МАГНИТНЫЙ АКТИВАТОР ДЛЯ БОЛЬШИХ ПОТОКОВ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к области магнитной обработки углеводородного сырья, в частности к устройствам, создающим магнитное поле.
Известно устройство для магнитной обработки воды (магнетизатор), включающее источник магнитного поля и магнитный контур с зазором, по которому проходит обрабатываемая жидкость. Источником магнитного поля является электромагнит, расположенный с наружной стороны или во внутреннем пространстве аппарата [Классен В.И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия, 1982, с.155, рис.68]. Известен магнетизатор, имеющий в качестве источника магнитного поля постоянный магнит, расположенный на наружной поверхности трубы [Патент США, №5296141 МКИ С 02 F 1/48, 1994 г.]. Известно также устройство, в котором источником магнитного поля является постоянный магнит, имеющий внутреннее расположение [Патент Великобритании, №2268099, класс С 02 F 1/48, 1994 г.].
Указанные устройства применяются для обработки воды. Использование таких устройств для обработки углеводородного сырья неприемлемо из-за высоких
3
скоростей потока в активном зазоре устройства, создающего магнитное поле. Недостатком их является также невысокая производительность (до 50 м/час.).
3
Наиболее близким устройством магнитной обработки больших потоков жидкости по совокупности признаков является устройство с послойной обработкой воды, характеризующееся высокой производительностью (до 400 м/час.), в котором вода проходит через кольцевые щели. Аппарат состоит из магнитомягкого железа, составляющего левую и правую кольцевые системы, смещенные одна относительно другой. Эти кольца намагничиваются внешней катушкой при помощи основных магнитопроводов и коротких вставок между кольцами. Зазоры между кольцами левой и правой систем уменьшаются от периферии к центру; этим достигается равенство средних напряженно-стей магнитного поля во всех зазорах. [Классен В.И. Омагничивание водных систем. - М.: Химия, 1982, с.156, рис.70].
Недостатком указанного устройства является высокая скорость жидкости в активных зонах (турбулентный режим), малое время пребывания и значительный градиент температур обрабатываемой жидкости по длине устройства.
Техническая задача: создание устройства, обеспечивающего малую скорость в активных зонах (ламинарный режим), достаточное время пребывания углеводородного сырья в активных зонах и необходимую температуру текучести углеводородного сырья, одинаковую по длине аппарата.
Технический результат - повышение эффективности магнитной обработки углеводородного сырья в промышленных условиях, что приводит к интенсификации процессов его переработки.
Указанный технический результат при использовании предлагаемой полезной модели достигается тем, что по сравнению с прототипом в предлагаемом устройстве обеспечивается достаточно низкая скорость пересечения углеводородами активных зон (0,01-0,1 м/с) вследствие резкого расширения диаметра аппарата (в соотношении 3:70 по сравнению с входным патрубком),
что обеспечивает ламинарный режим и достаточное время пребывания в активных зонах аппарата, а также поддержание постоянной температуры углеводородного сырья, достаточной для обеспечения его текучести через устройство. Поверх внешнего кожуха расположен паровой змеевик, который поддерживает необходимую повышенную температуру внутри аппарата, постоянную по длине устройства.
Магнитный активатор имеет внутренне расположение электромагнитной системы, состоящее из двух магнитных систем (верхней и нижней), расположенных навстречу друг другу, с противоположными полярностями, которые обеспечивают равномерное распределение магнитного поля по всему сечению аппарата. При таком расположении магнитных систем активные зоны создаются между электромагнитами с различными полярностями, близкорасположенными магнитами и корпусом аппарата.
Схема предлагаемой полезной модели представлена на фигуре.
Магнитный активатор представляет собой вертикальный цилиндрический аппарат, состоящий из обечайки (1), верхнего (2) и нижнего (3) днища, изготовленных из магнитомягкого железа (сталь 20) с подводящим (11) и отводящим патрубками (12), парового змеевика для обогрева, оборудованного штуцером для ввода пара (15), вывода отработанного пара (18) и вывода конденсата (16). В активатор введены восемь вертикальных защитных кожухов (4) из диамагнитного материала (стали 08Х18Н10Т), четыре на верхнем (13) и четыре на нижнем (14) днище. Внутри каждого вертикального кожуха расположена электромагнитная система, состоящая из трёх намагничивающих катушек (5) с сердечниками (6) из стали 3, к торцам которых присоединены сверху и снизу полюсные кольца (7), выполненные из стали 3. Между каждой намагничивающей катушкой и полюсным кольцом установлены диамагнитные вставки (8).
Установка намагничивающих катушек осуществляется с помощью грузового стержня (9), изготовленного в виде трубы из Ст 3, который с одной стороны
крепится на сердечник катушки, а с другой - на фланцевую заглушку (10). Через внутреннюю поверхность грузового стержня подаётся электропитание катушек.
Для обслуживания, ремонта и очистки активатора предусмотрены люк-лаз (17), и предохранительный клапан (19).
Основные данные намагничивающей катушки:
Диаметр обмоточного провода по меди: 0,95 мм;
Марка провода: ПНЭТ-имид;
Число витков: 7220;
Напряжение питания: 208 В (через выпрямитель от сети 220 В);
Номинальная сила постоянного тока: 1,46 А;
Мощность каждой электромагнитной системы (3 катушки): 303 Вт;
Масса обмоточного провода: 187 кг;
Расчётная напряженность магнитного поля: 48-50 кА/м;
Потребляемая мощность активатора: 2,42 кВт
Магнитный активатор работает следующим образом. Предварительно нагретое углеводородное сырье поступает через патрубок (11) в магнитный активатор, где с заданной температурой (выше температуры потери текучести) поддерживаемой посредством подогрева паровым змеевиком, расположенным поверх кожуха, проходит через аппарат и выводится через патрубок (12). Нагретое углеводородное сырье пересекает внутри устройства активные зоны, образуемые верхней (13) и нижней (14) системой электромагнитов, расположенных навстречу друг другу, с противоположными полярностями. При этом происходит его активация, приводящая к увеличению степени дисперсности сырья, что позволяет интенсифицировать процессы дальнейшей переработки углеводородного сырья.
Преимущества предложенной полезной модели, заключаются в том, что эффективность магнитной обработки возрастает за счет ламинарного режима потока, достаточного время пребывания углеводородного сырья в активных
зонах аппарата, отсутствия градиента температур и поддержания заданной температуры (выше температуры потери текучести).