Фильтр

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В1 М1.:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3872082/31-26 (22) 08.02 ° 85 (46) 15.09.86. Бюл. 11 34 (71) Украинский ордена Дружбы народов институт инженеров водного . хозяйства (72) И.В. Волков и В.И. Гаращенко (53) 621. 187 . 127(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 592410, кл. С 02 F 1/48, 1976.

Авторское свидетельство СССР

У 1022739, кл. С 02 F 1/48, 1981. (54)(57) 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 электростатнческого воздействия на металлосодержащие примеси, фильтр снабжен концентратором металлосодержащих частиц, установленным на входе рабочей камеры

„.ЯО„„1257059 А 1 (gg g С 02 F 1/48//В 03 С 1/00//

В 01 D 35/06 и выполненным в виде двух соосных воронок, внешняя иэ 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 по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что внутренняя поверхность внешней воронки выполнена с рифлениями, направленными вдоль образующей воронки.

3. Фильтр по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что отношение внешнего диаметра перфорированного электрода к внутреннему диаметру камеры находится в пределах 0,5-0,7.

4. Фильтр по п. 1, 3, о т л ич а ю шийся тем, что перфорированный электрод выполнен с антикоррозионным диэлектрическим покрытием.

1257059

Изобретение относится к магнитному и электростатическому разделению веществ, преимущественно для очистки текучих сред от магнитных н немагнитных фракций, и может быть 5 использовано в горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, пищевой, химической промышленности.

Целью -изобретения является повышение эффективности процесса очистки за счет увеличения магнитного и электростатического воздействня на металлосодержащие примеси.

На фиг. 1 показан фильтр, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, попе- 15 речный разрез, на фиг. 3 — магнитоэлектрический концентратор, поперечный разрез на фиг. 4 — то же, продольный разрез.

Фильтр содержит рабочую камеру заполненную ферромагнитной насадкой

2, намагничивающую систему в виде соленоида 3, расположенного снаружи камеры, магнитоэлектрический концентратор, включающий внутреннюю 4 и внешнюю 5 воронки, перфорированный электрод 6 с заглушкой 7, диэлектрическую вставку 8, патрубки подвода очищаемой 9 и отвода очищенной 10 ЗО среды. фильтр работает следующим образом, Очищаемая среда по патрубку 9 поступает в зазор, образованный внешней 5 и внутренней ч воронками магнитоэлектрического концентратора.

На внутренней поверхности внешней воронки под действием магнитных электростатических сил ItpoHcxopHT образование из ионов металлов, металлосодержащих и ферромагнитных частиц укрупненной фракции, отрицательно заряженной и подмагниченной.

Укрупненные частицы смываются проходящеГ: средой 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 попадания частиц в центральную область камеры служит перфорированный электрод 6, который ограждает область камеры с низкими значениями магнитного поля, но не снитает производительности фильтра, так как не препятствует проникновению очищаемой среды.

Очищенная среда выводится по патрубку 10. По истечении полного насыщения насадки металлосодержащими частицами отключают источники магнитного и электростатического полей и промывают насадку водовоздушной смесью и приступают к следующему циклу очистки.

Известно, что распределение магнитного поля в объеме ферромагнитной насадки неоднородно, его значение максимально в пристенной области рабочей камеры и минимально в осевой части (примерно в 2 раза меньше), т.е. эффективно процесс очистки происходит в определенном объеме насадки, расположенном в пристенной части рабочей камеры, остальной объем насадки работает малоэффективно. Поэтому желательно, чтобы возможно большая часть частиц проходила в пристенной области. рабочей камеры. Для выполнения этого условия в конструкцию устройства введена новая система электродов, выполненная в виде двух пар: первая в виде двух соосных воронок, причем внешняя воронка изготовлена из постоянного магнита, а вторая в виде камеры и коаксиально расположенного к ней цилиндрического перфорированного электрода, заглушенного на входе. В рабочей зоне концентратора, т.е. между плоскостями воронок, очищаемая среда движется в магнитоэлектростатическом поле: маг— нитное создается постоянным магнитом, из которого выполнена внешняя воронка, а электростатическое— внутренней и внешней воронками. Как было отмечено, осаждаемые частицы необходимо ориентировать в пристенные области рабочей камеры, где поле максимально. Для этого внешняя воронка выполнена из постоянного магнита и одновременно служит отрицательным 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 взаимодействия притягиваются друг к другу, 20

55 з 12570 образуя укрупненные частицы (флокулы). Для подтягивания ферромагнитных частиц из очищаемой среды к 110 верхности 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 1О максимальной напряженностью по высоте воронки, рассчитанной на улавливание частиц с экстремальными па раметрами, нецелесообразно, так как они не характерны для очищаемой

15 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 кон- . кретном случае, исходя из исходных параметров. Например, при очистке производственного конденсата ТЭЦ, ГРЭС, АЭС, где фракция частиц О, 110 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 рифления. В результате, на выходе нз концентратора отделяемые частицы

40 укрупнены, подмагничены и имеют отрицательный заряд (внешняя воронка отрицательно заряжена), кроме того, сыыв частиц с поверхности воронки происходит в пристенной области ра45 бочей камеры, т.е. частицы имеют ориентацию движения в область рабочей камеры с повышенной напряженностью магнитного поля. В объеме рабочей камеры отрицательно заряжен50 ные частицы движутся под деиствием электростатического поля .к положительному электроду, которым является 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

59 4 перфорированным электродЬм. Область с низкими значениями магнитного поля в зависимости от соотношения длины к диаметру соленоида находится в пределах 0,5-0,7 от внутреннего диаметра камеры, исходя из чего выбран диаметр электрода, который ограничивает эту область низких значений магнитного поля. Посл6 бб» работки частиц вконцентраторе они получают отрицательный заряд, а значит движение их направлено от. отрицательного электрода. Таким обра-, зом, рабочая зона "захвата" частиц находится между поверхностями рабочей камеры и электрода. Увеличение диаметра электрода ведет. к снижению рабочего объема насадки, т.е. к уменьшению фильтроцикла работы устройства и неполному использованию возмож-. ностей намагничивающей системы. Уменьшение диаметра электрода приводит к оголению низкоэффективной зоны насадки, которую часть примесей будет "проскакивать" из-за невысокой напряженности магнитного поля, а также к увеличению межэлектродного расстояния, что повысит энергопотребление. В качестве антикоррозионного покрытия перфорированного электрода, ввиду дефицитности никеля, кадмия, хрома и др. металлов, в технике используют 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 электрический заряд. Благодаря перфорации электрода, т.е. выполнению 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 проннкS ли а электрод, т.е. которые не попали в пристенную область рабочей камеры. Эта часть примесей из-за малого соотношения концентраций (от,относительно абсолютной концентрации металлсодержащих примесей в очищаемой среде, так как основная масса попадает в пристенную область) к длине насадки будет осаждена в объе" ме насадки электрода.

В предлагаемом фильтре повьппение эффективности очистки достигается путем укрупнения металлосодержащих

257059 ь частиц и включением в их состав подмагниченной ферромагнитной составляющей, а также направлением движения 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

1п в концентраторе, высокодисперсную фазу. Поэтому применение предлагаемого фильтра позволяет повысить, эффективность очистки на 10-15Х.

1257059

Яьумрамиие

Р Щж ис дт ф7иЕ.З

E. B лупрРiюкме рщ Мгния фиг. 4

Составитель С.Декин

Техред М.Ходанич

Корректор Л.Пилипенко

Редактор Т.Парфенова

Тираж 864 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4877/ 18

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4