Магнитный аппарат для очистки жидкостей и газов от ферромагнитных примесей и магнитной обработки водных систем

 

Изобретение относится к конструкциям магнитных аппаратов, может быть использовано в химической, нефтехимической и др. отраслях промышленности, позволяет повысить производительность, интенсифицировать процесс очистки среды от ферромагнитных частиц и магнитную обработку. Магнитный аппарат содержит камеры 1, 2 очистки, камеру 3 сбора уловленных частиц, разделенную вертикальной перегородкой 4, выступающие над камерами 1 и 2 чехлы 11 и 12, магнитные системы 13 и 14, состоящие из полого стержня 15, на котором укреплены блоки магнитных элементов 16, чередующиеся ферромагнитными шайбами 17. На крышке камеры 3 сбора уловленных частиц укреплена штанга 22 блочного устройства 23. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЦЮ Ш1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМЪ СЮЩЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ fKHT СССР (21) 4434999/23-26 (22) 02.06.88 (46) 07.04.90. Бюл. ¹ 13 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт азотной промышленности и продуктов органического синтеза (72) П.П. Андреичев (53) 621.187.127(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 997741, кл. В 01 D 35/06, 1981. (51)5 С 02 F 1/48 В 01-D 35/06,3 03 C 1/18

2 (54) МАГНИТНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ОЧИСТКИ

ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ 0Т ФЕРРОМАГНИТНЫХ

ПРИМЕСЕЙ И МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДНЫХ

СИСТЕМ (57) Изобретение относится к конструкциям магнитных аппаратов, может быть использовано в химической, нефтехимической и др. отраслях промышленности, позволяет повысить производительность, интенсифицировать процесс

1555298 очистки среды от ферромагнитных час-1 тиц и магнитную обработку. Магнитный аппарат содержит камеры 1, 2 очистки, камеру 3 сбора уловленных частиц, раз-. 5 деленную вертикальной перегородкой 4, выступающие над камерами 1 и 2 чехлы 11 и !2, магнитные системы 13 и

Изобретение относится к аппаратам для очистки жидкостей, например аммиака, метанола, водяного конденсата, 15 перекиси водорода, моноэтаноламина, или газов, например природного газа, от ферромагнитных частиц, а также для магнитной обработки водных систем и может быть использовано в химической, 20 нефтехимической и других отраслях наJ родного хозяйства.

Цель изобретения — повышение производительности, интенсификация про- 25 цесса оЧистки жидкостей и газов от ферромагнитных частиц и магнитной обработки, а также повышение надежности работы аппарата.

На фиг. 1 изображен магнитный аппарат, общий вид; на фиг. 2 и 3— варианты размещения блочного устройства магнитного аппарата.

Магнитный аппарат состоит иэ камер 1 и 2 очистки, сочлененных с камерой 3 сбора уловленных частиц, разделенной вертикальной перегородкой 4 на полости 5 и 6 с входными патрубка- ми 7 и 8. В верхней части камер очистки расположены патрубки 9 и 10 выхода, г и, выступая из них, расположены чехлы ll .и 12 из немагнитного материала. В нижней части чехла ll находится магнитная система 13, а в верхней части чехла 12 — магнитная система 14...45

Магнитные системы по устройству аналогичнь1. Магнитная система состоит из полого немагнитного стержня 15, на котором крепятся блоки магнитных элементов 16, чередующиеся с шайбами !7 из ферромагнитного материала.

Блоки состоят из кольцевых магнитов 18, соединенные между собой разноименными полюсами. Расположение блоков в магнитной системе таково, что они примыкают к шайбам одноименными полюсами. Верхняя часть полого стержня переходит в раструб 19 конической формы (тип воронки), а нижняя

14, состоящие из полого стержня 15, на котором укреплены блоки магнитных элементов 16, чередующиеся ферромагнитными шайбами 17. На крьппке камеры 3 сбора уловленных частиц укреплена штанга 22 блочного устройства 23.

3 з.п. ф-лы, 3 ил. часть снабжена клапаном 20. На крышке 21 камеры сбора уловленных частиц укреплена штанга 22 с блочным устройством 23, сопрягающим взаимодействие магнитных систем, соединенных между собой гибкой связью (трос, цепь) 24.

В нижней части камеры сбора уловленных частиц расположен патрубок 25 для удаления уловленных частиц. Итуцеры 26-33 предназначены для слива жидкостей, обработки уловленных пирофорных ферромагнитных частиц перед удалением их иэ магнитного аппарата и для продувок аппарата. На чехлах вьппе камер очистки расположены холодильники 34 и 35 со штуцерами подачи 36 и отвода 37 хладоагента, а внутрь чехлов залита высококипящая жид-. кость 38 на 0,4-0,6 высоты чехлов.

Чехлы снабжены козырьками 39 из.немагнитного материала, выполненными в виде полых усеченных конусов.

В случае размещения магнитного аппарата вне помещения для предотвращения влияния осадков блочное устройство может быть расположено (фиг ° 2 и

3) под крышкой 40 в верхней части выступающих над камерой очистки чехлов и укреплено на штанге, установленной на крышке камеры сбора уловленных частиц или заключено в кожух 41 и прикреплено к крьппке, размещенной над ним.

Аппарат работает следующим образом.

В вертикально, установленный магнитный аппарат (на фиг. l патрубки 7-9 открыты; патрубок 10 и штуцер 25 закрыты, штуцеры 26-33 закрыты, охлаждающая система отключена) жидкий аммиак, содержащий примесь ферромагнитных частиц (более 2 мг/л), поступает по патрубку 7.(по открытому патрубку 8 аммиак не течет, так как патрубок 10 закрыт) в верхнюю часть полос. ти 5 камеры 3 сбора уловленных час5 15552 тиц, проходит вверх по камере 1 очистки, где ферромагнитные частицы под действием магнитного поля, образованного магнитной системой 13 и стенка5 ми камеры 1, индуцируются и осаждаются на поверхности чехла 11. Очищенный жидкий аммиак (остаточное содержание ферромагнитных примесей менее 0,2 мг/

/л) через патрубок 9 выводится иэ маг-1О нитного аппарата и направляется потребителю.

Регенерация поверхности чехла 11 от уловленных ферромагнитных частиц производится путем переключения камеры 1 на регенерацию, а камеры 2 — на рабочий режим. При этом магнитные сис" темы 13 и !4, сопряженные гибкой связью 24, синхронно посредством блочного устройства 23 перемещаются: лер- 20 вая — в верхнюю часть чехла 11 вторая — в нижнюю часть чехла 12. Одновременно с этим патрубок 10 открывают, а патрубок 9 закрывают, При этом магнитное поле в камере очистки ис- 25 чеэает и поверхность чехла ll теряет способность удерживать уловленные из аммиака ферромагнитные частицы, которые под действием своей тяжести ссыпаются в полость 5 камеры 3 сбора 30 уловленных частиц. Одновременно с опусканием в нижнюю часть чехла 12 магнитной системы 14 в камере 2 очистки создается магнитное поле и происходит процесс очистки жидкого аммиака от ферромагнитных частиц, аналогичный процессу, происходящему в камере 1 очистки с той лишь разницей, что очищаемая среда поступает a аппарат через патрубок 8, проходит через 40 полость 6 камеры 3 сбора, очищается от ферромагнитных частиц в камере 2 очистки и выходит к потребителю через патрубок 10. Затем процесс очистки повторяется, т.е. снова работает ка- 45 мера 1, а на регенерации — камера 2.

Таким образом осуществляется непрерывный процесс очистки. Ссыпаемый в момент регенерации камер очистки ферромагнитный шлам не загрязняет вновь поступающую при этом на очистку жидкость, так как камера 3 сбора уловленных частиц разделена перегородкой 4 на полости 5 и 6, сообщающимися только с соответствующими камерами 1 и 2 очистки, Емкость камеры 3 сбора уловленных частиц может быть рассчитана на вместимость ферромагнитного шлама, улав98 6 ливаемого эа определенный период работы основного технологического обо-- рудования, в схему которого включена предлагаемая конструкция магнитного аппарата. Тогда же производится удаление иэ камеры 3 сбора уловленных из аммиака ферромагнитных частиц.

В связи с тем, что ферромагнитные частицы, извлеченные из аммиака, являются пирофорными, то перед уда-: лением иэ аппарата их следует эалассировать. Для этого после слива аммиака через штуцеры 26 и 27, пользуясь штудерами 28 и 29, через слой пирофорных частиц по особой методике пропускают газовую или ларогаэовую смесь, с добавкой окислительного компонента или другим известным способом.

Очистка перекиси водорода от примеси никелевого катализатора с использованием предлагаемого магнитного аппарата производится аналогично описанному.

Очистка водяного конденсата от ферромагнитных примесей с использова" нием предлагаемого магнитного аппарата отличается от описанной тем, что в большинстве случаев процесс очистки проводится при повышенных температурах очищаемой среды (иногда выше 100 С), а регенерация магнитного фильтра проводится без пассивирования улов3тенных частиц.

В данном случае для предотвращения или снижения отрицательного воздействия повышенной температуры на работоспособность магнитной системы ее охлаждают рециркулирующей высокотемпературной жидкостью, например глицерином. Глицерин заливают в чехлы 11 и 12 на 0,4-0,6 их высоты с таким расчетом, чтобы при нижнем положении магнитной системы 13 или 14 в чехлах уровень глицерина был не ниже верхней части холодильников 34 или

35, через которые пропускается охлаждающий агент, например вода, лри темо пературе не выше 25 С.

Охлаждение магнитной системы в чехле производится следующим обоаэом (фиг. 1). Глицерин 38 в чехле 11 заполняет щелевое пространство между внутренней стенкой чехла и магнитной системы 13 с раструбом 19 (горячая ветвь), а также полый стержень 15, раструб 19 и объем части чехла на уровне верхней части теплообменника 34 (холодная ветвь). Таким обра1555298 зом, система, заполненная глицерином, имеет две замкнутые ветви с различной температурой. Плотность глицерина в нагретой ветви меньше плотности

5 глицерина в холодной ветви. Вследствие этого возникает рециркуляция глицерина с поступлением в щелевой зазор между чехлом 11 и магнитной системой 13 иэ полого стержня 15 через клапан 20 глицерина 38, охлажденного в холодильнике 34. Это позволяет поддерживать температуру системы 13 ниже температуры очищаемой или обрабатываемой среды на 40-70 С. 15

Очистка моноэтаноламинового раствора от примеси ферромагнитных частиц с использованием предлагаемого магнитного аппарата производится аналогично. При этом МЭА-раствор подверга- 2р ется еще воздействию магнитного поля, благодаря этому повышается, например, эффективность очистки газа от диоксиpà углерода.

Кроме того, предлагаемый магнитный аппарат может быть применен в процессе очистки газа-восстановителя от ферромагнитных частиц в производстве железного аммиачного катализатора при его активации вне колонны синтеза, а 30 также в процессе очистки конвертированного газа перед поступлением его в инжекторы в производстве аммиака, Возможна также очистка этиленгликоля от ферромагнитных частиц в одном из вариантов схем агрегата синтеза аммиака АМ-660 в процессе выделения аммиака из конвертированного газа в производстве аммиака при пониженном давлении (90-120 кгс/см ). 40

Предлагаемый аппарат обладает следующими преимуществами.

Наличие сопряженных магнитных систем в камерах очистки, сочлененных с камерой сбора уловленных частиц с вер-45 тикальной перегородкой, разделяющей камеру сбора на полости с входными патрубками, а также наличие блочного устройства позволяют осуществлять процесс очистки или обработки среды в непрерывном режиме (т.е. без отключения аппарата от технологической системы) путем поочередного включения одной из сопряженных магнитных систем и соответствующей камеры очистки в работу и синхронного отключения в этот момент другой магнитной системы и камеры очистки на регенерацию. При этом каждая из камер очистки сообщается со "своей" полостью камеры сбора уловленных частиц и в процессе регенерации шлам иэ этой камеры не смеши вается с очищаемой средой в другой полости. Проведение процесса очистки или обработки среды в непрерывном режиме позволяет повысить производитель. ность магнитного аппарата.

Сопряженные магнитные системы, соединенные гибкой связью посредством блочного устройства, уравновешены и имеют возможность синхронного перемещения в чехлах в вертикальном взаимопротивоположном направлении с применением незначительных усилий, например поворотом блочного ролика, т.е. без использования подъемного устройства и без увеличения установочных габаритных размером при работе предлагаемого магнитного аппарата.

При работе аппарата в непрерывном режиме входные патрубки обеих полос- тей камеры сбора уловленных частиц открыты, а патрубки выхода в камерах очистки открыты в процессе очистки и. закрыты в процессе регенерации. Открытие и закрытие патрубков камер очистки можно осуществлять синхронно с перемещением магнитных систем в чехлах, т.е. автоматизировать, например, подъем магнитной системы в чехле одной из камер очистки и соответственно синхронное опускание магнитной системы в чехле другой камеры очистки совместить с синхронным закрытием выходного патрубка в первой и открытием выходного атрубка во второй камере очистки. Это позволяет улучшить условия работы и эксплуатации магнитного аппарата.

Применение в магнитных системах полых стержней с колическими раструбами в верхней части и клапанами в нижней части, а также размещение холодильников на выступающих из камер очистки чехлах и заливка на 0,4-0,6 их длины высококипящей жидкостью позволяют интенсифицировать процессы очистки жидкостей и газов от ферромагнитных частиц и магнитной обработки водных систем и расширить температурный диапазон работы аппарата за счет охлаждения магнитных систем жидкостью, охлаждаемой, в свою очередь, в процессе ее рециркуляции эа счет изменения плотности охлаждающей жид!

5552 кости в зависимости от температурных условий.

f$

Фиг.3

Составитель С. Деким

Техред А.Кравчук Корректор М. Максимишинец

Редактор Н. Яцола

Заказ 538 Тираж 809 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, И-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Формула изобретения

5! . Магнитный аппарат для очистки жидкостей и газов от ферромагнитных примесей и магнитной обработки водных систем, содержащий камеру очистки с заключенными в выступающие над камерой чехлы магнитными системами из постоянных магнитов и ферромагнитных шайб, собранных на стержнях, камеру сбора уловленных частиц со штуцером для их удаления, патрубки входа и вы- . хода обрабатываемой среды, о т л ичающий с я тем, что, с целью повышения производительности, интенсификации процесса очистки среды от 20 ферромагнитных частиц и магнитной обработки, аппарат снабжен блочным устройством, соединяющим две размещенные в чехлах магнитные системы, камера сбора уловленных частиц снабжена 25 вертикальной перегородкой, разделяющей ее на две равные полости, камера очистки выполнена в виде отдельных емкостей, сообщающихся с полостями

98 !о камеры сбора, магнитные системы установлены в емкостях камеры очистки с возможностью поочередного перемещения в выступающие над камерой очистки чехлы.

2. Аппарат по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что чехлы снабжены холодильниками, установленными на выступающих над камерами очистки.частях, заполнены на 0,4-0,6 своей вы- соты высококипящей жидкостью, а стержни выполнены полыми с раструбами конической формы в верхней части и клапанами в нижней части.

3. Аппарат по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения надежности его работы, блочное устройство снабжено крышкой и штангой, размещено в верхней части выступающих над камерой очистки чехлов и укреплено на штанге, установленной на . крышке камеры сбора уловленных частиц, 4. Аппарат по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности его работы, блочное устройство снабжено кожухом и укреп:лено под крышкой.