 301, опублик. 6.04.73.