Способ магнитной стабилизации флюидных слоев - SU1581347A1

Описание

f

(89) BG 41683 (48) 28.08.87

(21)7774089/23-26

(22)30.01.86

(31)68612

(32)30.01.85

(33)BG

(46) 30.07.90. Бюл. № 28

(71)Висш Химико-технологически институт (ВО)

(72)Тодорка Ьилипова Попова (BG)

(53)621.928.8 (088.8)

(54)СПОСОБ МАГНИТНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ФЛЮИДНЫХ СЛОЕВ

(57) Способ относится к стабилизации флюидных слоев из ферромагнитных частиц и позволяет увеличить высоту ; стабилизированного при одинаковом диаметре аппарата слоя, устранить трудности при создании аксиальной однородности магнитного поля, улучшить газораспределение по высоте слоя, устранить градиент сил тяжести по длине слоя и т.д. Согласно способу магнитное поле по высоте слоев создают градиентным и ориентированным параллельно направлению флюидизации или коллинеарно направлению флюидизации . 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

Реферат

Способ относится к стабилизации флюидных слоев из ферромагнитных частиц и позволяет увеличить высоту стабилизированного при одинаковом диаметре аппарата слоя, устранить трудности при создании аксиальной однородности магнитного поля, улучшить газораспределение по высоте слоя, устранить градиент сил тяжести по длине слоя и т.д. Согласно способу магнитное поле по высоте слоев создают градиентным и ориентированным параллельно направлению флюидизации или коллинеарно направлению флюидизации. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

Формула

Изобретение касается метода магнитной стабилизации флюидальных слоев, который может найти применение при каталитических процессах, фильтровании и др.

Известен метод магнитной стабилизации флюидальных слоев, при котором %флюидизированные и намагнетизированные частицы слоя помещены в объеме соленоида, создающего однородное магнитное поле (Патент США № 4115927, кл.34-1, 78).

Цель изобретения - обеспечение магнитной стабилизации флюидальных слоев, который был бы применим для высоких слоев независимо от соотношения между высотой слоя и диаметром аппарата, устранял бы требование аксиальной однородности поля, улучшая газораспределение, устраняя(влияние градиента сил тяжести по высоте слоя и ограничивал бы силы трения между слоем и стенами аппарата, что

обеспечивает равномерную структуру слоя.

Способ заключается в том, что флюидальные слои из ферромагнитных частиц помещаются в магнитное поле, при этом магнитное поле является аксиально градиентным и ориентированным параллельно направлению флюидизации .

Для создания динамической одно- родности слоя магнитное поле должно быть ориентировано коллинеарно направ- ,лению флюидизации, i

Для многократного нарастания скорости флюидизирующего потока магнитный момент частиц может быть ориентирован против направления флюидизирующего потока.

Преимущества метода, согласно изобретению, заключаются в следующем: увеличивается высота стабилизированного при одинаковом диаметре аппараё

(Л

СП

00

со

4

|

та слоя, устраняются трудности при создании аксиальной однородности магнитного поля, улучшается газораспределение по высоте слоя, устраняется градиент сил тяжести по длине слоя, ограничивается трение между слоем и стенами аппарата н увеличивается аксиальная структурная однородность стабилизированного слоя.

Зарождение в частицах градиентно изменяющегося магнитного момента, коллинеарного направлению флюидизирующего потока, создает динамическую однородность поведения слоя. Аксиальная градиентная ориентация магнитного момента нейтрализует продольный градиент сил- тяжести. Это позволяет увеличить высоту слоя и ограничить сопротивление в результате трения о стены аппарата.

Зарождение в частицах градиентно изменяющегося магнитного момента против направления флюидизирующего потока устраняет аксиальный градиент сил тяжести, создавая условия многократного нарастания скорости флюидизирующего потока без возникновения циркуляции и пузыреобразования в сло

Пример 1. В трубу диаметром 100 мм насыпают ферромагнитные частицы размером 60-80 мкм. Отношение между высотой слоя h и диаметром аппарата D равно 0,8. Аппарат помещен в объем соленоида, который создает поле с градиентом ЛН, коллинеар ным направлению флюидизирующего потока . После скорости минимальной флюи- дизации получены следующие значения гидравлического сопротивления /JP и скорости V, при котррой магнитная

стабилизация нарушается (табл.1).

Величина йН определена разницей в Н, измеренной между центром соленоида и центром слоя. Данные показывают , что при увеличении All величина ДР является относительно постоянной, что связано с возрастанием свободного объема в результате расширения слоя.

Пример2. В трубу диаметром . см насыпают слой высотой 100 мм Размер частиц составляет 60-80 мкм. Аппарат помещен в объем соленоида, чей градиент ориентирован против направления флюидизирующего потока. Интенситет поля равен 224 Ое.Получен следующие значения ДР, высоты слоя

5

0

5

0

5

0

5

0

5

и скорости V, при которой нарушается магнитная стабилизация (табл.2).

. Изменение Д обеспечивает постоянство гидравлического сопротивления &Т и нарастающую скорость, при которой магнитная стабилизация нарушается . Расширение слоя связано также и с л Р.

ПримерЗ. В условиях примеров 1 и 2 насыпано различное количество ферромагнитного материала с высотой слоя h, изменяемой относительно диаметра аппарата D, Интенситет поля равен 320 Ое. Градиент поля создан в результате различного положения магнитного устройства по высоте споя. Получены следующие значения АР и в зависимости от.ЛН (табл.3).

п

С нарастанием линейной скорости и изменением йН величина Р остается постоянной в результате устранения градиентных сил тяжести, без ограничений высоты слоя для экспериментальных условий.

Пример 4. Б конверторе для синтеза аммиака в реакционную трубу диаметром 30 мм насыпан катализатор синтеза аммиака с размером частиц 300-400 микронов. Высота слоя в 3,14 раз больше диаметра реакционной трубы . Аппарат помещен в объем соленоида , что создает магнитное поле в результате протекания по обмоткам прямого тока. Расположение соленоида по высоте слоя изменяет аксиальный градиент поля от 0 до 60%. Каталитический процесс осуществлен под давлением 10, 20 и 30 1Ша и при температуре 500°С. Степень превращения, оцененная по содержанию аммиака в конверторном газе, для объемной скорости 120 000 , линейной скорости 0,2 м/с, для интенситета поля 125 Ое следующая (та бл.4).

Данные показывают, что изменение магнитного аксиального градиента II не вызывает изменения степени превращения , т.е. градиентная стабилизация слоя не вызывает структурных дефектов и неэффективного контакта при каталитическом процессе.

Примерь. В трубу из органического стекла диаметром 80 мм насыпают слой высотой 100 мм, составленной из ферромагнитных частиц размером 150-215 мкм. Труба помещена в объем соленоида, по обмоткам которого

течет прямой ток. Интенситет поля равен 180 Ое. Аксиальное расположение соленоида создает градиент по высоте слоя, который достигает 100% относительно интенситета зарождающего его магнитного поля. В зависимости от скорости минимальной флюидичации через слой пропускается запыленный воздух с размером пылинок до 25 мкм. Степень обеспыливания после прохождения слоя составляет 99,4-99,9%. Высокая степень обеспыливания является доказательством структурной гомогенности слоя. Возрастание свободного объема повышает фильтрующую способ

5

ность градиентно стабилизированного

слоя.

Формула изобретения

1.Способ магнитной стабилизации флюидных слоев чч ферромагнитных частиц, включающий воздействие на них магнитным полем, отличающийся тем, что создают магнитное поле с градиентом, ориентированным параллельно направлению флюиди- зации.

2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что создают магнитное поле с градиентом, коллинеарным направлению флюидизации.

Таблица 1

Таблица2

ТаблицаЗ