Способ магнитной стабилизации флюидных слоев

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 1581347 А 5 В 01 П 3506 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ АВТОРСНО ВИ(088.8)ГНИТНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ носится к стабилиэабеспечива вномерную структу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ИАФЛВ)ИДШ 1 Х СЛОЕВ(57) Способ от Изобретение касается метода маг. нитной 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 Р 41 15927, 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 ции Ьлюидных слоев иэ ферромагнитныхчастиц и позволяет увеличить высотустабилизированного при одинаковомдиаметре аппарата слоя, устранитьтрудности при создании аксиальнойоднородности магнитного поля, улучшить газораспределение по высотеслоя, устранить градиент сил тяжестипо длине слоя и т.д. Согласно способумагнитное поле по высоте слоев создают градиентным и ориентированнымпараллельно направлению флюидизацииили коллинеарно направлению флюидиэации. 1 э.п. ф-лы, 4 табл,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 Алюидизации.Для создания динамической однородности слоя магнитное поле должно быть ориентировано коллинеарно направ,лению флюидизации. 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 аппара 1581347та слоя, устраняются трудности присоздании аксиальной однородностимагнитного поля, улучшается газораспределение по высоте слоя, устраняется градиент сил тяжести по длине.слоя, ограничивается трение междуслоем и стенами аппарата и увеличивается аксиальная структурная однородность стабилизированного слоя,О слоя,П р и м е р 2, В трубу диаметром,0=90 см насыпают слой высотой 100 мм.Размер частиц составляет 60-80 мкм.Аппарат помещен в объем соленоида,чей градиент дриентирован противнаправления Алюидизирующего потока.Интенситет поля равен 224 Ое.Полученыследующие значения ЬР, высоты слоя 55 Зарождение в частицах градиентно изменяющегося магнитного момента, коллинеарного направлению Алюидизирующего 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 плюидизирующего 25 потока устраняет аксиальный градиент сил тяжести, создавая условия многократного нарастания скорости Ьлюидизирующего потока без возникновения циркуляции и пузыреобразования в слое.П р и м е р 1. В трубу диаметром 100 мм насыпают Ферромагнитные частицы размером 60-80 мкм. Отношение между высотой слоя Ь и диаметром аппарата 0 равно 0 8. Аппарат помер35 щен в объем соленоида, который создает поле с градиентом ДН, коллинеар. ным направлению Ьлюидизирующего потока. После скорости минимальной люидизации получены следующие значения 40 гидравлического сопротивления ДГ и скорости.Ч, при которой магнитная стабилизация нарушается (табл.1).Величина дН определена разницей в Н, измеренной между центром соле ноида и центром слоя. Данные показывают, что при увеличении ЛН величина йР является относительно постоянной, что связано с возрастанием свободного объема в результате расширения и скорости Ч, при которой нарушаетсямагнитная стабилизация (табл.2).Изменение ДН обеспечивает постоянство гидравлического сопротивления ЛР и нарастающую скорость, при которой магнитная стабилизация нарушается. Расширение слоя связано также и с АР.П р и м е р 3. В условиях примеров 1 и 2 насыпано различное количество ферромагнитного материала с высотой слоя Ь, изменяемой относительно диаметра аппарата О. Пнтенситет поля равен 320 Ое. Градиент поля создан в результате различного положения магнитного устройства по высоте слоя. Получены следующие значения ЛР и в зависимости от АН (табл. 3) . С нарастанием линейной скорости и изменением дН величина дР остается постоянной в результате устранения градиентных сил тяжести, без ограничений высоты слоя для экспериментальных условий.П р и м е р 4. В 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 разбольше диаметра реакционной трубы. Аппарат помещен в объем соленоида, что создает магнитное поле врезультате протекания по обмоткам прямого тока, Расположение соленоида по высоте слоя изменяет аксиальный градиент поля от 0 до бОХ. Каталитический процесс осуществлен под давлением 10, 20 и 30 11 Па и при температуре 500 С. Степень превращения, оцененная по содержанию аммиака в конверторном газе, для объемной скорости 120 000 ч, линейной скорости 0,2 м/с, для интенситета поля 125 Ое следующая (табл.4).Данные показывают, что изменение магнитного аксиального градиента Н не вызывает изменения степени превращения, т,еградиентная стабилизация слоя не вызывает структурных дефектов и незААективного контакта при каталитическом процессе.,П р и м е р 5. 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 которого1581347 ность градиентно стабилизированного слоя.Формула и з о б р е т е н и я1. Способ магнитной стабилизации Флюидных слоев из ферромагнитных частиц, включающий воздействие на них магнитным полем, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что создают магнитное поле с градиентом, ориентированным параллельно направлению Алюидизации.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю ц и й с я тем, что создают магнитное поле с градиентом, коллинеарным направлению Алюидизации.Т а б л и ц а 1 Скорость,Ч, м/с Высота слояЬ, см Интенситет магнитного поля Н, йе ДР,мм в.ст. 35424040 8,28,99,110,2 165 165 165 165 47 53 51 51 0,12 0,20 0,29 0,35 Таблица 2 ЛН,ь йР, Ь, см Ч, м/смм О ст 15 30 42 10,20,4 10,6 12,2 13,1 0,320,41 0,53 0,56 0,62 53 55 54.53 0 Таблица 3=2,5 П Ь, дР Ь дст 15 30 42 62 60 27 29 28 27 27 5420 92 56 122 96 55 120 .90 54 21 92 54 120 92 6 б 5 Та блиц а 4 10 20 30 Давление, ИПа 30 60 0 30 0 30 0 14,4 . 13,89 об.Х 4,95 4,85 5,30 9,45 9,6 течет прямой ток, Интенситет поляравен 180 Ое. Аксиальное расположе"ние соленоида создает градиент по высоте слоя, который достигает 1 ООХотносительно интенситета зарождающегоего магнитного поля. В зависимостиот скорости минимальной Алюидизациичерез слой пропускается запыленныйвоздух с размером пылинок до 25 мкм.Степень обеспыливания после прохождения слоя составляет 99,4-99,9 И. Высокая степень обеспыливания являетсядоказательством структурной гомогенности слоя. Возрастание свободногообъема повьшает Аильтрующую способ.162 112 221 148 272 170 114 228 50 278 170 116 230 152 280 172 112 226 150 280 173 112 223 150 280