旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置，属于气固分离领域。一种旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置，所述装置包括：气固分离通道；进气通道，所述进气通道与气固分离通道靠近地面一侧的连接面为弯曲连接面；旋转磁场发生装置，所述旋转磁场发生装置设于进气通道下方并靠近弯曲连接面；所述旋转磁场发生装置包括柱状旋转轴、沿圆周均匀配置在旋转轴表面的多个电磁铁、用于控制旋转轴的动力装置和控制装置、用于控制电磁铁的电源装置。本发明专利技术所述装置电磁铁的使用能防止吸附后的磁性介质在烟道内，尤其是拐角处的堵塞。通过多瓣圆盘的使用，特别是当在各个分瓣之间掺杂无磁性的瓣时，能更好的控制介质的转移收集过程。

Device and method for recovering magnetic particles in gas by rotating magnetic field

The invention relates to a device for recovering magnetic particles in gas by rotating magnetic field, which belongs to the field of gas solid separation. A rotating magnetic field recovery device of magnetic particles in the gas, the device comprises a gas solid separation channel; the air inlet passage and the connection surface is curved connecting surface of the inlet passage and the gas-solid separation channel near the ground side; rotating magnetic field generating device, the rotating magnetic field generating device is arranged below the air inlet passage and close to the bending connection surface; the rotating magnetic field generating device comprises a columnar rotary shaft along the circumference configuration in a plurality of electromagnet, the surface of a rotating shaft is used to control the power device and a control device, rotating shaft of the power supply device for controlling the electromagnet. The use of the electromagnet of the device can prevent the adsorption of the magnetic medium in the flue, especially at the corner. The transfer collection process of the medium can be better controlled by the use of a multi disc disk, especially when a nonmagnetic valve is doped between the segments.

【技术实现步骤摘要】
旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置与方法
本专利技术涉及一种旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置，属于气固分离领域。
技术介绍
分离技术及磁选机据今已有50多年的发展历史,其借助磁场力的作用，对导磁性不同的物质进行分离，最早应用于选矿业。美国专利技术了工业磁选机之后，磁分离开始以机械设备的形态陆续在煤脱硫、玻璃及水泥等原料除铁、高岭土提纯等选矿以外的领域得到规模化应用。近几年磁力分离法多数应用于水处理工业，磁分离利用废水中杂质颗粒的磁性进行分离，对于水中非磁性或弱磁性的颗粒，利用磁性接种技术可使它们具有磁性,将废水中有磁性的悬浮固体分离出来，从而达到净化水的目的。对于水处理的研究已有较好的发展，然而在工业烟(废)气净化研究方面，研究不多也没有明确的研究依据。随着社会经济的迅速发展，我国的工业化进程也越来越快，工业化生产给我们带来经济发展的同时，大量工业废水、废气的排放，给我们赖以生存的自然环境也带来了严重的威胁。据2015年全国环境统计公报显示，工业废水排放总量为716.2万吨，烟(粉)尘的排放总量为1740.8万吨，其中工业烟(粉)尘排放量为1456.1万吨。工业烟尘含有大量的有害或可以回收利用细小微粒，这些微粒如果不能及时处理和回收将造成严重的环境污染和原材料的浪费，然而工业烟气逐步危害着环境，频繁的雾霾天气给我们敲响了警钟，治理工业烟气已迫在眉睫。对于烟(废)气除尘，传统的处理方法如粒子沉降法等普遍存在效率偏低和效果不好的情况。中国地质大学汤达侦等人用高梯度磁分离技术对飞灰成分的分离做了试验研究，结果表明：磁分离技术能对烟尘中的三类基本成分进行有效分离。这说明磁分离技术在烟(废)气有着其独特的优势。除此之外，工业及生活中，存在多种含有磁性物质的气体，诸如含有小金属颗粒的汽车尾气中、含有吸附有PM2.5～10的多孔磁性介质的烟气、含有磁性颗粒的工业流体、混入煤烟气中用于吸附其中Hg的磁珠等。在气固分离中，常见的分离方式有：重力沉降，惯性力分离，拦截分离，荷电分离，重力沉降是利用颗粒与流体密度不同，在重力作用下颗粒与流体产生相对运动从而达到分离的过程，重力沉降的特征是沉降速度小，所以需要的沉降时间长，气体流量很大的情况下，需要降尘室在平面上大面积铺展开，占地面积极大；若采用多层式结构，则回收下来的固体颗粒又难以连续收集排出，除尘效率很低。离心分离也是沉降分离的一种，其原理是利用颗粒与流体密度不同，在离心力的作用下颗粒与流体产生相对运动而分离，离心分离的优势是离心力与流体切线速度的平方成正比，因此提高线速可以大大提高颗粒在流体中的沉降速度，既提高了分离效果，又减小了设备体积，但是并不适用于负载磁性多孔介质的分离，离心力会使负载磁性多孔介质与分离器的壁面发生剧烈碰撞，碰撞力会使磁性多孔介质捕集到的微细颗粒物脱离，达不到洁净烟气的效果。惯性分离器，在气体流动的路径上设置障碍物，气流绕过障碍物时发生突然转折，颗粒或液滴便撞击在障碍物上被捕集下来，主要问题是其变向过程中仅受惯性力，存在类似旋风分离器的分离极限，而且其变向过程短，因此分离能力远小于旋风分离器，再加上需要高线速提供足够的惯性力，故难以避免颗粒再带起问题，因此分离效率不高，只比降尘室略好，一般只能作为粗分离器使用。荷电分离是气体中的带荷电粉尘颗粒，在电场力的作用下使颗粒与气体分离。但是负载磁性多孔介质不带荷电，因此不能用此分离该技术。而且荷电分离需要振打，振打会造成二次扬尘，并且对含有磁性多孔介质量较大的场合捕集远远不能达到标准；此外整个除尘装置需要高压变电及整流设备，投资和运行费用都较高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的是提供一种旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置。一种旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置，所述装置包括：气固分离通道，所述气固分离通道以平行于重力的方向设置，其顶端设有用于排出气体的气体排出口，底端设有用于磁性颗粒排出的固体排出口；进气通道，所述进气通道用于向气固分离通道通入含磁性颗粒的气体；所述进气通道以水平方向设置，其一端与气固分离通道相通，另一端用于连通气体源；所述进气通道与气固分离通道靠近地面一侧的连接面为弯曲连接面；旋转磁场发生装置，所述旋转磁场发生装置设于进气通道下方并靠近弯曲连接面；所述旋转磁场发生装置包括柱状旋转轴、沿圆周均匀配置在旋转轴表面的多个电磁铁、用于控制旋转轴的动力装置和控制装置、用于控制电磁铁的电源装置。本专利技术所述气固分离通道用于在其内进行磁性固体颗粒及气体的分离，分离后所得气体由位于顶端的气体排出口排出，所得的磁性固体颗粒由位于底端的固体排出口排出。进一步的，在固体排出口的下方设有具有磁性的承接盘，用于承接磁性固体颗粒。本专利技术所述进气通道用于接收来自气体源的含磁性颗粒的气体，并将含磁性颗粒的气体导入气固分离通道中。进一步地，优选气固分离通道和进气通道均为圆筒状。本专利技术所述进气通道和气固分离通道相连通，两者间的连接部，尤其是靠近地面一侧的连接部的连接面为弯曲连接面，其为了方便固体颗粒从此处滑落至气固分离通道的底部。进一步地，所述弯曲连接面的截面为圆弧形；更进一步地，所述圆弧形的弧度为90度。本专利技术所述旋转磁场发生装置包括柱状旋转轴、沿圆周均匀配置在旋转轴表面的多个电磁铁、用于控制旋转轴的动力装置和控制装置、用于控制电磁铁的电源装置。进一步地，所述旋转磁场发生装置包括沿圆周均匀配置在旋转轴表面的3～12个电磁铁。更进一步地，所述柱状旋转轴固定若干均匀设置的空腔，所述空腔内装载电磁铁。进一步地，所述旋转磁场发生装置中，于配置在旋转轴表面的每两个电磁铁间设置不具有磁性的非磁性块。更进一步地，所述柱状旋转轴固定若干均匀设置的空腔，所述空腔内装载电磁铁和非磁性块。本专利技术所述用于控制旋转轴的动力装置和控制装置为现有技术公开的动力装置和控制装置，用于控制旋转轴的旋转与停止。本专利技术所述控制电磁铁的电源装置为现有技术公开的电源装置，用于控制每个电磁铁的通电与否。本专利技术所述旋转磁场发生装置设于进气通道下方并靠近弯曲连接面；进一步地，所述旋转磁场发生装置按柱状旋转轴截面圆心与弯曲连接面圆弧形截面的圆心位于同一点设置，且旋转磁场发生装置与弯曲连接面间的距离为1/10R，其中R为所述圆弧半径。本专利技术所述装置进一步包括分别用于检测气固分离通道气体排出口气体流量和进气通道中进气流量的流量测试显示装置。本专利技术所述装置优选所述电磁铁为螺线管式电磁铁。本专利技术所述装置工作原理如下，过程如图1所示，以三个电磁铁为例，当A电磁铁位于上方时，该电磁铁通电产生磁场，在磁化力的作用下，这些磁性介质会被吸到A电磁铁表面。当电磁铁旋转，经过(2)到达(3)步时，A磁铁断电，B磁铁通电，这样受到下方磁性吸盘的作用，负载的磁性介质会被吸引到吸盘上，此时B部分处在接近烟道的上部，其产生的磁场会吸引新的负载磁性介质，如此循环最终通过该电磁铁的转移，实现磁性介质与净化后烟气的分离。本专利技术的另一目的是提供利用上述装置进行气固分离的方法，将含有磁性颗粒气体由进气通道通入，开启旋转磁场发生装置，控制最靠近进气通道的一个电磁铁A通电，其他电磁铁断电；一定时间后，控制旋转轴旋转，电磁铁A旋转至靠近气固分离通道的位置，同时电磁铁A断电，并使目前最靠近进气通道的电磁铁B通电，重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置，其特征在于：所述装置包括：气固分离通道，所述气固分离通道以平行于重力的方向设置，其顶端设有用于排出气体的气体排出口，底端设有用于磁性颗粒排出的固体排出口；进气通道，所述进气通道用于向气固分离通道通入含磁性颗粒的气体；所述进气通道以水平方向设置，其一端与气固分离通道相通，另一端用于连通气体源；所述进气通道与气固分离通道靠近地面一侧的连接面为弯曲连接面；旋转磁场发生装置，所述旋转磁场发生装置设于进气通道下方并靠近弯曲连接面；所述旋转磁场发生装置包括柱状旋转轴、沿圆周均匀配置在旋转轴表面的多个电磁铁、用于控制旋转轴的动力装置和控制装置、用于控制电磁铁的电源装置。

【技术特征摘要】
1.一种旋转磁场回收气体中磁性颗粒的装置，其特征在于：所述装置包括：气固分离通道，所述气固分离通道以平行于重力的方向设置，其顶端设有用于排出气体的气体排出口，底端设有用于磁性颗粒排出的固体排出口；进气通道，所述进气通道用于向气固分离通道通入含磁性颗粒的气体；所述进气通道以水平方向设置，其一端与气固分离通道相通，另一端用于连通气体源；所述进气通道与气固分离通道靠近地面一侧的连接面为弯曲连接面；旋转磁场发生装置，所述旋转磁场发生装置设于进气通道下方并靠近弯曲连接面；所述旋转磁场发生装置包括柱状旋转轴、沿圆周均匀配置在旋转轴表面的多个电磁铁、用于控制旋转轴的动力装置和控制装置、用于控制电磁铁的电源装置。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述弯曲连接面的截面为圆弧形。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述圆弧形的弧度为90度。4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于：所述旋转磁场发生装置按柱状旋转轴截面圆心与弯曲连接面圆弧形截面的圆心位于同一点设置，且旋转磁场发生装置与弯曲连接面间的距离为1/1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李东刚，李俊超，陈进，刘慧，王强，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21