Indukcijas reaktora apkure
Apraksts
Indukcijas reaktora apkure - ķīmisko trauku apkure
Indukcijas apkure iemieso visas elektroenerģijas ērtības, kas tieši novirzītas procesam un pārveidotas par siltumu tieši tur, kur tas nepieciešams. To var veiksmīgi pielietot praktiski jebkurai trauku vai cauruļu sistēmai, kurai nepieciešams siltuma avots.
Indukcija piedāvā daudzas priekšrocības, kuras nav iespējams iegūt ar citiem līdzekļiem, kā arī uzlabo augu ražošanas efektivitāti un labākus darbības apstākļus, jo apkārtnē nav būtiskas siltuma emisijas. Sistēma ir īpaši piemērota ciešas kontroles reakcijas procesiem, piemēram, sintētisko sveķu ražošanai bīstamības zonā.
Kā katrs indukcijas sildīšanas trauks ir pielāgots katra klienta īpašajām vajadzībām un prasībām, mēs piedāvājam dažādus izmērus ar atšķirīgu uzsildīšanas ātrumu. Mūsu inženieriem ir bijusi daudzu gadu pieredze pielāgotu izstrādājumu attīstīšanā indukcijas apkures sistēmas plaša pielietojuma klāstam visdažādākajās nozarēs. Sildītāji ir izstrādāti tā, lai tie atbilstu precīzām procesa prasībām, un ir konstruēti, lai tos ātri uzstādītu uz kuģa mūsu darbos vai uz vietas.
UNIKĀLĀS PRIEKŠROCĪBAS
• Nav fiziska kontakta starp indukcijas spoli un uzkarsēto trauka sienu.
• ātra ieslēgšana un izslēgšana. Nav siltuma inerces.
• Zemi siltuma zudumi
• Precīza produkta un trauka sienas temperatūras kontrole bez pāršaušanas.
• Augsts enerģijas patēriņš. Ideāli piemērots automātiskai vai mikroprocesoru kontrolei
• Droša bīstamības zona vai standarta rūpnieciska darbība pie tīkla sprieguma.
• Bez piesārņojuma vienmērīga apkure ar augstu efektivitāti.
• Zemas ekspluatācijas izmaksas.
• Darbs zemā vai augstā temperatūrā.
• Vienkārša un elastīga darbība.
• Minimāla apkope.
• konsekventa produkta kvalitāte.
• Uz kuģa iebūvēts sildītājs, kas prasa minimālu grīdas platību.
Indukcijas sildīšanas spoles konstrukcijas ir pieejami, lai pielāgotos metāla traukiem un tvertnēm ar lielāko daļu formu un formu pašreizējā lietošanā. Sākot no dažiem centrmetriem līdz vairāku metru diametram vai garumam. Vieglu tēraudu, plaķētu maigu tēraudu, cietu nerūsējošo tēraudu vai krāsainos traukus var veiksmīgi sildīt. Parasti minimālais sienas biezums ir 6 mm.
Vienības vērtējuma dizains svārstās no 1KW līdz 1500KW. Ar indukcijas apkures sistēmām jaudas blīvuma ievadei nav ierobežojumu. Jebkurus ierobežojumus nosaka produkta maksimālā siltuma absorbcijas spēja, process vai trauka sienas materiāla metalurģiskās īpašības.
Indukcijas apkure iemieso visas elektroenerģijas ērtības, kas tieši novirzītas procesam un pārveidotas par siltumu tieši tur, kur tas nepieciešams. Tā kā apkure notiek tieši trauka sienā, saskaroties ar produktu, un siltuma zudumi ir ārkārtīgi mazi, sistēma ir ļoti efektīva (līdz 90%).
Indukcijas apkure piedāvā ļoti daudzas priekšrocības, kuras nav iespējams iegūt ar citiem līdzekļiem, kā arī uzlabo augu ražošanas efektivitāti un labākus ekspluatācijas apstākļus, jo apkārtējā vidē nav būtiskas siltuma emisijas.
Tipiskas nozares, kurās tiek izmantota indukcijas procesa apkure:
• Reaktori un tējkannas
• Līmējošie un speciālie pārklājumi
• Ķimikālijas, gāze un nafta
• Ēdiena pārstrāde
• Metalurģiskā un metāla apdare
• Metināšanas priekšsildīšana
• Pārklājums
• Pelējuma sildīšana
• Uzstādīšana un neuzstādīšana
• Termiskā montāža
• Pārtikas žāvēšana
• Cauruļvadu šķidruma sildīšana
• Tvertņu un trauku apkure un izolācija
HLQ indukcijas līnijas sildītāju var izmantot šādās lietojumprogrammās:
• Gaisa un gāzes apkure ķīmijas un pārtikas pārstrādei
• Karstas eļļas apkure procesa un pārtikas eļļām
• Tvaicēšana un pārkarsēšana: tūlītēja tvaika paaugstināšana, zema un augsta temperatūra / spiediens (līdz 800ºC pie 100 bar)
Iepriekšējie kuģu un nepārtrauktā sildītāja projekti ietver:
Reaktori un tējkannas, autoklāvi, tehnoloģiskie trauki, uzglabāšanas un nosēdināšanas tvertnes, vannas, tvertnes un negāzētie katli, spiedtvertnes, iztvaicētāji un pārkarsētāji, siltummaini, rotācijas bungas, caurules, dubultās degvielas tvertnes
Iepriekšējais līnijas sildītāja projekts ietver:
Augstspiediena īpaši apsildāmi tvaika sildītāji, reģeneratīvie gaisa sildītāji, eļļošanas eļļas sildītāji, pārtikas eļļas un pārtikas eļļas sildītāji, gāzes sildītāji, ieskaitot slāpekļa, slāpekļa argona un katalītiski bagātinātās gāzes (CRG) sildītājus.
Indukcijas apkure ir bezkontakta metode elektriski vadošu materiālu selektīvai sildīšanai, izmantojot mainīgu magnētisko lauku, lai materiālā, kas pazīstams kā susceptors, inducētu elektrisko strāvu, kas pazīstama kā virpuļstrāva, tādējādi sildot susceptoru. Indukcijas apkure metalurģiskajā rūpniecībā jau daudzus gadus tiek izmantota metālu sildīšanai, piemēram, kausēšanai, rafinēšanai, termiskai apstrādei, metināšanai un lodēšanai. Indukcijas sildīšana tiek veikta plašā frekvenču diapazonā, sākot no maiņstrāvas elektrolīnijas frekvencēm līdz pat 50 Hz līdz pat desmitiem MHz frekvencēm.
Pie noteikta indukcijas frekvences indukcijas lauka sildīšanas efektivitāte palielinās, ja objektā ir garāks vadīšanas ceļš. Lielus cietos sagataves var sildīt ar zemākām frekvencēm, savukārt maziem priekšmetiem vajadzīgas augstākas frekvences. Lai noteiktu izmēru objekts tiktu uzkarsēts, pārāk zema frekvence nodrošina neefektīvu apkuri, jo enerģija indukcijas laukā nerada vēlamo virpuļstrāvu intensitāti objektā. Pārāk augsta frekvence savukārt izraisa nevienmērīgu sasilšanu, jo enerģija indukcijas laukā neiekļūst objektā un virpuļstrāvas tiek inducētas tikai pie virsmas vai tās tuvumā. Tomēr gāzu caurlaidīgo metāla konstrukciju indukcijas sildīšana tehnikas līmenī nav zināma.
Gāzes fāzes katalītisko reakciju tehnoloģija prasa, lai katalizatoram būtu liels virsmas laukums, lai reaģējošās gāzes molekulas maksimāli saskartos ar katalizatora virsmu. Lai sasniegtu vajadzīgo virsmu, iepriekš zināmos procesos parasti izmanto vai nu porainu katalizatora materiālu, vai arī daudzas mazas, atbilstoši atbalstītas katalītiskās daļiņas. Šie tehnoloģiskie procesi ir balstīti uz vadīšanu, starojumu vai konvekciju, lai nodrošinātu nepieciešamo siltumu katalizatoram. Lai panāktu labu ķīmiskās reakcijas selektivitāti, visām reaģentu daļām jābūt vienādai temperatūrai un katalītiskajai videi. Lai veiktu endotermisku reakciju, siltuma padeves ātrumam jābūt pēc iespējas vienādam visā katalītiskā slāņa tilpumā. Gan vadīšana, gan konvekcija, kā arī starojums pēc būtības ir ierobežotas, lai nodrošinātu nepieciešamo siltuma padeves ātrumu un vienmērīgumu.
GB patents 2210286 (GB '286), kas raksturīgs iepriekšējai tehnoloģijai, māca mazas katalizatora daļiņas, kas nav elektrovadītspējas, uzstādīt uz metāla balsta vai leģēt katalizatoru, lai padarītu to elektriski vadošu. Metāla balsts vai dopinga materiāls tiek indukcijas sildīts un savukārt uzsilda katalizatoru. Šis patents māca izmantot feromagnētisko kodolu, kas centrāli iet caur katalizatora gultni. Vēlamais feromagnētiskā kodola materiāls ir silīcija dzelzs. Lai gan tas ir noderīgs reakcijām līdz aptuveni 600 grādiem C., GB patenta 2210286 aparāts cieš no nopietniem ierobežojumiem augstākā temperatūrā. Feromagnētiskā kodola magnētiskā caurlaidība augstākā temperatūrā ievērojami pasliktinātos. Saskaņā ar Ēriksona (CJ) “Rūpniecības apkures rokasgrāmata” 84. – 85. Lpp. Dzelzs magnētiskā caurlaidība sāk degradēties 600 C temperatūrā un faktiski izzūd par 750 C. Tā kā GB '286 izkārtojumā magnētiskā lauks katalizatora slānī ir atkarīgs no feromagnētiskā kodola magnētiskās caurlaidības, šāds izkārtojums efektīvi nesasildītu katalizatoru līdz temperatūrai, kas pārsniedz 750 C, nemaz nerunājot par HCN ražošanai nepieciešamo lielāku par 1000 C.
Arī GB patenta 2210286 aparāts tiek uzskatīts par ķīmiski nepiemērotu HCN ražošanai. HCN ražo, reaģējot amonjaku un ogļūdeņraža gāzi. Ir zināms, ka dzelzs paaugstinātā temperatūrā izraisa amonjaka sadalīšanos. Tiek uzskatīts, ka dzelzs, kas atrodas feromagnētiskajā kodolā un katalizatora nesējā reakcijas kamerā GB '286, izraisītu amonjaka sadalīšanos un drīzāk kavētu, nevis veicinātu vēlamo amonjaka reakciju ar ogļūdeņražu, veidojot HCN.
Cianūdeņradis (HCN) ir svarīga ķīmiska viela, ko daudzkārt izmanto ķīmijas un ieguves rūpniecībā. Piemēram, HCN ir izejviela adiponitrila, acetona ciānhidrīna, nātrija cianīda un starpproduktu ražošanai pesticīdu, lauksaimniecības produktu, helātu veidojošo līdzekļu un dzīvnieku barības ražošanā. HCN ir ļoti toksisks šķidrums, kas vārās 26 ° C temperatūrā, un uz to attiecas stingri iepakošanas un transportēšanas noteikumi. Dažās lietojumprogrammās HCN ir nepieciešams attālinātās vietās, kas atrodas tālu no liela mēroga HCN ražošanas iekārtām. HCN nosūtīšana uz šādām vietām ir saistīta ar lielām briesmām. HCN ražošana vietās, kur to paredzēts izmantot, ļautu izvairīties no apdraudējumiem, kas rodas tā transportēšanas, uzglabāšanas un apstrādes laikā. Neliela apjoma HCN ražošana uz vietas, izmantojot iepriekš zināmus procesus, nebūtu ekonomiski iespējama. Tomēr neliela apjoma, kā arī liela mēroga HCN ražošana uz vietas ir tehniski un ekonomiski iespējama, izmantojot šī izgudrojuma procesus un aparātus.
HCN var iegūt, savienojot ūdeņradi, slāpekli un oglekli savienojumus augstā temperatūrā kopā ar katalizatoru vai bez tā. Piemēram, HCN parasti iegūst amonjaka un ogļūdeņraža reakcijā, kas ir ļoti endotermiska reakcija. Trīs komerciālie procesi HCN pagatavošanai ir Blausaure aus Methan und Ammoniak (BMA), Andrussow un Shawinigan procesi. Šos procesus var atšķirt pēc siltuma ražošanas un pārneses metodes un pēc tā, vai tiek izmantots katalizators.
Andruso process izmanto siltumu, kas rodas, sadedzinot ogļūdeņraža gāzi un skābekli reaktora tilpumā, lai nodrošinātu reakcijas siltumu. BMA process izmanto siltumu, ko rada ārējs sadegšanas process, lai sildītu reaktora sienu ārējo virsmu, kas savukārt silda reaktora sienu iekšējo virsmu un tādējādi nodrošina reakcijas siltumu. Shawinigan process izmanto elektrisko strāvu, kas plūst caur elektrodiem plūstošajā slānī, lai nodrošinātu reakcijas siltumu.
Andrusovas procesā platīna katalizatora klātbūtnē reaģē dabasgāzes (ogļūdeņražu gāzes maisījums ar augstu metāna saturu), amonjaka un skābekļa vai gaisa maisījumu. Katalizators parasti sastāv no vairākiem platīna / rodija stieples marles slāņiem. Skābekļa daudzums ir tāds, ka reaģentu daļēja sadedzināšana nodrošina pietiekamu enerģiju reaktantu iepriekšējai uzsildīšanai līdz darba temperatūrai, kas pārsniedz 1000 ° C., kā arī nepieciešamo reakcijas siltumu HCN veidošanai. Reakcijas produkti ir HCN, H2, H2O, CO, CO2 un augstāku nitrītu neliels daudzums, kas pēc tam jāatdala.
BMA procesā amonjaka un metāna maisījums plūst neporainās keramikas caurulēs, kas izgatavotas no augstas temperatūras ugunsizturīga materiāla. Katras caurules iekšpuse ir izklāta vai pārklāta ar platīna daļiņām. Caurules ievieto augstas temperatūras krāsnī un ārēji silda. Caur keramikas sienu siltums tiek novadīts uz katalizatora virsmu, kas ir neatņemama sienas sastāvdaļa. Reakciju parasti veic 1300 ° C temperatūrā, reaģentiem nonākot saskarē ar katalizatoru. Nepieciešamā siltuma plūsma ir augsta, pateicoties paaugstinātai reakcijas temperatūrai, lielam reakcijas siltumam un faktam, ka zem reakcijas temperatūras var notikt katalizatora virsmas koksa, kas deaktivizē katalizatoru. Tā kā katras caurules diametrs parasti ir aptuveni 1 collas, ražošanas prasību izpildei ir nepieciešams liels skaits cauruļu. Reakcijas produkti ir HCN un ūdeņradis.
Šaviniganas procesā enerģiju, kas nepieciešama propāna un amonjaka maisījuma reakcijai, nodrošina elektriskā strāva, kas plūst starp elektrodiem, kas iegremdēti nekatalītisko koksa daļiņu plūstošajā slānī. Katalizatora trūkums, kā arī skābekļa vai gaisa trūkums Šaviniganas procesā nozīmē, ka reakcija jāveic ļoti augstā temperatūrā, parasti virs 1500 grādiem C. Nepieciešamā augstākā temperatūra rada vēl lielākus ierobežojumus celtniecības materiāli procesam.
Lai gan, kā atklāts iepriekš, ir zināms, ka HCN var iegūt, reaģējot ar NH3 un ogļūdeņraža gāzi, piemēram, CH4 vai C3H8, Pt grupas metāla katalizatora klātbūtnē, joprojām ir jāuzlabo šādus procesus un ar tiem saistītos procesus, lai uzlabotu HCN ražošanas ekonomiku, īpaši maza apjoma ražošanai. Īpaši svarīgi ir samazināt enerģijas patēriņu un amonjaka izrāvienu, vienlaikus palielinot HCN ražošanas ātrumu salīdzinājumā ar izmantoto dārgmetālu katalizatora daudzumu. Turklāt katalizatoram nevajadzētu kaitēt HCN ražošanai, veicinot nevēlamas reakcijas, piemēram, koksu. Turklāt ir vēlams uzlabot šajā procesā izmantoto katalizatoru aktivitāti un kalpošanas laiku. Zīmīgi, ka liela daļa investīciju HCN ražošanā ir platīna grupas katalizatorā. Šis izgudrojums katalizatoru silda tieši, nevis netieši, kā tas ir iepriekšējā tehnikā, un tādējādi iegūst šos desideratus.
Kā iepriekš tika apspriests, ir zināms, ka relatīvi zemas frekvences indukcijas sildīšana nodrošina labu siltuma padeves vienmērīgumu pie lieliem jaudas līmeņiem objektiem, kuriem ir samērā gari elektriskās vadīšanas ceļi. Nodrošinot reakcijas enerģiju endotermiskās gāzes fāzes katalītiskajai reakcijai, siltums ir tieši jānogādā katalizatorā ar minimāliem enerģijas zudumiem. Šķiet, ka prasības par vienmērīgu un efektīvu siltuma padevi uz lielu virsmu un gāzi caurlaidīgu katalizatora masu ir pretrunā ar indukcijas sildīšanas iespējām. Šis izgudrojums ir balstīts uz negaidītiem rezultātiem, kas iegūti ar reaktora konfigurāciju, kur katalizatoram ir jauna strukturālā forma. Šī strukturālā forma apvieno: 1) efektīvi garu elektrovadīšanas ceļa garumu, kas atvieglo efektīvu katalizatora tiešu indukcijas sildīšanu vienādā veidā, un 2) katalizatoru ar lielu virsmas laukumu; šīs funkcijas sadarbojas, lai atvieglotu endotermiskas ķīmiskās reakcijas. Pilnīgs dzelzs trūkums reakcijas kamerā atvieglo HCN ražošanu, reaģējot NH3 un ogļūdeņraža gāzi.
Indukcijas sildīšanas trauku reaktori
