高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，属于能源动力工程领域。该装置的空气进口段安装在隔磁外壳筒体的前端入口处，在隔磁外壳筒体的前半段内壁上装有永磁体单元，在隔磁外壳筒体的后半段内壁上装有电磁体线圈，隔磁外壳筒体的后半段外侧设置空气外环进口通道兼防尘罩，电磁体线圈各段之间开设有空气进气孔，同时也是冷却孔，外环出口段和中心通道双通道产生富氮，而隔磁外壳筒体内壁和产富氮的中心通道之间的中间环形通道则产生富氧。本实用新型专利技术可以解决以往单通道磁分离器存在不能连续大流量的氧氮供给等问题，适用于锅炉、窑炉、冶金炉、发动机、燃气轮机等装置的富氧燃烧和制氧制氮厂等大型氧氮用户。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，属于能源动力工程领域。
技术介绍
目前制氧方法多种，如利用氧氮物性差异的深冷法、磁场法；利用氧氮分子结构特点的分子筛渗透法、富氧膜法；利用氧氮电解特性的电解法和利用其化学特性的化学法等方法。但是，目前尚缺少连续大流量的氧氮供给，以适应当前节能环保战略要求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，解决以往单通道磁分离器存在不能连续大流量的氧氮供给等问题。通过高梯度强磁场对空气进行氧氮分离，从而实现聚氧聚氮，为锅炉燃烧、发动机进气、玻璃炉窑和液氮冷却等大型氧、氮用户提供较高浓度，较大流量的、廉价的、富氧和富氮源，对节约能源、资源利用和环境保护具有重要实用价值。本技术的技术方案是：一种高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，该装置设有空气进口段、永磁体单元、隔磁外壳筒体、空气外环进口通道兼防尘罩、电磁体线圈、电磁体线圈空气冷却孔，空气进口段安装在隔磁外壳筒体的前端入口处，在隔磁外壳筒体的前半段内壁上装有永磁体单元，在隔磁外壳筒体的后半段内壁上装有电磁体线圈，电磁体线圈各段之间开设有电磁体线圈空气冷却孔，隔磁外壳筒体的后半段外侧设置空气外环进口通道兼防尘罩，在隔磁外壳筒体的后半段壁上开设与电磁体线圈空气冷却孔相通的进气孔，空气外环进口通道兼防尘罩内侧通过隔磁外壳筒体上的进气孔与隔磁外壳筒体内腔连通。-->所述的高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，隔磁外壳筒体与空气外环进口通道兼防尘罩之间形成富氮外环通道，隔磁外壳筒体中心设置富氮中心通道，电磁体线圈与富氮中心通道之间形成富氧环形收集通道。所述的高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，在永磁体单元和电磁体线圈周围以及永磁体单元到电磁体线圈之间的过渡段空间布满不锈钢毛。所述的高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，永磁体单元相邻永磁体的磁南极S对正磁南极S，相邻永磁体的磁北极N对正磁北极N。所述的高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，在富氧环形收集通道出口处设有富氧引流机。所述的高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，在富氮中心通道出口处设有富氮引流机。所述的高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，在该装置进气流道的中心处设有皮托管气流测速仪，在富氧环形收集通道出口处设有富氧浓度测试仪。本技术的有益效果是：1、本技术对空气进行氧氮磁化分离采用高梯度和强磁场，磁场强度的数值高于1个特斯拉(T)，磁场梯度高于3～5特斯拉每米(T/m)。采用高性能钕铁硼(Nd2Fe14B)稀土永磁材料和含铬不锈钢毛来实现，含铬不锈钢毛可延续高磁场梯度，综合措施使磁场强度比常规的磁分离方法高出上百万倍。2、本技术采用了以稀土永磁体为主，以电磁体磁场为辅，复合磁化分离方案，永磁体为主的优点是结构简单、磁路可调、成本低廉、维护方便。而采用电磁体是为提升磁场强度H，特别是可实现电控自动可调，可改变磁参数，提供多种工程工况应用。3、本技术磁分离特点是采用双通道空气进气和双级氧氮磁化分离以及双通道富氮收集，有利于提高单机氧浓度、氮浓度和富氧富氮流量，克服了以往所有单通道磁分离器缺点。4、本技术又一特点是电磁体线圈分离段结构设计具有一器三功能作用：空气进气通道、电磁体线圈空气冷却通道，又是装置防尘罩。5、本技术采用氧化锆型氧浓度测试仪监测富氧浓度；采用铜-康铜热-->电偶监测进、排气温度；采用皮托管气流测速仪监测富氧和富氮的流速。本技术电磁体线圈段使用电子控制，使浓度、流量等参数可调，自动显示测试结果，以随时监控氧氮分离状况。6、本技术为减少富氧通道阻力，大流量地提供富氧空气，富氧流道设计成直线通道，电磁体线圈放热段有利于形成“磁风”提高富氧产量，而副产品富氮的通道可以折转通道进行收集压缩，提高氮产量。7、本技术磁场聚氧体积浓度最佳选择范围为23.6～36.5％，需要浓度更高富氧时可将磁化氧氮分离器串联或耦合方法达到。当需要更大的富氧空气流量时，可将磁化氧氮分离器并联达到。富氧燃烧的益处是：1、富氧燃烧是一种高效节能环保的先进技术，富氧助燃可提高火焰温度，富氧浓度每提高1％，燃烧温度可提高35～50℃，从而提高了卡诺循环效率(η=1-T2T1),]]>T2是出口绝对温度，T1是燃烧绝对温度。因而，可提高锅炉、窑炉或热力发动机的燃烧效率和循环效率。2、富氧技术用于高炉冶炼、玻璃、水泥、陶瓷等窑炉，用于汽油机、柴油机、船舶动力、电厂锅炉、燃气轮机等，可降低燃料消耗量10％到25％，减少废气热损失，降低废气排放量，以有关文献中介绍的富氧炼铜为例，最高节能达50％。3、富氧燃烧技术不但高效节能，而且还能节电，计算表明，如自然空气燃烧1千克重油需要14立方米空气，而采用30％浓度的富氧空气只需供给9.78立方米气源，空气量减少33％，使工厂、企业的鼓风量、引风量减少约三分之一，明显地节约了工厂、企业或用户的用电量，同时节省了一次能源煤炭和二次能源电能，从而降低了热能动力装置的运行费用。4、富氧燃烧还能提高多种新型代用燃烧的热值，延缓一次能源煤炭、石油、天燃气、可燃烧水合物等消耗速度，富氧燃烧可使劣质煤燃烧热值达到优质煤水平。进而，达到以煤代油，而且能解决和弥补诸如水煤浆、奥里油、二甲醚、乙醇汽油等新型代用燃料，虽然环保性能较好，但热值偏低，点火又困难的缺憾。-->附图说明图1为本技术结构示意图。图2为图1中A-A剖视图。图中，1空气进口段；2永磁体单元；3隔磁外壳筒体；4空气外环进口通道兼防尘罩；5电磁体线圈；6-1富氮外环通道；6-2富氮中心通道；7富氧环形收集通道；8备用电阻丝加热器；9电磁体线圈空气冷却孔；10不锈钢毛；11皮托管气流测速仪；12富氧浓度测试仪；13富氧引流机；14富氮引流机。具体实施方式如图1～图2所示，本技术高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置主要包括空气进口段1、永磁体单元2、隔磁外壳筒体3、空气外环进口通道兼防尘罩4、电磁体线圈5、富氮外环通道6-1、富氮中心通道6-2、富氧环形收集通道7、备用电阻丝加热器8、电磁体线圈空气冷却孔9、不锈钢毛10、皮托管气流测速仪11、富氧浓度测试仪12、富氧引流机13、富氮引流机14等。空气进口段1安装在隔磁外壳筒体3的前端入口处，在隔磁外壳筒体3的前半段内壁上装有永磁体单元2，稀土永磁体单元2由磁路设计决定相邻永磁体的磁南极S对正磁南极S，相邻永磁体的磁北极N对正磁北极N，所有相邻永磁体之间空隙都是斥力场，成组排布在隔磁外壳筒体3内壁面上，其间隙和沿永磁体内侧即形成高梯度磁场。在隔磁外壳筒体3的后半段内壁上装有电磁体线圈5，电磁体线圈5各段之间开设有密布的进气孔(电磁体线圈空气冷却孔9)，其作用之一是聚氧磁通道，其二是冷却电磁体线圈，吸收电磁体线圈所散发的热量，使电磁体保持正常的工作温度，其三是废热利用富氧流吸收热量，相当于电阻丝加热，使之形成通道温差磁风，富氧气流经由电磁体线圈空气冷却孔9后，经由中间富氧环形收集通道7，在富氧引流机13负压驱动下，以富氧产品流出富氧环形收集通道7。在永磁体单元2和电磁体线圈5周围以及永磁体单元2到电磁体线圈5之间的过渡段空间布满含铬不锈钢毛10，将永磁体单元组和电磁体线圈充分覆盖。隔磁外壳筒体3的后半段外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，其特征在于：该装置设有空气进口段（１）、永磁体单元（２）、隔磁外壳筒体（３）、空气外环进口通道兼防尘罩（４）、电磁体线圈（５）、电磁体线圈空气冷却孔（９），空气进口段（１）安装在隔磁外壳筒体（３）的前端入口处，在隔磁外壳筒体（３）的前半段内壁上装有永磁体单元（２），在隔磁外壳筒体（３）的后半段内壁上装有电磁体线圈（５），电磁体线圈（５）各段之间开设有电磁体线圈空气冷却孔（９），隔磁外壳筒体（３）的后半段外侧设置空气外环进口通道兼防尘罩（４），在隔磁外壳筒体（３）的后半段壁上开设与电磁体线圈空气冷却孔（９）相通的进气孔，空气外环进口通道兼防尘罩（４）内侧通过隔磁外壳筒体（３）上的进气孔与隔磁外壳筒体（３）内腔连通。

【技术特征摘要】
1、一种高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，其特征在于：该装置设有空气进口段(1)、永磁体单元(2)、隔磁外壳筒体(3)、空气外环进口通道兼防尘罩(4)、电磁体线圈(5)、电磁体线圈空气冷却孔(9)，空气进口段(1)安装在隔磁外壳筒体(3)的前端入口处，在隔磁外壳筒体(3)的前半段内壁上装有永磁体单元(2)，在隔磁外壳筒体(3)的后半段内壁上装有电磁体线圈(5)，电磁体线圈(5)各段之间开设有电磁体线圈空气冷却孔(9)，隔磁外壳筒体(3)的后半段外侧设置空气外环进口通道兼防尘罩(4)，在隔磁外壳筒体(3)的后半段壁上开设与电磁体线圈空气冷却孔(9)相通的进气孔，空气外环进口通道兼防尘罩(4)内侧通过隔磁外壳筒体(3)上的进气孔与隔磁外壳筒体(3)内腔连通。2、按照权利要求1所述的高梯度强磁场双通道聚氧聚氮装置，其特征在于：隔磁外壳筒体(3)与空气外环进口通道兼防尘罩(4)之间形成富氮外环通道(6-1)，隔磁外壳筒体(3)中心设置富氮中心通...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈正举，王喜魁，
申请(专利权)人：陈正举，王喜魁，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]