磁致空气分离技术的研究进展

系统回顾了磁致空气分离领域的主要研究进展,磁致空气分离是一种新兴的空气分离方法,它主要利用氧氮气体的磁化率差异实现分离.按照装置结构特点可以分为吸附富集法、轨迹偏转法、磁环法3种,通过不同方法的组合级联形成了形态多样的磁致分离系统.总结归纳了利用梯度磁场进行空气分离的技术要点及适用范围,磁致分离方法装置简单、预处理方便、能耗低,与传统分离方法相比,更适宜于低纯度氧气的生产.展望了磁致空气分离的发展趋势和应用前景,为了获得更高纯度的富氧空气,可以将磁致空气分离方法与传统低温精馏、膜分离方法有机结合,花费较少的代价来有效地提高传统方法的分离效率.

低温冷凝可视化实验装置设计

低温流体与常规室温流体冷凝存在显著差异,简述了国内外报道的主要低温冷凝实验装置,指出要准确描述翅片通道内冷凝及两相流动过程,必须借助先进的可视化手段。为解决空分装置中主冷凝蒸发换热器翅片通道内低温流体冷凝热阻大、换热效率低的难题,设计搭建了一套低温冷凝可视化实验装置,实验段采用带光窗的可拆密封设计,便于研究平壁表面及各种型号翅片通道内冷凝换热过程。经初步测试,该实验装置运行稳定,借助高速摄像机可清楚地观察到氮冷凝两相流动的现象。

CO_2低温凝华可视化实验装置设计

为探究低温下N_2/CO_2二元系中CO_2的凝华机理,设计并搭建了CO_2凝华可视化实验装置。该实验装置由供气和预冷系统、真空系统及测量与控制系统等部分组成。实验中采用冷氮气作为冷源实现CO_2的凝华,并引入了可视化的研究手段,借助内窥镜对凝华过程进行实时观测,以研究不同条件下的二氧化碳凝华特性。

磁场作用下低温氧氮传质的可视化实验研究

氧分子具有顺磁性,因而在梯度磁场中会受到磁场力作用。低温精馏是空气分离的主要方法之一,也是氧的顺磁性的一个潜在应用领域,本文通过设计搭建的低温氧氮传质可视化实验装置,研究了两块永磁体磁缝处的梯度磁场对液氧液氮扩散传质过程的影响,借助自行研制的激光干涉测量系统,实时观察和测量磁场作用区域液氧液氮浓度的变化.实验结果表明,在传质过程中氧分子受到磁场力的作用,会依附在磁场较强的区域。同时,与传质方向相反的磁场力减慢了氧分子沿浓度梯度的传质,使得传质过程更加稳定。