Аппарат с ферромагнитным кипящим слоем

.Н. Бурачонок и А.В. ена Трудового Красного Знамени институ тепло- и массообмена им. А,В. Лыкова 71) Заявнтел(Б 4) дппд ФЕРРОМАГНИТНЫМ КИПЯЩИМ СЛО Изобретение относится к аппаратам с псевдоожиженным слоем и может быть использовано в технике сушки, в металлургической, энергетической и химической отраслях промышленности.3Известны аппараты с ферромагнитным псевдоожиженным слоем, в которых для создания однородной структуры псевдоожиженного слоя на него налагают переменное магнитное поле при определенном соотношении между напряженностью поля и скоростью фильтрации. При несоблюдении этого соотношения псевдоожижение будет очень неоднородным, либо в слое возникает зна чительный температурный градиент. т с ферромагдержащий вергнитного маельную решетчасти коратушку, за- ферромагетения - интенсификаци счет увеличения теплоИзвестен также аппара нитным кипящим слоем, со тикальный корпус из нема териала, газораспределит ку, размещенную в нижней пуса, электромагнитную к крепленную на корпусе, и итные частицы, помещенные в корпуе 23. Недостаток известного аппарата состоит в том, что, во-первых, напряженность магнитного поля в общем случае неравномерно распределена по сечению слоя; во-вторых, начиная с определенной напряженности магнитного поля, по мере ее возрастания, резко усиливается процесс магнитнойфлокуляции, приводящий к прекращению псевдоожижения и возникновению нерав-, номерной структуры слоя, когда на его периферии возникают крупные флокулы, а в центре его процесс магнитной флокуляции может даже отсутствовать. Здесь следует подчеркнуть, что напряженность, соответствующая магнитной стабилизации псевдоожижения, возрастает с ростом скорости фильтрации.Цель изобр я процессов за3 92358проводности кипящего слоя и разрушения газовых пузырей,Укаэанная цель достигается тем,что аппарат с Ферромагнитным кипящим слоем, содержащий вертикальныйкорпус из немагнитного материала, газораспределительную решетку, размещенную в нижней части корпуса, электромагнитную катушку, снабжен жесткозакрепленными в корпусе в виде чередующихся по его высоте параллельныхрядов Ферромагнитными стержнями, расположенныии в соседних рядах в шахматном порядке,На чертеже изображен аппарат, об зщий вид.Аппарат состоит из немагнитногокорпуса 1, газораспределительной решетки 2, на которой лежит слой Ферромагнитного зернистого материала 3,соленоида 4, охватывающего корпус 1,внутри которого в виде горизонталь"ных рядов установлены Ферромагнитныестержни 5 закрепленные на кольцах 6,размещенных концентрично отнасительно центральной оси корпуса 1, причем между собой и к стенкам корпуса 1 эти кольца крепятся посредствомжестких перемычек 7, расположенных поокружности колец 6 в виде спиц. Сна- звружи соленоид 1 охвачен внешним магнитопроводом 8. Под решеткой 2 расположен патрубок 9 для подвода газа,На одном из центральных стержней имеется обмотка сопротивления, включенная в иост постоянного тока, в диагональ которого вкючено реле, размыкающее цепь управления тириеторов.при повышении температуры слоя и обмотки. Соленоиды (электромагнитныекатушки) Ь включены в цепь переменного тока через тиристоры,Аппарат работает следующим образом.43Псевдоожиженный агент через входной патрубок 9 и газораспределительную решетку 2 поступает в слой ферромагнитных частиц 3, псевдоожижая его. При этом в отсутствие магнитного поля возникают крупные газовые пузыри, размеры которых возрастают по высоте слоя, в результате чего часть газа проскакивает сквозь слой без контактирования с дисперсным материалом 3,55 Для улучшения межфазового контактирования псевдоожижающего агента с материалом слоя, а следовательно, и интенсификации межфазового тепло- и 4массообмена, необходимо полностью подавить газовыепузыри, создать однородную структуру псевдоожиженного слоя с периодическим по заданной программе перемешиванием слоя, что позволяет повысить его температуропроводность, С этой целью в слое размещены Ферромагнитные стержни 5 в виде чередующихся по высоте слоя рядов, между торцами которых имеются магнитные зазоры, причем стержни каждых двух соседних по высоте слоя рядов смещены относительно друг друга.При включении электромагнитных катушек ч в электросеть внутри корпуса 1 создается магнитный поток, который замыкается на Ферромагнитные стержни 5. Снаружи магнитный поток замыкается на внешний магнитопровод 8. В этом случае максимальный магнитный поток, пронизывающий слой дисперсного материала 3, проходит под Ферромагнитными стержнями, в магнитных зазорах между рядами стержней, тогда как между стержнями каждого от дельного ряда магнитное поле неизменно па величине и довольно слабое, напряженностью порядка Н = 0-15 кА/м, т.е, в частном случае практически от. сутствует (экранировано).В результате действия магнитного поля на псевдаожиженный слой Ферромагнитных частиц (или бинарный слой, представляющий собой смесь ферромагнитных и немагнитных частиц, с концентрацией Фероомагнитных частиц не менее 203 от объема всего слоя) в магнитных зазорах по высоте этого слоя образуются организованные газораспределительные прослойки с полным разрушением в них газовых пузырей, тогда как между стержнями псевдоожиженный слой может даже. находиться в свободном состоянии, интенсивно перемешиваясь па высоте каждого отдельного ряда ферромагнитных стержней. Однако эта высота ограничена допустимым диаметром пузыря, который может образоваться па высоте этой прослойки. Согласно экспериментальным данным рекомендовано длину стержней ус. танавливать порядка 40-50 мм.Таким образом, при наложении внешнего магнитного поля псевдоожиженный слой секцианируется газораспределительными прослойками, сформировавшими. ся из ферромагнитрых.частиц в магнитном зазоре между смещенными относительно друг друга ферромагнитными5 92358 стержнями в соседних рядах, В этом случае преодолевается образование в слое пузырей, улучшается межфазовый тепло- и массообмен, а слой непрерывно перемешивается между образо-ванными в магнитном поле газораспределительными прослойками. Для полного перемешивания слоя во всем его обьеме необходимо периодически выключать внешнее магнитное поле на время 1 ф этого перемешивания.Предлагаемый а 1 тпарат с ферромаг" нитный псевдоожиженным слоем находит применение в химической промышленности, например, для синтеза аммиака. 15 4 6распределительную решетку, размещен"ную в нижней части Корпуса, электромагнитную катушку, закрепленную накорпусе, и ферромагнитные частицы,помещенные в корпус, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью интенсификации процессов за счет увеличения теплопроводности кипящего слояферромагнитных частиц и разрушениягазовых пузырей, он снабжен жесткозакрепленными в корпусе в виде чередующихся по его высоте параллельныхрядов ферромагнитными стержнями, расположенными в соседних рядах в шахматном порядке.формула изобретения Аппарат с ферромагнитным кипящим 2 в слоем, содержащий вертикальный кор-пус из немагнитного материала, газо" Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. "Журнал физической химии",1977, том. ХХХ, И 1, с. 34-44.2. Патент СИА ф 3440731,кл. 34-1, 19699 358 А. Тараспер ставител едактор А, Мотыль Корректор А. Фере аказ 2663/1 Подписно ета ССС илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная Тираж 577 НИИПИ Госуда по делам из35, Москва,твенного комит Рретений и открытий35, Раущская наб., д. М