گرمایش راکتور القایی
توضیحات:
گرمایش راکتور القایی-حرارت دادن عروق شیمیایی
گرمایش القایی تجسم کلیه سهولتهای الکتریکی است که مستقیماً به فرآیند برده می شوند و برای گرم شدن دقیقاً در مکان مورد نیاز تبدیل می شوند. تقریباً برای هر ظرف یا سیستم لوله ای که به منبع گرما احتیاج داشته باشد ، می تواند با موفقیت اعمال شود.
القا many مزایای زیادی دارد که از طریق دیگر غیرقابل دستیابی است و باعث بهبود کارایی تولید گیاه و شرایط عملیاتی بهتر می شود زیرا انتشار قابل توجهی از گرما به محیط اطراف وجود ندارد. این سیستم به ویژه برای فرآیندهای واکنش کنترل نزدیک مانند تولید رزین های مصنوعی در یک منطقه خطرناک مناسب است.
به عنوان هر یک ظرف گرمایش القایی نیازها و نیازهای خاص هر مشتری بصورت سفارشی وجود دارد ، ما اندازه های مختلفی را ارائه می دهیم که با نرخ گرم شدن متفاوت متفاوت هستند. مهندسان ما سالها تجربه در توسعه سفارشی ساخته شده است سیستم های گرمایش القایی برای طیف گسترده ای از برنامه ها در طیف گسترده ای از صنایع. بخاری ها متناسب با نیازهای دقیق فرآیند طراحی شده اند و برای نصب سریع روی کشتی یا در کارهای ما یا در محل ساخته می شوند.
مزایای منحصر به فرد
• عدم تماس فیزیکی بین سیم پیچ القایی و دیواره رگ گرم شده.
• راه اندازی و خاموش کردن سریع. بدون اینرسی حرارتی
• اتلاف حرارت کم
• محصول دقیق و کنترل درجه حرارت دیواره رگ بدون بیش از اندازه گیری.
• ورودی زیاد انرژی. ایده آل برای کنترل خودکار یا میکرو پردازنده
• منطقه خطر ایمن یا عملیات صنعتی استاندارد در ولتاژ خط.
• گرمایش یکنواخت بدون آلودگی در بازده بالا.
• هزینه های جاری کم.
• کار در دمای پایین یا زیاد.
• ساده و انعطاف پذیر برای کارکردن.
• حداقل نگهداری.
• کیفیت محصول سازگار.
• بخاری در مخزنی که حداقل فضای مورد نیاز کف را تولید می کند ، خودگردان است.
طرح های سیم پیچ گرمایش القایی متناسب با ظروف و مخازن فلزی با اکثر اشکال و اشکال در استفاده فعلی در دسترس هستند. از چند سانتیمتر گرفته تا چند متر قطر یا طول. ظروف فولادی ملایم ، ملایم روکش شده ، فولاد ضد زنگ جامد یا غیر آهنی می توانند با موفقیت گرم شوند. به طور کلی حداقل ضخامت دیواره 6 میلی متر توصیه می شود.
طرح های درجه بندی واحد از 1 کیلو وات تا 1500 کیلو وات است. با سیستم های گرمایش القایی محدودیتی در ورودی چگالی توان وجود ندارد. هر محدودیتی که وجود داشته باشد توسط حداکثر ظرفیت جذب حرارت محصول ، فرآیند یا مشخصات متالورژی ماده دیواره رگ اعمال می شود.
گرمایش القایی تجسم کلیه سهولتهای الکتریکی است که مستقیماً به فرآیند برده می شوند و برای گرم شدن دقیقاً در مکان مورد نیاز تبدیل می شوند. از آنجا که گرمایش مستقیماً در دیواره رگ در تماس با محصول صورت می گیرد و تلفات حرارتی بسیار کم است ، سیستم بسیار کارآمد است (تا 90٪).
گرمایش القایی مزایای زیادی دارد که از طریق دیگر غیرقابل دستیابی است و باعث بهبود کارایی تولید گیاه و شرایط کارکرد بهتر می شود زیرا هیچ انتشار قابل توجهی از گرما به اطراف وجود ندارد.
صنایع معمولی با استفاده از حرارت دادن فرآیند القایی:
• راکتورها و کتری ها
• پوشش های چسبنده و ویژه
• مواد شیمیایی ، گاز و روغن
• فرآوری مواد غذایی
• اتمام متالورژی و فلز
• جوشکاری پیش گرم
• پوشش
• گرمایش قالب
• اتصالات و اتصالات
• مونتاژ حرارتی
• خشک کردن غذا
• گرمایش مایعات خط لوله
• عایق بندی و گرمایش مخزن و شناور
چیدمان بخاری خطی القایی HLQ را می توان برای موارد استفاده استفاده کرد:
• گرمایش هوا و گاز برای فرآوری مواد شیمیایی و غذایی
• گرمایش روغن داغ روغنهای فرآوری شده و خوراکی
• بخار دادن و گرم شدن بیش از حد: بالا بردن سریع بخار ، دما / فشار کم و زیاد (تا 800 درجه سانتیگراد در 100 بار)
پروژه های قبلی شناور و بخاری مداوم شامل موارد زیر است:
راکتورها و کتری ها ، اتوکلاوها ، مخازن فرآیند ، مخازن ذخیره سازی و تهویه ، حمام ها ، گلدان های گلدان و گلدان های ساکن ، مخازن تحت فشار ، بخارپز کننده ها و سوپرهیترها ، مبدل های حرارتی ، طبل های دوار ، لوله ها ، مخازن گرم شده با دو سوخت
پروژه قبلی بخاری درون خطی شامل:
بخاری بخار فوق العاده گرم شونده با فشار بالا ، بخاری های احیا کننده هوا ، بخاری های روغن روان کننده ، بخاری های روغن خوراکی و روغن های پخت و پز ، بخاری های گازی از جمله بخاری های ازت ، نیتروژن آرگون و گاز کاتالیستی (CRG).
گرمایش القایی یک روش غیر تماسی برای گرم کردن انتخابی مواد رسانای الکتریکی با استفاده از یک میدان مغناطیسی متناوب برای القای جریان الکتریکی است که به عنوان جریان گردابی شناخته می شود ، در مواد شناخته شده به عنوان یک گیرنده ، و در نتیجه گیرنده را گرم می کند. از گرمایش القایی سالهاست که در صنعت متالورژی به منظور گرم کردن فلزات ، مانند ذوب ، تصفیه ، عملیات حرارتی ، جوشکاری و لحیم کاری استفاده می شود. گرمایش القایی در دامنه وسیعی از فرکانس ها ، از فرکانس های خط تغذیه AC تا 50 هرتز تا فرکانس های ده مگاهرتز ، انجام می شود.
در یک فرکانس القایی مشخص ، بازده گرمایی میدان القایی هنگامی که مسیر هدایت طولانی تری در یک جسم وجود دارد ، افزایش می یابد. قطعات بزرگ جامد ممکن است با فرکانس های کمتری گرم شوند ، در حالی که اجسام کوچک به فرکانس های بالاتر احتیاج دارند. برای گرم شدن یک جسم با اندازه معین ، فرکانس خیلی پایین گرمایش ناکارآمد را فراهم می کند ، زیرا انرژی موجود در میدان القایی شدت مطلوب جریان گردابی را در جسم تولید نمی کند. از طرف دیگر ، فرکانس بسیار زیاد باعث گرم شدن غیر یکنواخت می شود زیرا انرژی در میدان القایی به جسم نفوذ نمی کند و جریان های گردابی فقط در سطح یا در نزدیکی سطح القا می شوند. با این حال ، گرمای القایی سازه های فلزی نفوذپذیر در گاز در هنر قبلی شناخته شده نیست.
فرایندهای هنر پیشین برای واکنش های کاتالیزوری فاز گاز نیاز به این دارد که کاتالیزور سطح بالایی داشته باشد تا مولکول های گاز واکنش دهنده حداکثر تماس را با سطح کاتالیزور داشته باشند. فرایندهای هنر قبلی معمولاً از یک ماده کاتالیزور متخلخل یا بسیاری از ذرات کوچک کاتالیزوری استفاده می کنند که به طور مناسب پشتیبانی می شوند ، تا سطح مورد نیاز را بدست آورند. این فرایندهای هنر قبلی برای تأمین گرمای لازم به کاتالیزور به هدایت ، تابش یا همرفت متکی هستند. برای دستیابی به انتخاب پذیری مناسب واکنش شیمیایی ، همه بخشهای واکنش دهنده باید دمای یکنواخت و محیط کاتالیزوری را تجربه کنند. برای یک واکنش درون گرمایی ، بنابراین سرعت تحویل گرما باید تا حد ممکن یکنواخت در کل حجم بستر کاتالیزوری باشد. هم رسانایی ، همرفت و هم تابش ، ذاتاً در توانایی تأمین سرعت لازم و یکنواختی تحویل گرما محدود هستند.
ثبت اختراع GB 2210286 (GB '286) ، که نمونه ای از هنر قبلی است ، نصب ذرات کوچک کاتالیزور را که از نظر الکتریکی رسانا نیستند بر روی یک فلز پشتیبانی می کند یا کاتالیزور را دوپینگ می کند تا آن را رسانای الکتریکی کند. پشتیبانی فلزی یا مواد دوپینگ به صورت القایی گرم می شود و به نوبه خود کاتالیزور را گرم می کند. این حق ثبت اختراع استفاده از هسته فرومغناطیسی را می آموزد که از طریق بستر کاتالیزور عبور می کند. ماده ترجیحی هسته مغناطیسی آهن سیلیکون است. اگرچه برای واکنشهای تا حدود 600 درجه سانتیگراد مفید است ، دستگاه GB Patent 2210286 در دماهای بالاتر از محدودیت های شدیدی رنج می برد. نفوذ پذیری مغناطیسی هسته فرومغناطیسی در دماهای بالاتر به طور قابل توجهی تخریب می شود. طبق گفته اریکسون ، CJ ، "کتاب گرمایش برای صنایع" ، صص 84-85 ، نفوذ پذیری مغناطیسی آهن در 600 درجه سانتیگراد شروع به تخریب می کند و به طور موثر در 750 درجه سانتیگراد از بین می رود. از آنجا که ، در ترتیب GB '286 ، مغناطیسی میدان در بستر کاتالیزور به نفوذ پذیری مغناطیسی هسته فرومغناطیسی بستگی دارد ، چنین آرایش کاتالیزوری را به دمای بیش از 750 درجه سانتیگراد گرم نمی کند ، چه برسد به بیش از 1000 درجه سانتیگراد مورد نیاز برای تولید HCN.
دستگاه GB ثبت اختراع 2210286 همچنین از نظر شیمیایی برای تهیه HCN نامناسب است. HCN با واکنش آمونیاک و یک گاز هیدروکربن ساخته می شود. شناخته شده است که آهن باعث تجزیه آمونیاک در دمای بالا می شود. اعتقاد بر این است که آهن موجود در هسته فرومغناطیسی و در پشتیبانی کاتالیزور در محفظه واکنش GB '286 باعث تجزیه آمونیاک می شود و باعث مهار واکنش مطلوب آمونیاک با هیدروکربن می شود تا HCN ایجاد شود.
سیانید هیدروژن (HCN) ماده شیمیایی مهمی است که در صنایع شیمیایی و معدنی کاربردهای زیادی دارد. به عنوان مثال ، HCN ماده اولیه ای برای تولید آدیپونیتریل ، استون سیانوهیدرین ، سدیم سیانید و واسطه های تولید سموم دفع آفات ، محصولات کشاورزی ، مواد شیمیایی و خوراک دام است. HCN مایعی بسیار سمی است که در دمای 26 درجه سانتیگراد می جوشد و به همین ترتیب ، تحت مقررات دقیق بسته بندی و حمل و نقل است. در برخی از برنامه ها ، HCN در مکان های دور از امکانات تولید مقیاس بزرگ HCN مورد نیاز است. حمل HCN به چنین مکان هایی خطرات عمده ای را به همراه دارد. تولید HCN در مکانهایی که قرار است از آن استفاده شود ، از خطرات موجود در حمل و نقل ، ذخیره سازی و استفاده از آن جلوگیری می کند. تولید مقیاس کوچک HCN در محل ، با استفاده از فرایندهای هنر قبلی ، از نظر اقتصادی امکان پذیر نیست. با این حال ، تولید مقیاس کوچک و همچنین مقیاس بزرگ ، تولید HCN در محل با استفاده از فرایندها و دستگاه های اختراع حاضر از نظر فنی و اقتصادی امکان پذیر است.
HCN هنگامی می تواند تولید شود که ترکیبات حاوی هیدروژن ، نیتروژن و کربن در دمای بالا ، با کاتالیزور یا بدون آن ، بهم نزدیک شوند. به عنوان مثال ، HCN به طور معمول توسط واکنش آمونیاک و یک هیدروکربن ساخته می شود ، واکنشی که بسیار گرمازا است. سه فرآیند تجاری برای ساخت HCN عبارتند از: Blausaure aus Methan und Ammoniak (BMA) ، فرآیندهای Andrussow و Shawinigan. این فرایندها را می توان با استفاده از روش تولید و انتقال گرما و نیز استفاده از کاتالیزور تشخیص داد.
فرآیند آندروسو از گرمای تولید شده توسط احتراق گاز هیدروکربن و اکسیژن درون حجم راکتور برای تأمین گرمای واکنش استفاده می کند. فرایند BMA از گرمای تولید شده توسط یک فرآیند احتراق خارجی برای گرم کردن سطح خارجی دیواره های راکتور استفاده می کند ، که به نوبه خود سطح داخلی دیواره های راکتور را گرم می کند و در نتیجه گرمای واکنش را تأمین می کند. فرآیند شووینگان از یک جریان الکتریکی که از طریق الکترودها در بستر سیال جریان دارد استفاده می کند تا گرمای واکنش را تأمین کند.
در فرآیند آندروسو ، مخلوطی از گاز طبیعی (مخلوط گاز هیدروکربن سرشار از متان) ، آمونیاک و اکسیژن یا هوا در حضور کاتالیزور پلاتین واکنش نشان می دهند. کاتالیزور معمولاً شامل تعدادی لایه از گازهای مفتول پلاتین / رودیم است. مقدار اکسیژن به حدی است که احتراق جزئی واکنش دهنده ها انرژی کافی را برای پیش گرم کردن واکنش دهنده ها در دمای عملیاتی بیش از 1000 درجه سانتیگراد و همچنین گرمای واکنش مورد نیاز برای تشکیل HCN فراهم می کنند. محصولات واکنش HCN ، H2 ، H2O ، CO ، CO2 و مقادیر کمی از نیتریت های بالاتر است که سپس باید از هم جدا شوند.
در فرآیند BMA ، مخلوطی از آمونیاک و متان در داخل لوله های سرامیکی غیر متخلخل ساخته شده از مواد نسوز دمای بالا جریان می یابد. قسمت داخلی هر لوله با ذرات پلاتین پوشانده شده یا پوشانده شده است. لوله ها در کوره با درجه حرارت بالا قرار می گیرند و از خارج گرم می شوند. گرما از طریق دیواره سرامیک به سطح کاتالیزور منتقل می شود ، که بخشی جدایی ناپذیر از دیواره است. این واکنش معمولاً در دمای 1300 درجه سانتیگراد انجام می شود زیرا واکنش دهنده ها با کاتالیزور تماس می گیرند. شار حرارتی مورد نیاز به دلیل بالا رفتن دمای واکنش ، گرمای زیاد واکنش و این واقعیت است که کک شدن سطح کاتالیزور می تواند در زیر دمای واکنش رخ دهد ، که کاتالیزور را غیرفعال می کند. از آنجا که قطر هر لوله به طور معمول حدود 1 است ، تعداد زیادی لوله برای تأمین نیازهای تولید مورد نیاز است. محصولات واکنش HCN و هیدروژن هستند.
در فرآیند شووینگان ، انرژی مورد نیاز برای واکنش مخلوطی متشکل از پروپان و آمونیاک توسط جریان الکتریکی جریان یافته بین الکترودهای غوطه ور در بستر سیال از ذرات کک غیر کاتالیزوری تأمین می شود. عدم وجود کاتالیزور و همچنین عدم اکسیژن یا هوا در فرآیند شووینگان به این معنی است که واکنش باید در دمای بسیار بالا ، معمولاً بیش از 1500 درجه سانتیگراد ، انجام شود. دمای بالاتر نیاز به ایجاد محدودیت بیشتر در این زمینه دارد مواد ساختمانی برای فرآیند.
در حالی که ، همانطور که در بالا مشخص شد ، مشخص شده است که HCN می تواند با واکنش NH3 و یک گاز هیدروکربن ، مانند CH4 یا C3H8 ، در حضور یک کاتالیزور فلزی از گروه Pt تولید شود ، هنوز نیاز به بهبود کارایی این فرآیندها و فرآیندهای مرتبط ، به منظور بهبود اقتصاد تولید HCN ، به ویژه برای تولید در مقیاس کوچک. به ویژه به حداکثر رساندن میزان تولید HCN در مقایسه با مقدار کاتالیزور فلزات گرانبها ، به حداقل رساندن مصرف انرژی و موفقیت آمونیاک بسیار مهم است. علاوه بر این ، کاتالیزور نباید با ایجاد واکنش های نامطلوب مانند کک سازی ، بر تولید HCN تأثیر منفی بگذارد. علاوه بر این ، بهبود فعالیت و عمر کاتالیزورهای مورد استفاده در این فرآیند مورد نظر است. به طور قابل توجهی ، بخش عمده ای از سرمایه گذاری در تولید HCN در کاتالیزور گروه پلاتین است. اختراع حاضر به جای اینکه به طور غیرمستقیم مانند هنر قبلی باشد ، مستقیماً کاتالیزور را گرم می کند و بنابراین این خواسته ها را انجام می دهد.
همانطور که قبلاً بحث شد ، گرمایش القایی با فرکانس نسبتاً کم شناخته شده است که یکنواختی خوبی را برای انتقال گرما در سطوح قدرت بالا به اشیایی که دارای مسیرهای هدایت الکتریکی نسبتاً طولانی هستند ، ارائه می دهد. هنگام تأمین انرژی واکنش به یک واکنش کاتالیزوری فاز گاز گرمازا ، گرما باید مستقیماً با حداقل اتلاف انرژی به کاتالیزور تحویل داده شود. به نظر می رسد که الزامات تحویل گرم و یکنواخت و کارآمد به یک توده کاتالیزور نفوذپذیر در سطح بالا با قابلیت های گرمایش القایی مغایرت داشته باشد. اختراع حاضر بر اساس نتایج غیرمنتظره به دست آمده با یک پیکربندی راکتور است که در آن کاتالیزور یک فرم ساختاری جدید دارد. این فرم ساختاری ترکیبی از ویژگی های: 1) طول مسیر هدایت الکتریکی موثر است که باعث گرم شدن القایی مستقیم کاتالیزور به روشی یکنواخت می شود و 2) کاتالیزوری با سطح بالا. این ویژگی ها برای تسهیل واکنش های شیمیایی گرمازا همکاری می کنند. کمبود کامل آهن در محفظه واکنش تولید HCN را با واکنش NH3 و یک گاز هیدروکربن تسهیل می کند.
