用于系统的自调节的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于系统的自调节的方法，包括以下步骤：(Ⅴ)利用磁场将可磁化和/或磁性颗粒输送出控制体积或将所述颗粒局限在控制体积中，(Ⅵ)通过改变所述可磁化和/或磁性颗粒的温度Tp或通过改变所述可磁化和/或磁性颗粒的组成，改变控制体积中的为铁磁性或顺磁性的所述可磁化和/或磁性颗粒的磁性质。

Self regulating method for system

The invention relates to a system for self adjusting method, which comprises the following steps: (V) will be magnetized and / or magnetic particles to convey the control volume or the particles confined in the control volume by magnetic field, (VI) by changing the temperature of the Tp magnetization and / or magnetic particles or by change the composition of magnetization and / or magnetic particles, change the control volume in ferromagnetic or paramagnetic and the magnetic properties of magnetic and / or magnetic particles.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于系统的自调节的方法，其中利用磁场并且改变可磁化和/或磁性颗粒的磁性质。
技术介绍
磁增强方法利用磁场，以便改进该方法的各个步骤或实际上实现它们。磁增强处理的示例是磁刺激生物处理，用于加热的交变磁场，自由基反应的活化以及另外磁搅拌器。磁增强反应器(MER)，特别是磁增强流化床系统，在文献中经常被描述为固定床反应器、流化床反应器和悬浮反应器(也称为浆料反应器)的有吸引力的替代品或添加剂。在此，外部磁场作用在包括在流化床中的可磁化和/或磁性颗粒上。可磁化和/或磁性颗粒的磁性质特别取决于可磁化和/或磁性颗粒的化学组成和/或其温度。流化床系统可以由气-固混合物或气-液混合物组成。在一个流化床中同时存在气体、液体和固体同样是可以想到的。具有铁磁性质的可磁化和/或磁性颗粒经常用于MER中作为催化剂或用作在连续操作的反应器中流化的催化活性物质的载体材料。流过反应器的流体在流体的流动方向上对MER中的可磁化和/或磁化的颗粒施加力，例如对于流化床系统的情况同样如此。另一方面，所施加的磁场的磁力以及通常同样重力抵消由流动流体引起的可磁化和/或磁性颗粒的这种运动。磁增强流化床的优点是增强的工艺控制，并且与固定床反应器相比，具有更低的压降和更好的质量传递和热传递，并且与非磁增强的流化床相比，减少了反向混合，具有更高通量，避免了气泡形成和流体旁路，操作具有较小的高达纳米级的颗粒尺寸以及减少包含在流化床中的颗粒的排放和磨损的可能性。磁增强流化床可以用于结合固定床的优点，诸如流体相和固相之间的良好质量传递和相的窄驻留时间分布，以及流化床的优点，诸如高热传递系数和质量传递系数，均匀的温度分布和连续供应和去除固体的可能性。磁增强使得可以更好地控制固体的运动。磁场对磁性颗粒的作用因此提供了附加的自由度以影响可磁化和/或磁性颗粒的流化状态。使用磁场进一步提供气动输送的替代方案。可磁化和/或磁性颗粒的可变磁性质的相互作用以及可磁化和/或磁性颗粒的运动(其进而取决于磁性)可以用于反应器中的温度管理和反应管理。DE102007059967A1公开了一种借助于感应加热的加热介质进行化学反应的方法。为此，将反应介质与可通过电磁感应加热的固体加热介质接触。加热介质可以是铁磁性的并且可以具有偏离反应温度不超过20℃的居里温度。因此，该方法提供加热介质温度的自调节并且防止经由加热介质的过热，因为加热介质不能感应地加热到高于加热介质的居里温度的温度。DE69603270T2提供了一种用于碳化铁的磁分离方法。利用混合物的各个组分的不同的居里温度，从反应空间中取出的碳化铁、铁、氧化铁和混合矿物的混合物通过应用不同的温度和相继利用的磁场来分离。FR2691718A1同样描述了在冷却至低于含铁材料的居里温度的温度之后采用磁场来分离含铁和不含铁材料。WO2006/071527公开了一种用于合成纳米结构的反应器，其中利用具有基本上等于反应温度的居里温度并且包含催化剂的铁磁性颗粒。颗粒被感应加热。DE3642557A1描述了用于热解固体含碳材料的流化床，其中可磁化和/或磁性颗粒用作热传递介质。单独地加热可磁化和/或磁性颗粒，并且然后供应到热解步骤。在热解之后，如果需要，将剩余的固体冷却至低于可磁化和/或磁性颗粒的居里温度的温度。随后使用磁场将可磁化和/或磁性颗粒与热解产物分离，并且将可磁化和/或磁性颗粒再循环到热解步骤中。US4354856提供了一种从流体中回收磁性颗粒的方法。利用铁磁性元件来吸引磁性颗粒，并且随后将其加热到大于或等于铁磁性元件的居里温度的温度，以便使磁性颗粒与铁磁性元件脱离。FR2676374A1公开了一种连续操作的磁增强颗粒床，其中在正在进行的方法中，通过抽吸将所述颗粒从颗粒床移除并且将新鲜颗粒供应到颗粒床来更换床的颗粒。EP0115684A1公开了一种在具有受控反应速率曲线的磁增强颗粒床中进行反应的方法。颗粒是可磁化的，可以表现出催化性能并且用于供应或去除热。为了提高转化率、反应性和/或产物产率，颗粒床以活塞流的形式输送通过反应器，可选地在从反应器排出之后再生并再循环到反应器中。EP0021854A1、US4294688和US4292171各自提供了方法，其中可磁化的(在一些情况下具有催化活性的)颗粒从磁增强的流化床连续取出并且再生和再循环。DE2950621A1描述了用于高温应用的磁稳定流化床中的钝化磁性合金的催化剂组合物。催化剂组合物包含铝、硅和/或铬，其具有高居里温度并且在腐蚀性环境中稳定。在现有技术文献中公开的磁增强流化床和基于磁场的分离方法不利用固体的磁性质对于系统的自调节的温度或组成的依赖性，其中可磁化和/或磁性颗粒的输送用于温度管理或反应管理。例如，在EP0115684A1中描述的用于温度管理的方法中，需要高水平的过程工程复杂性和费用，其通过确定传送速率从外部控制所需温度水平的建立。例如，在US4354856、DE69603270T2或DE3642557A1中，通过系统外部的变化引起磁性质的改变，以便实现分离原理。虽然在DE102007059967中防止了通过感应供热的过热，然而，不可能对在此的反应空间中的混合物的组成施加自调节影响，以便防止由于感应供热之外的其它原因的过热。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于系统的自调节的方法，其中在控制体积中的混合物的组成根据主要(prevailing)温度条件和/或主要反应进程调节，而不依赖于外部闭合环路控制装置，即控制体积外侧的外围设备。该目的通过一种用于系统的自调节的方法来实现，该方法包括以下步骤：(I)利用磁场将可磁化和/或磁性颗粒输送出控制体积或将颗粒局限在控制体积中。(II)通过改变可磁化和/或磁性颗粒的温度Tp或通过改变可磁化和/或磁性颗粒的组成，改变控制体积中的为铁磁性或顺磁性的可磁化和/或磁性颗粒颗粒。磁场优选地是由本领域技术人员已知的线圈(特别是电线圈)的各种布置产生的外部磁场。在这方面，外部意味着在控制体积中不产生磁场，但是磁场存在于控制体积中。取决于线圈的布置和配置，磁场呈现不同的取向、场强度和均匀性。磁场H的强度可以由下式描述：其中I是电流，n是环路的数量，并L是线圈的长度。磁场强度H的单位为A/m。磁场强度与磁感应B呈线性相关：B＝μ0·μr·H，(2)其中μ0是磁场常数，即真空的磁导率，并且μr是相对磁导率，其是对包括在磁体中的材料的磁场的影响的度量。磁场对磁性或可磁化颗粒施加磁力Fm，这取决于颗粒性质和外部场的性质：Fm＝μ0·Vp·Mp·▽H，(3)其中μ0是磁场常数，Vp是颗粒体积，Mp是颗粒的磁化强度，并且▽H是颗粒位置处的磁场强度的梯度。颗粒的磁化进而取决于外部磁场的磁场强度H：Mp＝κ·H(4)。磁化率κ是外部磁场中材料的可磁化性的度量。在铁和铁磁材料的情况下，磁化率κ尤其取决于颗粒尺寸、颗粒形状和场强度。对于反磁性和顺磁性材料，磁化率κ是常数。组合等式(3)和(4)得出，由磁场施加在具有特定性质的磁性或可磁化颗粒上的磁力Fm取决于在所讨论的颗粒位置处的磁场强度的梯度▽H和磁场强度H：Fm∝H·▽H(5)。磁增强流化床的行为由重力FG、磁力Fm、流动阻力FR和提升力FU确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于系统的自调节的方法，包括以下步骤：(I)利用磁场将可磁化和/或磁性颗粒输送出控制体积或将所述颗粒局限在所述控制体积中，(II)通过改变可磁化和/或磁性颗粒的温度Tp或通过改变所述可磁化和/或磁性颗粒的组成，改变所述控制体积中的为铁磁性或顺磁性的可磁化和/或磁性颗粒的磁性质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.24 EP 14173612.41.一种用于系统的自调节的方法，包括以下步骤：(I)利用磁场将可磁化和/或磁性颗粒输送出控制体积或将所述颗粒局限在所述控制体积中，(II)通过改变可磁化和/或磁性颗粒的温度Tp或通过改变所述可磁化和/或磁性颗粒的组成，改变所述控制体积中的为铁磁性或顺磁性的可磁化和/或磁性颗粒的磁性质。2.根据权利要求1所述的方法，其中在所述控制体积中进行至少一种化学反应。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述可磁化和/或磁性颗粒由流动流体、重力或所述磁场输送。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述磁场是移动磁场。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述温度Tp增加并且当所述可磁化和/或磁性颗粒的温度Tp高于其居里温度Tc时，所述可磁化和/或磁性颗粒被输送出所述控制体积。6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中所述至少一种化学反应是放热反应。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述温度Tp增加，并且用于升高所述温度Tp的能量的至少一部分由所述放热反应释放。8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述温度Tp降低并且当所述可磁化和/或磁性颗粒的温度Tp低于其居里温度Tc时，所述可磁化和/或磁性颗粒被输送出所述控制体积。9.根据权利要求2至4或8中任一项所述的方法，其中所述至少一种化学反应是吸热反应。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述温度Tp降低，并且由所述可磁化和/或磁性颗粒发射的能量的至少一部分被用于进行所述吸热反应。11.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其中所述可磁化和/或磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·加莱拉，V·席尔瓦，T·朗，J·加西亚帕拉西奥斯，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE