感应电抗器加热

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描述

感应反应堆加热-化学容器加热

我们有20多年的经验 感应加热 并已为世界许多国家开发,设计,制造,安装和调试了船舶和管道加热系统。由于加热系统自然简单且非常可靠,因此采用感应加热的方法应被视为首选。

感应加热体现了将电能直接带到过程中并转换成确切需要的热量的所有便利。 它几乎可以成功地应用于需要热源的任何容器或管道系统。

感应提供了许多其他方式无法获得的好处,并且由于没有向周围环境大量散发热量,因此提高了工厂的生产效率并改善了操作条件。 该系统特别适用于严密控制的反应过程,例如在危险区域生产合成树脂。

作为每个 感应加热容器 根据每个客户的特定需求和要求,我们提供不同的尺寸和不同的升温速率。 我们的工程师在开发定制产品方面拥有多年的经验 感应加热系统 适用于各行各业的广泛应用。 加热器的设计适合过程的精确要求,并且可以在我们的工作现场或现场快速安装到容器上。

独特的好处

•感应线圈和加热的容器壁之间没有物理接触。
•快速启动和关闭。 无热惯性。
•低热损失
•精确的产品和容器壁温度控制,不会产生过量现象。
•高能量输入。 自动或微处理器控制的理想选择
•线路电压下的安全危险区域或标准工业操作。
•高效无污染的均匀加热。
•运行成本低。
•低温或高温工作。
•操作简单灵活。
•最少的维护。
•一致的产品质量。
•加热器自带的容器,占地面积最小。

感应加热线圈设计 可用于适合当前使用的大多数形式和形状的金属容器和罐。 直径从几米到几米不等。 低碳钢,复合低碳钢,实心不锈钢或有色金属容器都可以成功加热。 通常,建议最小壁厚为6mm。

额定功率设计范围从1KW到1500KW。 对于感应加热系统,功率密度输入没有限制。 产品的最大吸热能力,容器壁材料的工艺或冶金特性会施加任何限制。

感应加热体现了将电能直接带到过程中并完全转换成所需热量的所有便利。 由于加热直接在与产品接触的容器壁中发生,并且热量损失极低,因此该系统效率很高(高达90%)。

感应加热提供了许多其他方式无法实现的好处,并且由于没有向周围环境大量散发热量,因此提高了工厂的生产效率,改善了操作条件。

使用感应过程加热的典型行业:

•反应釜和水壶
•胶粘剂和特殊涂料
•化学,天然气和石油
• 食品加工
•冶金和金属精加工

•预热焊接
• 涂层
•模具加热
•合身与不合身
•热组装
•食品干燥
•管道流体加热
•储罐和容器的加热和保温

HLQ感应在线加热器装置可用于以下应用:

•用于化学和食品加工的空气和气体加热
•工艺油和食用油的热油加热
•汽化和过热:即时汽化,低温和高温/高压(在800 bar下最高100ºC)

先前的容器和连续加热器项目包括:

反应釜,釜,高压釜,工艺容器,储存和沉淀池,浴池,大桶和静水罐,压力容器,汽化器和过热器,热交换器,转鼓,管道,双燃料加热容器

以前的在线加热器项目包括:

高压过热蒸汽加热器,蓄热式空气加热器,润滑油加热器,食用油和食用油加热器,包括氮气,氮气氩气和催化富气(CRG)加热器的燃气加热器。

感应加热 “非接触式”方法是通过施加交变磁场在材料(称为基座)中感应出感应电流(称为涡流)来选择性加热导电材料,从而加热基座。 感应加热已经在冶金行业中使用了很多年,用于加热金属,例如熔化,精炼,热处理,焊接和钎焊。 从低至50 Hz的交流电力线频率到数十MHz的频率,感应加热可在很宽的频率范围内进行。

在给定的感应频率下,当物体中存在较长的传导路径时,感应场的加热效率会提高。 大型固体工件可以较低的频率加热,而小型物体需要较高的频率。 对于给定大小的物体,由于感应场中的能量无法在物体中产生所需的涡流强度,因此太低的频率无法有效加热。 另一方面,太高的频率会导致加热不均匀,因为感应场中的能量不会渗透到物体中,并且涡流只会在表面或表面附近感应出来。 然而,在现有技术中不知道可透气的金属结构的感应加热。

用于气相催化反应的现有技术方法要求催化剂具有高的表面积,以使反应气体分子与催化剂表面具有最大的接触。 现有技术的方法通常使用多孔催化剂材料或适当支撑的许多小催化颗粒以达到所需的表面积。 这些现有技术方法依靠传导,辐射或对流向催化剂提供必要的热量。 为了获得良好的化学反应选择性,反应物的所有部分都应经历均匀的温度和催化环境。 对于吸热反应,因此需要在催化床的整个体积上使传热速率尽可能均匀。 传导,对流以及辐射都固有地受到限制,无法提供所需的热量传输速率和均匀性。

现有技术中典型的GB专利2210286(GB′286)教导了将不导电的小的催化剂颗粒安装在金属载体上或掺杂催化剂以使其导电。 金属载体或掺杂材料被感应加热并且继而加热催化剂。 该专利教导了使用在中心穿过催化剂床的铁磁芯。 铁磁芯的优选材料是硅铁。 尽管可用于高达约600摄氏度的反应,但GB专利2210286的设备在较高温度下受到严重限制。 在较高温度下,铁磁芯的导磁率将显着降低。 根据CJ Erickson,“工业加热手册”,第84–85页,铁的磁导率在600 C时开始下降,并有效地下降了750C。因为在GB'286的布置中,催化剂床中的磁场取决于铁磁芯的磁导率,这样的布置不能有效地将催化剂加热到超过750℃的温度,更不用说达到生产HCN所需的大于1000℃的温度。

还认为GB专利2210286的装置在化学上不适合于制备HCN。 HCN是通过使氨和碳氢化合物气体反应制得的。 众所周知,铁在高温下会引起氨分解。 认为存在于GB'286的反应室内的铁磁芯和催化剂载体中的铁会引起氨的分解,并且会抑制而不是促进氨与烃形成HCN的所需反应。

氰化氢(HCN)是一种重要的化学物质,在化学和采矿工业中有许多用途。 例如,HCN是用于制造己二腈,丙酮氰醇,氰化钠以及制造农药,农产品,螯合剂和动物饲料的中间体。 HCN是一种剧毒液体,沸点为26摄氏度,因此必须遵守严格的包装和运输规定。 在某些应用中,需要在远离大型HCN制造工厂的偏远地区使用HCN。 将HCN运到此类地点涉及重大危害。 在使用HCN的地点生产HCN可以避免在运输,储存和处理过程中遇到的危险。 使用现有技术的方法进行小规模的HCN现场生产在经济上是不可行的。 然而,使用本发明的方法和设备,小规模以及大规模的HCN现场生产在技术和经济上都是可行的。

当含氢,氮和碳的化合物在有或没有催化剂的情况下在高温下合并时,会生成HCN。 例如,HCN通常通过氨和烃的反应制备,该反应是高度吸热的。 制备HCN的三个商业流程是Blausaure aus甲烷和氨气(BMA),Andrussow和Shawinigan流程。 这些过程可以通过热量产生和传递的方法以及是否使用催化剂来区分。

Andrussow工艺使用反应器容积内烃类气体和氧气燃烧产生的热量来提供反应热。 BMA工艺利用由外部燃烧工艺产生的热量来加热反应器壁的外表面,其继而加热反应器壁的内表面并因此提供反应热。 Shawinigan工艺使用流过流化床电极的电流来提供反应热。

在安德鲁索夫工艺中,天然气(一种甲烷含量高的烃类气体混合物),氨,氧气或空气的混合物在铂催化剂的存在下反应。 催化剂通常包含许多层铂/铑丝网。 氧气的量使得反应物的部分燃烧提供足够的能量以将反应物预热至超过1000℃的操作温度以及HCN形成所需的反应热。 反应产物为HCN,H2,H2O,CO,CO2和痕量的高级亚硝酸盐,然后必须将其分离。

在BMA工艺中,氨和甲烷的混合物在由高温耐火材料制成的无孔陶瓷管内流动。 每个试管的内部都衬有或涂有铂金颗粒。 将这些管放置在高温炉中并在外部加热。 热量通过陶瓷壁传导到催化剂表面,该表面是壁的组成部分。 当反应物接触催化剂时,反应通常在1300℃下进行。 由于升高的反应温度,大量的反应热以及低于反应温度会发生催化剂表面焦化的事实,因此所需的热通量较高,这使催化剂失活。 由于每个管的直径通常约为1英寸,因此需要大量的管才能满足生产要求。 反应产物是HCN和氢。

在Shawinigan工艺中,由丙烷和氨组成的混合物反应所需的能量由在浸没在非催化焦炭颗粒的流化床中的电极之间流动的电流提供。 Shawinigan工艺中不存在催化剂,以及不存在氧气或空气,这意味着该反应必须在非常高的温度(通常超过1500摄氏度)下进行。所需的更高温度对反应该过程的建筑材料。

如上所述,虽然已知可以在Pt族金属催化剂存在下通过NH 3与烃类气体例如CH 4或C 3 H 8的反应来产生HCN,但是仍然需要提高HCN的效率。这样的过程以及相关过程,以提高HCN生产的经济性,特别是对于小规模生产。 与所用贵金属催化剂的量相比,最大程度地减少能耗和氨渗透同时最大化HCN的生产速度尤为重要。 而且,催化剂不应通过促进不希望的反应例如焦化而有害地影响HCN的产生。 此外,期望改善该方法中使用的催化剂的活性和寿命。 重要的是,生产HCN的投资中很大一部分是铂族催化剂。 本发明直接加热催化剂,而不是象现有技术那样间接加热催化剂,从而完成了这些愿望。

如先前所讨论的,已知相对低频的感应加热以高功率水平向具有相对长的导电路径的物体提供良好的热传递均匀性。 当将反应能量提供给吸热气相催化反应时,需要以最小的能量损失将热量直接传递至催化剂。 向高表面积气体可渗透催化剂团块均匀有效地传热的要求似乎与感应加热的能力冲突。 本发明基于用反应器构造获得的出乎意料的结果,其中催化剂具有新颖的结构形式。 这种结构形式具有以下特征:1)有效的长的导电路径长度,这有利于以均匀的方式对催化剂进行有效的直接感应加热;以及2)具有高表面积的催化剂; 这些功能共同促进了吸热化学反应。 反应室中铁的完全缺乏促进了NH3和烃类气体的反应产生HCN。

感应加热容器反应堆