indukciós fűtéses reaktor tartályok

Több mint 20 éves tapasztalattal rendelkezünk indukciós és a világ számos országában kifejlesztett, megtervezett, gyártott, telepített és üzembe helyezett edény- és csőfűtési rendszereket.

Mivel a fűtési rendszer természetesen egyszerű és nagyon megbízható, az indukciós fűtés lehetőségét kell előnyben részesíteni.

Az indukciós fűtés megtestesíti a villamos energia minden kényelmét, amelyet közvetlenül a folyamatba visznek, és hővé alakítják át pontosan ott, ahol arra szükség van. Sikeresen alkalmazható gyakorlatilag bármilyen hőforrásra szoruló edényben vagy csőrendszerben.

Az indukció számos olyan előnyt kínál, amelyek más módon nem érhetők el, és javítja a növénytermesztés hatékonyságát és jobb működési körülményeket, mivel nincs jelentős hőkibocsátás a környezetbe. A rendszer különösen alkalmas szoros kontroll reakciófolyamatokhoz, például szintetikus gyanták előállításához egy veszélyes területen.

Mint mindegyik indukciós fűtőedény az egyes ügyfelek egyedi igényeihez és igényeihez igazodva különféle méreteket kínálunk, eltérő melegítési sebességgel. Mérnökeink sok éves tapasztalattal rendelkeznek az egyedi kivitelű indukciós fűtési rendszerek kifejlesztésében, széles körű alkalmazásokhoz és iparágak széles köréhez. A fűtőberendezéseket úgy tervezték, hogy megfeleljenek a folyamat pontos követelményeinek, és úgy vannak kialakítva, hogy akár munkáinkban, akár a helyszínen gyorsan felszerelhetők legyenek az edényre.

EGYEDI ELŐNYÖK

• Nincs fizikai érintkezés az indukciós tekercs és az edény fűtött fala között.
• Gyors be- és kikapcsolás. Nincs termikus tehetetlenség.
• Alacsony hőveszteség
• Precíziós termék- és érfal hőmérséklet-szabályozás túlzott hajtás nélkül.
• Nagy energiabevitel. Ideális automatikus vagy mikroprocesszoros vezérléshez
• Biztonsági veszélyhelyzet vagy szokásos ipari üzem hálózati feszültség mellett.
• Szennyezésmentes, egyenletes melegítés nagy hatásfokkal.
• Alacsony üzemeltetési költségek.
• Alacsony vagy magas hőmérsékletű munka.
• Egyszerű és rugalmas működtetés.
• Minimális karbantartás.
• Állandó termékminőség.
• Az edényen található fűtőberendezés minimális alapterület-igényt teremt.

Indukciós fűtőtekercsek rendelkezésre állnak a jelenlegi használatban lévő legtöbb formájú és alakú fémtartályokhoz és tartályokhoz. Néhány centimétertől több méter átmérőig vagy hosszúságig terjed. Enyhe acél, plattírozott enyhe acél, szilárd rozsdamentes acél vagy színesfém edények mindegyike sikeresen felmelegíthető. Általában legalább 6 mm falvastagság ajánlott.

Az egység névleges kialakítása 1KW és 1500KW között mozog. Indukciós fűtési rendszereknél nincs korlátozás a teljesítménysűrűség bemenetére. Minden létező korlátozást a termék maximális hőelnyelő képessége, eljárása vagy az érfal anyag kohászati ​​jellemzői szabnak meg.

Az indukciós fűtés megtestesíti a villamos energia minden kényelmét, amelyet közvetlenül a folyamatba visznek, és hővé alakítják át pontosan ott, ahol arra szükség van. Mivel a hevítés közvetlenül az edény falában történik, érintkezve a termékkel, és a hőveszteség rendkívül alacsony, a rendszer nagyon hatékony (akár 90%).

Az indukciós fűtés nagyon sok olyan előnyt kínál, amelyek más módon nem érhetők el, és javítja az üzemi termelés hatékonyságát és jobb működési feltételeket, mivel nincs jelentős hőemisszió a környezetbe.

Az indukciós folyamatfűtést használó tipikus iparágak:

• Reaktorok és vízforralók
• Ragasztó és speciális bevonatok
• Vegyszer, gáz és olaj
• Élelmiszer feldolgozás
• Kohászati ​​és fémmegmunkálás

• Hegesztés előmelegítése
• Bevonat
• Penészfűtés
• Felszerelés és szétszerelés
• Hőszerelés
• Élelmiszer szárítás
• Csővezeték folyadékfűtés
• Tartály- és edényfűtés és szigetelés

A HLQ indukciós soros fűtőberendezés az alábbi alkalmazásokhoz használható:

• Levegő- és gázfűtés vegyi- és élelmiszer-feldolgozáshoz
• Forró olajfűtés technológiai és étkezési olajokhoz
• Párologtatás és túlhevítés: Azonnali gőzemelkedés, alacsony és magas hőmérséklet / nyomás (akár 800ºC 100 bar-nál)

Korábbi edény- és folyamatos melegítő projektek a következőket tartalmazzák:

Reaktorok és vízforralók, autoklávok, technológiai edények, tároló és ülepítő tartályok, fürdők, tartályok és gáztartályok, nyomástartó edények, párologtatók és túlhevítők, hőcserélők, forgódobok, csövek, kettős üzemanyaggal fűtött edények

Az előző In-Line Heater projekt a következőket tartalmazta:

Nagynyomású, túlfűtött gőzmelegítők, regeneratív légfűtők, kenőolaj-melegítők, étolaj- és étolaj-melegítők, gázmelegítők, köztük nitrogén, nitrogén argon és katalitikus dús gáz (CRG) fűtők.

Az indukciós fűtés nem érintkezési módszer az elektromosan vezető anyagok szelektív melegítésére oly módon, hogy váltakozó mágneses mezőt alkalmazva örvényáramként ismert elektromos áramot indukálunk az anyagban, amely szuszceptorként ismert, és ezáltal a szuszceptort melegíti. Az indukciós fűtést évek óta használják a kohászati ​​iparban fémek fűtésére, például olvasztásra, finomításra, hőkezelésre, hegesztésre és forrasztásra. Az indukciós fűtést a frekvenciák széles skáláján gyakorolják, a váltakozó áramú hálózati frekvenciáktól kezdve az 50 Hz-től egészen a több tíz MHz-es frekvenciákig.

Adott indukciós frekvencián az indukciós tér fűtési hatékonysága növekszik, ha egy objektumban hosszabb vezetési út van. A nagy szilárd munkadarabokat alacsonyabb frekvenciákkal lehet melegíteni, míg a kis tárgyaknál magasabb frekvenciákra van szükség. Egy adott méretű objektum melegítéséhez a túl alacsony frekvencia nem hatékony fűtést eredményez, mivel az indukciós mező energiája nem generálja a tárgyban az örvényáramok kívánt intenzitását. A túl nagy frekvencia viszont nem egyenletes melegítést okoz, mivel az indukciós mező energiája nem hatol be a tárgyba, és az örvényáramokat csak a felszínen vagy annak közelében indukálják. A gázáteresztő fémszerkezetek indukciós fűtése azonban a technika állása szerint nem ismert.

A gázfázisú katalitikus reakciók korábbi eljárásai megkövetelik, hogy a katalizátor nagy felülettel rendelkezzen annak érdekében, hogy a reaktáns gázmolekulák maximálisan érintkezzenek a katalizátor felületével. A technika állása szerinti eljárások jellemzően vagy porózus katalizátor anyagot, vagy sok kis, megfelelő hordozójú katalitikus részecskét használnak a kívánt felület eléréséhez. Ezek a technika állása szerinti eljárások a vezetőképességen, a sugárzáson vagy a konvekción alapulnak a katalizátor szükséges hőjének biztosításához. A kémiai reakció jó szelektivitásának elérése érdekében a reagensek minden részének egyenletes hőmérsékletet és katalitikus környezetet kell tapasztalnia. Az endoterm reakcióhoz tehát a hőátadás sebességének a lehető legegyenletesebbnek kell lennie a katalitikus ágy teljes térfogatában. Mind a vezetés, mind a konvekció, mind a sugárzás természetüknél fogva korlátozott abban a képességben, hogy biztosítsák a hőmennyiség szükséges sebességét és egységességét.

A 2210286 számú szabadalmi leírás (GB '286), amely a technika állására jellemző, azt tanítja, hogy olyan kis katalizátor részecskéket kell felszerelni, amelyek nem elektromosan vezetők egy fémtartóra, vagy adalékolni a katalizátort elektromosan vezetővé tenni. A fémes hordozót vagy az adalékanyagot indukciós melegítéssel hajtják végre, amely viszont felmelegíti a katalizátort. Ez a szabadalom egy ferromágneses mag használatát tanítja, amely központosan halad át a katalizátorágyon. A ferromágneses mag előnyös anyaga a szilícium-vas. Noha 600 ° C-ig terjedő reakciók esetén hasznos, a 2210286 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás berendezése magasabb hőmérsékleteken súlyos korlátozásoktól szenved. A ferromágneses mag mágneses permeabilitása magasabb hőmérsékleten jelentősen leromlik. Erickson, CJ, “Handbook of Heating for Industry”, 84–85. O., A vas mágneses permeabilitása 600 C-on kezd lebomlani, és gyakorlatilag 750 C-ra csökken. Mivel a GB '286 elrendezésében a mágneses a katalizátorágy mezője a ferromágneses mag mágneses permeabilitásától függ, egy ilyen elrendezés nem képes hatékonyan felmelegíteni a katalizátort 750 C-ot meghaladó hőmérsékletre, nem is beszélve a HCN előállításához szükséges 1000 C-nál nagyobb hőmérsékletről.

A 2210286 számú szabadalmi leírás szerinti készülék kémiailag alkalmatlan a HCN előállítására is. A HCN-t ammónia és szénhidrogéngáz reagáltatásával állítják elő. Ismeretes, hogy a vas magas hőmérsékleten az ammónia bomlását okozza. Úgy gondolják, hogy a ferromágneses magban és a GB '286 reaktorkamrában lévő katalizátor hordozóban lévő vas az ammónia bomlását okozza, és inkább gátolja, mint elősegíti az ammónia kívánt reakcióját egy szénhidrogénnel HCN képződéséhez.

A hidrogén-cianid (HCN) fontos vegyi anyag, amelyet a vegyiparban és a bányaiparban számos felhasználási területet alkalmaznak. Például a HCN nyersanyag adiponitril, aceton-cianohidrin, nátrium-cianid előállításához, valamint köztitermékek a peszticidek, mezőgazdasági termékek, kelátképző anyagok és állati takarmányok gyártásához. A HCN egy nagyon mérgező folyadék, amely 26 ° C-on forr, és mint ilyen, szigorú csomagolási és szállítási előírásoknak van alávetve. Bizonyos alkalmazásokban HCN-re van szükség távoli helyeken, távol a nagyméretű HCN-gyártóktól. A HCN ilyen helyekre történő szállítása komoly veszélyekkel jár. A HCN előállítása olyan helyeken, ahol használni fogják, elkerülhetné a szállítás, tárolás és kezelés során felmerülő veszélyeket. A HCN kis mennyiségű, helyszíni előállítása, a technika állása szerinti eljárások alkalmazásával, gazdaságilag nem lenne megvalósítható. A HCN kicsi, valamint nagyméretű, helyszíni előállítása azonban technikailag és gazdaságilag megvalósítható a jelen találmány szerinti eljárások és berendezések alkalmazásával.

HCN előállítható, ha a hidrogént, nitrogént és szenet tartalmazó vegyületeket magas hőmérsékleten, katalizátorral vagy anélkül hozzák össze. Például a HCN-t általában ammónia és szénhidrogén reakciójával állítják elő, amely reakció rendkívül endoterm. A HCN előállításának három kereskedelmi folyamata a Blausaure aus Methan und Ammoniak (BMA), az Andrussow és a Shawinigan folyamat. Ezeket a folyamatokat meg lehet különböztetni a hőtermelés és -átadás módszerével, valamint azzal, hogy katalizátort alkalmazunk-e.

Az Andrussow-folyamat a szénhidrogéngáz és az oxigén elégetésével keletkező hőt használja fel a reaktor térfogatában a reakcióhő biztosításához. A BMA-eljárás egy külső égési folyamat által termelt hőt használja fel a reaktor falainak külső felületének felmelegítésére, ami viszont felmelegíti a reaktor falainak belső felületét, és így biztosítja a reakcióhőt. A Shawinigan-eljárás egy fluid ágyban elektródákon átáramló elektromos áramot alkalmaz a reakcióhő biztosítására.

Az Andrussow-folyamatban földgáz (magas metántartalmú szénhidrogén gázelegy), ammónia és oxigén vagy levegő keverékét reagáltatják platina katalizátor jelenlétében. A katalizátor tipikusan több platina / ródium drót gézréteget tartalmaz. Az oxigén mennyisége olyan, hogy a reagensek részleges elégetése elegendő energiát biztosít a reagensek 1000 ° C feletti üzemi hőmérsékletre történő előmelegítéséhez, valamint a HCN képződéséhez szükséges reakcióhőhöz. A reakciótermékek HCN, H2, H2O, CO, CO2 és nyomokban magasabb nitritek, amelyeket ezután el kell választani.

A BMA-eljárás során ammónia és metán keveréke áramlik a nem porózus kerámia csövekben, amelyek magas hőmérsékletű tűzálló anyagból készülnek. Minden cső belseje platina részecskékkel van bélelve vagy bevonva. A csöveket magas hőmérsékletű kemencébe helyezzük és külsőleg melegítjük. A hőt a kerámia falon keresztül a katalizátor felületére vezetik, amely a fal szerves része. A reakciót általában 1300 ° C-on hajtjuk végre, amikor a reagensek kapcsolatba lépnek a katalizátorral. A szükséges hőáram magas a megemelkedett reakcióhőmérséklet, a nagy reakcióhő és az a tény miatt, hogy a katalizátor felületének kokszolása a reakció hőmérséklete alatt előfordulhat, ami inaktiválja a katalizátort. Mivel mindegyik cső átmérője általában körülbelül 1 hüvelyk, nagy számú csőre van szükség a gyártási követelmények teljesítéséhez. A reakciótermékek a HCN és a hidrogén.

A Shawinigan-eljárásban a propánból és ammóniából álló keverék reakciójához szükséges energiát a nem katalitikus kokszrészecskék fluid ágyába merített elektródák között áramló elektromos áram biztosítja. A katalizátor hiánya, valamint az oxigén és a levegő hiánya a Shawinigan-folyamatban azt jelenti, hogy a reakciót nagyon magas hőmérsékleten, jellemzően 1500 ° C-ot meghaladó hőmérsékleten kell lefuttatni. A magasabb hőmérsékletek még nagyobb korlátokat szabnak a építési anyagok a folyamathoz.

Noha a fentiekben ismertetett módon ismert, hogy HCN-t NH3 és szénhidrogéngáz, például CH4 vagy C3H8 reakciójával lehet előállítani Pt csoportos fémkatalizátor jelenlétében, továbbra is szükség van a az ilyen folyamatok és a kapcsolódó folyamatok a HCN-termelés gazdaságosságának javítása érdekében, különösen a kisüzemi gyártás esetében. Különösen fontos minimalizálni az energiafelhasználást és az ammónia áttörését, miközben maximalizálni kell a HCN-termelés sebességét az alkalmazott nemesfém-katalizátor mennyiségéhez képest. Ezenkívül a katalizátor nem befolyásolhatja hátrányosan a HCN termelését azáltal, hogy elősegíti a nemkívánatos reakciókat, például a kokszolást. Továbbá kívánatos javítani az ebben a folyamatban használt katalizátorok aktivitását és élettartamát. Lényeges, hogy a HCN-termelésbe történő beruházás nagy része a platina-csoport katalizátorában történik. A jelen találmány a katalizátort közvetlenül, nem pedig közvetett módon melegíti fel, mint a technika állása szerint, és ezáltal megvalósítja ezeket a deszidatákat.

Amint azt korábban tárgyaltuk, a viszonylag alacsony frekvenciájú indukciós fűtésről ismert, hogy jó egyenletességet biztosít a hőellátás magas teljesítményszinteken olyan tárgyakhoz, amelyek viszonylag hosszú elektromos vezetési utakkal rendelkeznek. Amikor a reakcióenergiát egy endoterm gázfázisú katalitikus reakcióhoz juttatjuk, a hőt közvetlenül a katalizátorba kell juttatni, minimális energiaveszteség mellett. A nagy felületű, gázáteresztő katalizátortömeg egyenletes és hatékony hőellátásának követelményei ellentétben állnak az indukciós fűtés képességeivel. A jelen találmány olyan váratlan eredményeken alapul, amelyeket egy reaktor konfigurációval értünk el, ahol a katalizátor új szerkezeti formát mutat. Ez a szerkezeti forma ötvözi az alábbiak jellemzőit: 1) egy hatékony hosszú elektromos vezetési út hossza, amely megkönnyíti a katalizátor hatékony közvetlen indukciós melegítését egyenletes módon, és 2) egy nagy felületű katalizátor; ezek a tulajdonságok együttműködnek az endoterm kémiai reakciók elősegítésében. A reakciótérben a teljes vashiány megkönnyíti a HCN termelését NH3 és szénhidrogéngáz reakciójával.