Induksie-reaksies vir verhitting van vate

Beskrywing

Induksieverwarmingsreaktors tenkvate

Ons het meer as 20 jaar ondervinding in induksie verwarming en het vaartuig- en pypverhittingstelsels ontwikkel, ontwerp, vervaardig, geïnstalleer en in gebruik geneem in baie lande regoor die wêreld.

Omdat die verwarmingstelsel van nature eenvoudig en baie betroubaar is, moet die opsie van verwarming deur induksie as die voorkeuropsie beskou word.

Induksieverwarming bevat al die gemak van elektrisiteit wat direk na die proses geneem word en omskep word tot presies waar dit benodig word. Dit kan suksesvol toegepas word op feitlik elke vaartuig of pypstelsel wat 'n hittebron benodig.

Induksie bied baie voordele wat op ander maniere nie verkrygbaar is nie, en bied verbeterde plantproduksiedoeltreffendheid en beter bedryfstoestande, aangesien daar geen noemenswaardige uitstoot van hitte na die omgewing is nie. Die stelsel is veral geskik vir noukeurige reaksieprosesse, soos die vervaardiging van sintetiese harse in 'n gevaargebied.

Soos elkeen induksie verwarmingsvat volgens elke kliënt se spesifieke behoeftes en vereistes, bied ons verskillende groottes met verskillende opwarmingsyfers. Ons ingenieurs het baie jare ondervinding in die ontwikkeling van op maat gemaakte induksieverhittingstelsels vir 'n wye verskeidenheid toepassings in 'n wye verskeidenheid bedrywe. Verwarmers is ontwerp om aan die presiese vereistes van die proses te voldoen en is ontwerp om vinnig in die vaartuig in ons werke of op die terrein te pas.

UNIEKE VOORDELE

• Geen fisiese kontak tussen induksiespoel en verhitte vaatwand nie.
• Vinnige aan- en afskakel. Geen termiese traagheid nie.
• Lae hitteverlies
• Temperatuurbeheer van presisieproduk en vaatwand sonder oorskiet.
• Hoë energie-insette. Ideaal vir outomatiese of mikroverwerkerbeheer
• Veilige gevare-area of ​​standaardbedryf teen linspanning.
• Besoedelingsvrye eenvormige verhitting teen hoë doeltreffendheid.
• Lae bedryfskoste.
• Lae of hoë temperatuur werk.
• Eenvoudig en buigbaar om te gebruik.
• Minimum onderhoud.
• Konsekwente kwaliteit van die produk.
• Verwarmer op sy vaartuig, wat die minimum vereiste vloeroppervlakte het.

Induksie verwarming spoel ontwerpe is beskikbaar om metaalkepe en tenks van die meeste vorms en vorms wat tans gebruik word, te pas. Dit wissel van enkele sentimeter tot 'n paar meter deursnee of lengte. Sagte staal, gevoude sagte staal, vaste vlekvrye staal of nie-ysterhoudende vate kan almal suksesvol verhit word. Oor die algemeen word 'n minimum wanddikte van 6 mm aanbeveel.

Ontwerpe van eenheidsgradering wissel van 1KW tot 1500KW. Met induksieverhittingstelsels is daar geen beperking op die invoer van kragdigtheid nie. Enige beperking wat bestaan ​​word opgelê deur die maksimum hitte-absorpsievermoë van die produk, proses of metallurgiese eienskappe van die vaatwandmateriaal.

Induksieverwarming bevat al die geriewe van elektrisiteit wat direk na die proses geneem word en presies omskep word tot hitte waar dit benodig word. Aangesien verwarming direk in die vaatwand plaasvind in kontak met die produk en die hitteverliese uiters laag is, is die stelsel baie doeltreffend (tot 90%).

Induksieverhitting bied baie voordele wat op ander maniere nie verkrygbaar is nie, en bied 'n beter doeltreffendheid in die produksie van die plant en beter bedryfsomstandighede, aangesien daar geen noemenswaardige hitte-uitstoot in die omgewing is nie.

Tipiese bedrywe wat induksieprosesverhitting gebruik:

• Reaktore en ketels
• Kleef- en spesiale bedekkings
• Chemikalieë, gas en olie
• Voedselverwerking
• Metallurgiese en metaalafwerking

• Sweis voorverhit
• Deklaag
• Skimmelverhitting
• Pas & Onpassend
• Termiese samestelling
• Voedseldroging
• Pyplynvloeistofverhitting
• Tank- en vaartuigverhitting en -isolasie

Die HLQ-induksie-in-lyn-verwarmerreëling kan gebruik word vir toepassings:

• Lug- en gasverhitting vir chemiese en voedselverwerking
• Verhitting van warm olie vir proses- en eetbare olies
• Verdamping en superverhitting: onmiddellike stoomverhoging, lae en hoë temperatuur / druk (tot 800ºC by 100 bar)

Vorige vaartuig- en deurlopende verwarmerprojekte sluit in:

Reaktore en ketels, outoklawe, prosesskepe, opberg- en neersitbakke, baddens, vaatjies en stilstaande potte, drukvate, verdampers en superverhitters, hitteruilers, roterende dromme, pype, dubbele brandstofverhitte vate

Vorige In-Line Heater-projek sluit in:

Hoogverhitte stoomverwarmers met hoë druk, regeneratiewe lugverwarmers, smeerolieverwarmers, eetbare olie- en kookolieverwarmers, gasverwarmers, insluitend stikstof, stikstofargon en katalitiese gas (CRG).

Induksie verwarming is 'n nie-kontakmetode om elektries geleidende materiale selektief te verhit deur 'n afwisselende magneetveld aan te wend om 'n elektriese stroom, bekend as 'n wervelstroom, in die materiaal, bekend as 'n susceptor, te veroorsaak, en sodoende die susceptor te verhit. Induksieverhitting word al baie jare in die metallurgiese industrie gebruik om metale te verhit, byvoorbeeld smelt, verfyning, hittebehandeling, sweis en soldeerwerk. Induksieverwarming word oor 'n wye verskeidenheid frekwensies toegepas, van wisselstroom-frekwensies tot 50 Hz tot frekwensies van tien MHz.

By 'n gegewe induksiefrekwensie verhoog die verhittingsdoeltreffendheid van die induksieveld wanneer 'n langer geleidingsbaan in 'n voorwerp voorkom. Groot vaste werkstukke kan met laer frekwensies verhit word, terwyl klein voorwerpe hoër frekwensies benodig. Vir 'n gegewe grootte voorwerp om te verhit, bied 'n te lae frekwensie ondoeltreffende verwarming, aangesien die energie in die induksieveld nie die gewenste intensiteit van wervelstrome in die voorwerp genereer nie. 'N Te hoë frekwensie veroorsaak daarenteen nie-eenvormige verhitting, aangesien die energie in die induksieveld nie in die voorwerp binnedring nie en wervelstrome slegs op of naby die oppervlak geïnduseer word. Inductieverhitting van gasdeurlatende metaalstrukture is egter nie in die stand van die tegniek bekend nie.

Bekende prosesse vir gasfase katalitiese reaksies vereis dat die katalisator 'n hoë oppervlakte het sodat die reaktante gasmolekules maksimum kontak met die katalisatoroppervlak het. Die bekende tegniese prosesse gebruik gewoonlik 'n poreuse katalisatormateriaal of baie klein katalitiese deeltjies, geskik ondersteun, om die vereiste oppervlak te bereik. Hierdie bekende prosesse is afhanklik van geleiding, bestraling of konveksie om die katalisator die nodige hitte te gee. Om goeie selektiwiteit van chemiese reaksies te bewerkstellig, moet alle gedeeltes van die reaktante eenvormige temperatuur en katalitiese omgewing ervaar. Vir 'n endotermiese reaksie moet die tempo van hitte-aflewering dus so uniform as moontlik wees oor die hele volume van die katalitiese bed. Beide geleiding en konveksie, sowel as bestraling, is inherent beperk in hul vermoë om die nodige tempo en eenvormigheid van hitte-aflewering te bied.

GB-patent 2210286 (GB '286), wat tipies is van die stand van die wetenskap, leer om klein katalisatordeeltjies wat nie elektries geleidend is op 'n metaalondersteuning te monteer of die katalisator dop te hou om dit elektries geleidend te maak nie. Die metaalondersteuning of die dopmateriaal word deur induksie verhit en verhit weer die katalisator. Hierdie patent leer die gebruik van 'n ferromagnetiese kern wat sentraal deur die katalisatorbed beweeg. Die voorkeurmateriaal vir die ferromagnetiese kern is silikonyster. Alhoewel dit nuttig is vir reaksies tot ongeveer 600 grade C, ly die apparaat van GB-patent 2210286 aan ernstige beperkings by hoër temperature. Die magnetiese deurlaatbaarheid van die ferromagnetiese kern sal aansienlik afneem by hoër temperature. Volgens Erickson, CJ, “Handbook of Heating for Industry”, pp. 84–85, begin die magnetiese deurlaatbaarheid van yster af te breek by 600 C en word dit effektief met 750 C verdwyn. In die rangskikking van GB '286 is die magnetiese veld in die katalisatorbed afhang van die magnetiese deurlaatbaarheid van die ferromagnetiese kern, so 'n opstelling sal 'n katalisator nie effektief verhit tot temperature van meer as 750 C nie, wat nog te sê die groter as 1000 C benodig vir die produksie van HCN.

Daar word geglo dat die apparaat van GB-patent 2210286 chemies nie geskik is vir die bereiding van HCN nie. HCN word vervaardig deur ammoniak en 'n koolwaterstofgas te laat reageer. Dit is bekend dat yster die ontbinding van ammoniak by verhoogde temperature veroorsaak. Daar word geglo dat die yster wat in die ferromagnetiese kern en in die katalisatorondersteuning in die reaksiekamer van GB '286 voorkom, die ontbinding van die ammoniak sou veroorsaak en die gewenste reaksie van ammoniak met 'n koolwaterstof om HCN te vorm, sou belemmer, eerder as om dit te bevorder.

Waterstofsianied (HCN) is 'n belangrike chemikalie met baie gebruike in die chemiese en mynboubedryf. HCN is byvoorbeeld 'n grondstof vir die vervaardiging van adiponitril, asetoon-cyanohydrine, natrium-sianied en tussenprodukte vir die vervaardiging van plaagdoders, landbouprodukte, chelaatvormers en veevoer. HCN is 'n baie giftige vloeistof wat by 26 grade C kook. As sodanig is dit onderworpe aan streng verpakkings- en vervoerregulasies. In sommige toepassings is HCN nodig op afgeleë plekke ver van grootskaalse HCN-vervaardigingsfasiliteite. Versending van HCN na sulke plekke hou groot gevare in. Produksie van die HCN op terreine waar dit gebruik word, sal die gevare wat met die vervoer, opberging en hantering daarvan voorkom, vermy. Kleinskaalse produksie van HCN op die perseel, met behulp van bekende prosesse, is nie ekonomies haalbaar nie. Kleinskaalse sowel as grootskaalse produksie van HCN op die perseel is egter tegnies en ekonomies uitvoerbaar met behulp van die prosesse en apparaat volgens die onderhavige uitvinding.

HCN kan geproduseer word wanneer verbindings wat waterstof, stikstof en koolstof bevat, by hoë temperature, met of sonder 'n katalisator, saamgevoeg word. HCN word byvoorbeeld gewoonlik gemaak deur die reaksie van ammoniak en 'n koolwaterstof, 'n reaksie wat hoogs endotermies is. Die drie kommersiële prosesse vir die maak van HCN is die Blausaure aus Methan und Ammoniak (BMA), die Andrussow en die Shawinigan-prosesse. Hierdie prosesse kan onderskei word deur die metode van hitte-opwekking en -oordrag, en deur die gebruik van 'n katalisator.

Die Andrussow-proses gebruik die hitte wat gegenereer word deur die verbranding van koolwaterstofgas en suurstof binne die reaktorvolume om die reaksiewarmte te lewer. Die BMA-proses gebruik die hitte wat gegenereer word deur 'n eksterne verbrandingsproses om die buitenste oppervlak van die reaktorwande te verhit, wat weer die binneste oppervlak van die reaktorwande verhit en sodoende die reaksiewarmte bied. Die Shawinigan-proses gebruik 'n elektriese stroom wat deur elektrodes in 'n wervelbed vloei om die reaksiewarmte te lewer.

In die Andrussow-proses word 'n mengsel van natuurlike gas ('n koolwaterstofgasmengsel met veel metaan), ammoniak en suurstof of lug gereageer in die teenwoordigheid van 'n platinakatalisator. Die katalisator bevat gewoonlik 'n aantal lae platina / rodiumdraadgaas. Die hoeveelheid suurstof is sodanig dat die gedeeltelike verbranding van die reaktante voldoende energie bied om die reaktante voor te verhit tot 'n werkstemperatuur van meer as 1000 ° C, sowel as die vereiste reaksiewarmte vir HCN-vorming. Die reaksieprodukte is HCN, H2, H2O, CO, CO2 en spoorhoeveelhede hoër nitriete, wat dan geskei moet word.

In die BMA-proses vloei 'n mengsel van ammoniak en metaan in nie-poreuse keramiekbuise wat van vuurvaste materiaal teen hoë temperatuur vervaardig word. Die binnekant van elke buis is gevoer of bedek met platinumdeeltjies. Die buise word in 'n hoë temperatuur oond geplaas en uitwendig verhit. Die hitte word deur die keramiekwand gelei na die katalisatoroppervlak, wat 'n integrale deel van die muur is. Die reaksie word gewoonlik by 1300 ° C uitgevoer, aangesien die reaktante met die katalisator in aanraking kom. Die benodigde hittevloei is hoog as gevolg van die verhoogde reaksietemperatuur, die groot reaksiewarmte en die feit dat koks van die katalisatoroppervlak onder die reaksietemperatuur kan voorkom, wat die katalisator deaktiveer. Aangesien elke buis gewoonlik ongeveer 1 ″ in deursnee het, is 'n groot aantal buise nodig om aan die produksievereistes te voldoen. Reaksieprodukte is HCN en waterstof.

In die Shawinigan-proses word die energie benodig vir die reaksie van 'n mengsel bestaande uit propaan en ammoniak deur 'n elektriese stroom wat vloei tussen elektrodes wat in 'n vloeibare bed van nie-katalitiese kookdeeltjies gedompel word. Die afwesigheid van 'n katalisator, sowel as die afwesigheid van suurstof of lug, in die Shawinigan-proses beteken dat die reaksie by baie hoë temperature moet plaasvind, gewoonlik meer as 1500 grade C. Die hoër benodigde temperature plaas nog groter beperkings op die konstruksiemateriaal vir die proses.

Alhoewel, soos hierbo geopenbaar, dit bekend is dat HCN geproduseer kan word deur die reaksie van NH3 en 'n koolwaterstofgas, soos CH4 of C3H8, in die teenwoordigheid van 'n Pt-groepmetaalkatalisator, is dit steeds nodig om die doeltreffendheid van sulke prosesse, en verwante prosesse, om sodoende die ekonomie van HCN-produksie te verbeter, veral vir kleinskaalse produksie. Dit is veral belangrik om die energieverbruik en die deurbraak van ammoniak tot 'n minimum te beperk, terwyl die HCN-produksietempo maksimaal is in vergelyking met die hoeveelheid edelmetaalkatalisator wat gebruik word. Daarbenewens moet die katalisator nie die produksie van HCN nadelig beïnvloed deur ongewenste reaksies soos koks te bevorder nie. Verder is dit wenslik om die aktiwiteit en lewensduur van katalisators wat in hierdie proses gebruik word, te verbeter. Dit is betekenisvol dat 'n groot deel van die investering in die produksie van HCN in die katalisator vir die platinumgroep is. Die onderhavige uitvinding verhit die katalisator direk, eerder as indirek soos in die stand van die wetenskap, en bereik dus hierdie wense.

Soos voorheen bespreek, is bekend dat relatiewe lae-frekwensie-induksieverhitting goeie eenvormigheid van hitte-aflewering by hoë kragvlakke bied aan voorwerpe wat relatief lang elektriese geleidingsbane het. Wanneer die reaksienergie aan 'n endotermiese gasfase-katalitiese reaksie voorsien word, moet die hitte direk aan die katalisator gelewer word, met die minimum energieverlies. Die vereistes van eenvormige en doeltreffende aflewering van hitte na 'n gas-deurlaatbare katalisatormassa met 'n groot oppervlak, blyk te bots met die vermoëns van induksieverwarming. Die onderhavige uitvinding is gebaseer op onverwagte resultate wat verkry is met 'n reaktorkonfigurasie waarin die katalisator 'n nuwe struktuurvorm het. Hierdie struktuurvorm kombineer die kenmerke van: 1) 'n effektiewe lang elektriese geleidingsbaanlengte, wat effektiewe direkte induksieverwarming van die katalisator op 'n eenvormige manier vergemaklik, en 2) 'n katalisator met 'n hoë oppervlakte; hierdie eienskappe werk saam om endotermiese chemiese reaksies te vergemaklik. Die algehele gebrek aan yster in die reaksiekamer vergemaklik die produksie van HCN deur die reaksie van NH3 en 'n koolwaterstofgas.

induksie verwarmingsvate reaktore