грејање хемијских реактора

Имамо преко 20 година искуства у индукција грејање и развили су, дизајнирали, произвели, инсталирали и пуштали у рад системе за грејање посуда и цеви у многим земљама широм света. Због тога што је систем грејања природно једноставан и врло поуздан, могућност грејања путем индукције треба сматрати преферираним избором. Индукционо грејање оличава све погодности електричне енергије која се узима директно у процес и трансформише да се загреје тачно тамо где је потребна. Може се успешно применити на практично било који суд или систем цеви којима је потребан извор топлоте.

Индукција нуди многе предности недоступне другим средствима и даје побољшану ефикасност биљне производње и боље услове рада, јер нема значајне емисије топлоте у околину. Систем је посебно погодан за блиске контролне процесе реакција као што је производња синтетичких смола у опасном подручју.

Као и сваки посуда за индукционо грејање је прилагођен специфичним потребама и захтевима сваког купца, нудимо различите величине са различитим брзинама загревања. Наши инжењери имају дугогодишње искуство у развоју прилагођених конструкција индукциони системи за грејање за широк спектар примена у широком спектру индустрија. Гријачи су дизајнирани да одговарају прецизним захтјевима процеса и израђени су за брзо постављање на посуду било у нашим радовима било на градилишту.

ЈЕДИНСТВЕНЕ КОРИСТИ

• Нема физичког контакта између индукционе завојнице и загрејаног зида посуде.
• Брзо покретање и гашење. Нема топлотне инерције.
• Мали губици топлоте
• Прецизна контрола температуре производа и зида посуде без прекомерног пуцања.
• Велики унос енергије. Идеално за аутоматску или микропроцесорску контролу
• Сигурна зона опасности или уобичајени индустријски рад на линијском напону.
• Уједначено грејање без загађења уз високу ефикасност.
• Ниски оперативни трошкови.
• Рад на ниским или високим температурама.
• Једноставно и флексибилно за руковање.
• Минимално одржавање.
• Стални квалитет производа.
• Самостални грејач на броду који ствара минималну потребну површину пода.

Дизајн индукционог грејача доступни су металним посудама и резервоарима већине облика и облика који се тренутно користе. У распону од неколико центиметара до пречника или дужине од неколико метара. Благи челик, обложени благи челик, чврсти нерђајући челик или посуде од обојених метала могу се успешно загревати. Генерално се препоручује минимална дебљина зида од 6 мм.

Дизајн јединица се креће од 1КВ до 1500КВ. Код индукционих система грејања нема ограничења на улазу густине снаге. Сва постојећа ограничења намећу се максималним капацитетом апсорпције топлоте производа, процеса или металуршких карактеристика материјала зида посуде.

Индукционо грејање оличава све погодности електричне енергије која се узима директно у процес и трансформише у грејање тачно тамо где је потребна. Будући да се грејање одвија директно у зиду посуде у контакту са производом, а губици топлоте су изузетно мали, систем је високо ефикасан (до 90%).

Индукционо грејање нуди бројне погодности недоступне другим средствима и даје побољшану ефикасност биљне производње и боље радне услове, јер нема значајне емисије топлоте у околину.

Типичне индустрије које користе индукционо загревање:

• Реактори и котлови
• Лепљиви и посебни премази
• Хемикалије, гас и нафта
• Прерада хране
• Металуршка и обрада метала

• Предгревање заваривања
• Премаз
• Грејање калупа
• Уклапање и уклапање
• Термичка монтажа
• Сушење хране
• Цевоводно течно грејање
• Грејање и изолација резервоара и посуда

Уређај ХЛК индукционог линијског грејача може се користити за апликације које укључују:

• Грејање на ваздух и гас за хемијску и прехрамбену прераду
• Загревање врућим уљем за процесна и јестива уља
• Испаравање и прегревање: тренутно подизање паре, ниска и висока температура / притисак (до 800ºЦ на 100 бара)

Претходни пројекти бродских и континуалних грејача укључују:

Реактори и котлови, аутоклави, процесне посуде, резервоари за одлагање и одлагање, каде, посуде и лонци, посуде под притиском, испаривачи и прегрејачи, измењивачи топлоте, ротациони бубњеви, цеви, посуде са двоструким грејањем

Претходни пројекат линијског грејача укључује:

Супергрејани парни грејачи високог притиска, регенеративни грејачи ваздуха, грејачи уља за подмазивање, грејачи јестивог уља и уља за јело, грејачи на гас, укључујући грејаче азотом, азотним аргоном и каталитичким богатим гасом (ЦРГ).

Индукцијско гријање је бесконтактна метода селективног загревања електропроводљивих материјала применом наизменичног магнетног поља за индуковање електричне струје, познате као вртложна струја, у материјалу, познатом као сусцептор, чиме се грејач пријемника загрева. Индукционо грејање се већ дуги низ година користи у металуршкој индустрији у сврху загревања метала, нпр. Топљења, рафинирања, термичке обраде, заваривања и лемљења. Индукционо грејање се практикује у широком опсегу фреквенција, од фреквенција наизменичне струје од само 50 Хз до фреквенција од десетина МХз.

При датој фреквенцији индукције, ефикасност загревања индукционог поља се повећава када је дужи пут проводљивости присутан у објекту. Велики чврсти обрадци могу се грејати нижим фреквенцијама, док су за мале предмете потребне веће фреквенције. Да би се објекат дате величине могао загрејати, прениска фреквенција обезбеђује неефикасно грејање, јер енергија у индукционом пољу не генерише жељени интензитет вртложних струја у објекту. Превисока фреквенција, с друге стране, изазива неуједначено загревање, јер енергија у индукционом пољу не продире у објекат, а вртложне струје се индукују само на површини или близу ње. Међутим, индукционо загревање металнопропусних структура пропусних за гас није познато у стању технике.

Поступци каталитичких реакција у гасној фази из претходног стања захтевају да катализатор има високу површину како би молекули реактантних гасова имали максималан контакт са површином катализатора. Поступци из стања технике обично користе или порозни катализаторски материјал или много малих каталитичких честица, на одговарајућем носачу, да би се постигла потребна површина. Ови поступци из стања технике ослањају се на проводљивост, зрачење или конвекцију да би се катализатору обезбедила потребна топлота. Да би се постигла добра селективност хемијске реакције, сви делови реактаната треба да имају једнаку температуру и каталитичко окружење. За ендотермну реакцију, брзина испоруке топлоте стога мора бити што је могуће равномернија у целој запремини каталитичког слоја. И проводљивост и конвекција, као и зрачење, суштински су ограничени у својој способности да обезбеде потребну брзину и уједначеност испоруке топлоте.

ГБ патент 2210286 (ГБ '286), који је типичан за стање технике, подучава монтирање малих честица катализатора који нису електрично проводљиви на металну подлогу или допирање катализатора како би га учинио електропроводљивим. Метални носач или материјал за допинг се индукционо загрева и заузврат загрева катализатор. Овај патент подучава употребу феромагнетног језгра који пролази централно кроз слој катализатора. Пожељни материјал за феромагнетно језгро је силицијум гвожђе. Иако користан за реакције до око 600 степени Ц., апарат ГБ Патент 2210286 пати од озбиљних ограничења на вишим температурама. Магнетна пропустљивост феромагнетног језгра знатно би се погоршала при вишим температурама. Према Ерицксон-у, ЦЈ, „Приручник за грејање за индустрију“, стр. 84–85, магнетна пропустљивост гвожђа почиње да се смањује на 600 Ц и ефективно се смањује за 750 Ц. Будући да је у распореду ГБ '286, магнетна пропустљивост Поље у слоју катализатора зависи од магнетне пропустљивости феромагнетног језгра, такав распоред не би ефикасно загревао катализатор на температуре веће од 750 Ц, а камоли достигао веће од 1000 Ц потребне за производњу ХЦН.

Такође се верује да је апарат ГБ Патента 2210286 хемијски неприкладан за припрему ХЦН. ХЦН се добија реакцијом амонијака и гаса угљоводоника. Познато је да гвожђе узрокује разградњу амонијака на повишеним температурама. Верује се да би гвожђе присутно у феромагнетном језгру и у носачу катализатора у реакционој комори ГБ '286 проузроковало разградњу амонијака и инхибирало, уместо да поспешује, жељену реакцију амонијака са угљоводоником у ХЦН.

Водоник-цијанид (ХЦН) је важна хемикалија која се много користи у хемијској и рударској индустрији. На пример, ХЦН је сировина за производњу адипонитрила, ацетон цијанохидрина, натријум цијанида и интермедијара у производњи пестицида, пољопривредних производа, хелатних средстава и сточне хране. ХЦН је високо отровна течност која кључа на 26 степени Ц. и као таква подлеже строгим прописима о паковању и транспорту. У неким апликацијама ХЦН је потребан на удаљеним локацијама удаљеним од великих производних погона ХЦН-а. Отпрема ХЦН-а на такве локације укључује велике опасности. Производња ХЦН-а на локацијама на којима ће се користити избегла би се опасности приликом транспорта, складиштења и руковања. Производња ХЦН-а на мало, коришћењем поступака из стања технике, не би била економски изводљива. Међутим, производња ХЦН-а на лицу места, као и велика размера, технички је и економски изводљива коришћењем поступака и уређаја овог проналаска.

ХЦН се може добити када се једињења која садрже водоник, азот и угљеник спајају на високим температурама, са или без катализатора. На пример, ХЦН се обично добија реакцијом амонијака и угљоводоника, која је високо ендотермна. Три комерцијална процеса за производњу ХЦН су Блаусауре аус Метхан унд Аммониак (БМА), Андруссов и Схавиниган процеси. Ови процеси се могу разликовати по начину стварања и преноса топлоте и по томе да ли се користи катализатор.

Андруссов-ов процес користи топлоту која настаје сагоревањем угљоводоничног гаса и кисеоника унутар запремине реактора да би се обезбедила топлота реакције. Процес БМА користи топлоту генерисану спољним процесом сагоревања за загревање спољне површине зидова реактора, што заузврат загрева унутрашњу површину зидова реактора и на тај начин обезбеђује топлоту реакције. Процес Схавиниган користи електричну струју која пролази кроз електроде у флуидизованом слоју да би обезбедила топлоту реакције.

У Андруссов процесу, смеша природног гаса (мешавина угљоводоничних гасова са високим садржајем метана), амонијака и кисеоника или ваздуха реагује у присуству платинског катализатора. Катализатор обично садржи неколико слојева газе од платине / родијеве жице. Количина кисеоника је таква да делимично сагоревање реактаната даје довољну енергију за загревање реактаната на радну температуру већу од 1000 ° Ц., као и потребну реакциону топлоту за стварање ХЦН. Продукти реакције су ХЦН, Х2, Х2О, ЦО, ЦО2 и трагови виших нитрита, који се потом морају одвојити.

У БМА процесу, смеша амонијака и метана протиче унутар непорозних керамичких цеви израђених од високотемпературног ватросталног материјала. Унутрашњост сваке цеви је обложена или пресвучена честицама платине. Цеви се постављају у пећ високе температуре и споља се греју. Топлота се води кроз керамички зид до површине катализатора, која је саставни део зида. Реакција се обично изводи на 1300 ° Ц док реактанти дођу у контакт са катализатором. Потребни топлотни ток је висок због повишене реакционе температуре, велике реакционе топлоте и чињенице да се коксање површине катализатора може десити испод температуре реакције, што катализатор деактивира. Будући да је свака цев пречника око 1 ″, потребан је велики број епрувета да би се удовољило производним захтевима. Продукти реакције су ХЦН и водоник.

У Схавинигановом процесу, енергија потребна за реакцију смеше која се састоји од пропана и амонијака обезбеђује се електричном струјом која тече између електрода уроњених у флуидизовани слој некаталитичких честица кокса. Одсуство катализатора, као и одсуство кисеоника или ваздуха, у процесу Схавиниган значи да се реакција мора одвијати на врло високим температурама, обично већим од 1500 степени Ц. Више температуре захтевају још већа ограничења на грађевински материјали за процес.

Иако је, како је горе откривено, познато да ХЦН може да се добије реакцијом НХ3 и угљоводоничног гаса, као што је ЦХ4 или Ц3Х8, у присуству металног катализатора Пт групе, и даље постоји потреба за побољшањем ефикасности такве процесе и с њима повезане, како би се побољшала економија производње ХЦН, посебно за малу производњу. Нарочито је важно смањити потрошњу енергије и продор амонијака, истовремено повећавајући стопу производње ХЦН у поређењу са количином коришћеног катализатора племенитих метала. Штавише, катализатор не би требало да штетно утиче на производњу ХЦН промовишући нежељене реакције као што је коксање. Даље, пожељно је побољшати активност и живот катализатора који се користе у овом процесу. Значајно је да је велики део улагања у производњу ХЦН у катализатору платинске групе. Предметни проналазак загрева катализатор директно, уместо индиректно као у претходном стању технике, и тиме постиже ове десидерате.

Као што је претходно дискутовано, познато је да индуктивно грејање релативно ниских фреквенција обезбеђује добру уједначеност испоруке топлоте при високим нивоима снаге објектима који имају релативно дуге путеве електричне проводљивости. Приликом пружања реакционе енергије каталитичкој реакцији ендотермне фазе у гасној фази, топлота мора бити директно испоручена катализатору са минималним губицима енергије. Чини се да се захтеви за уједначеним и ефикасним достављањем топлоте ка катализаторској маси са великом површином, пропусном за гас, сукобљавају са могућностима индукционог загревања. Предметни проналазак заснован је на неочекиваним резултатима добијеним са конфигурацијом реактора у којој катализатор има нови структурни облик. Овај структурни облик комбинује карактеристике: 1) ефективно дуге дужине електричне проводне путање, која омогућава ефикасно директно индукционо загревање катализатора на једнолик начин, и 2) катализатора са великом површином; ове карактеристике сарађују како би се олакшале ендотермне хемијске реакције. Потпуни недостатак гвожђа у реакционој комори олакшава производњу ХЦН реакцијом НХ3 и гаса угљоводоника.

Реактори са индукционим грејањем