Sưởi ấm lò phản ứng cảm ứng

Mô tả

Lò phản ứng cảm ứng Sưởi ấm-Tàu hóa chất Sưởi ấm

Chúng tôi có hơn 20 năm kinh nghiệm trong cảm ứng sưởi ấm và đã phát triển, thiết kế, sản xuất, lắp đặt và ủy quyền các hệ thống Sưởi ấm bằng tàu và đường ống cho nhiều quốc gia trên thế giới.

Hệ thống sưởi cảm ứng thể hiện tất cả các tiện ích của điện năng được đưa trực tiếp vào quá trình và được biến đổi thành nhiệt chính xác ở nơi cần thiết. Nó có thể được áp dụng thành công cho hầu hết mọi tàu hoặc hệ thống đường ống cần nguồn nhiệt.

Cảm ứng mang lại nhiều lợi ích không thể đạt được bằng các phương tiện khác và cải thiện hiệu quả sản xuất của nhà máy và điều kiện vận hành tốt hơn vì không có sự phát tán nhiệt đáng kể ra môi trường xung quanh. Hệ thống này đặc biệt thích hợp cho các quá trình phản ứng kiểm soát chặt chẽ như sản xuất nhựa tổng hợp trong Khu vực nguy hiểm.

Như mỗi thứ tàu sưởi ấm cảm ứng được thiết kế riêng cho từng nhu cầu và yêu cầu cụ thể của khách hàng, chúng tôi cung cấp các kích thước khác nhau với tỷ lệ tăng nhiệt khác nhau. Các kỹ sư của chúng tôi đã có nhiều năm kinh nghiệm trong việc phát triển các thiết bị tùy chỉnh được xây dựng hệ thống sưởi cảm ứng cho một loạt các ứng dụng trong một loạt các ngành công nghiệp. Bộ gia nhiệt được thiết kế để phù hợp với các yêu cầu chính xác của quy trình và được chế tạo để lắp nhanh vào tàu trong công trình của chúng tôi hoặc tại chỗ.

LỢI ÍCH ĐỘC ĐÁO

• Không có tiếp xúc vật lý giữa cuộn dây cảm ứng và thành bình nung nóng.
• Khởi động và tắt nhanh chóng. Không có quán tính nhiệt.
• Mất nhiệt thấp
• Sản phẩm chính xác và kiểm soát nhiệt độ thành bình mà không bắn quá mức.
• Năng lượng đầu vào cao. Lý tưởng để điều khiển tự động hoặc vi xử lý
• Khu vực nguy hiểm an toàn hoặc hoạt động công nghiệp tiêu chuẩn ở điện áp đường dây.
• Gia nhiệt đồng đều không gây ô nhiễm ở hiệu suất cao.
• Chi phí vận hành thấp.
• Làm việc ở nhiệt độ thấp hoặc cao.
• Đơn giản và linh hoạt để vận hành.
• Bảo trì tối thiểu.
• Chất lượng sản phẩm phù hợp.
• Lò sưởi độc lập trên tàu tạo ra yêu cầu không gian sàn tối thiểu.

Thiết kế cuộn dây sưởi cảm ứng có sẵn để phù hợp với các tàu và bể kim loại ở hầu hết các dạng và hình dạng đang được sử dụng hiện nay. Dao động từ vài centremet đến đường kính hoặc chiều dài vài mét. Thép nhẹ, thép nhẹ, thép không gỉ rắn hoặc các bình chứa màu đều có thể được gia nhiệt thành công. Nói chung, độ dày tường tối thiểu là 6mm được khuyến nghị.

Thiết kế đánh giá đơn vị nằm trong khoảng từ 1KW đến 1500KW. Với hệ thống sưởi cảm ứng, không có giới hạn về đầu vào mật độ điện. Bất kỳ giới hạn nào tồn tại đều do khả năng hấp thụ nhiệt tối đa của sản phẩm, quy trình hoặc các đặc tính luyện kim của vật liệu thành bình.

Hệ thống sưởi cảm ứng thể hiện tất cả các tiện ích của điện năng được đưa trực tiếp vào quá trình và được biến đổi thành nhiệt chính xác ở nơi cần thiết. Vì quá trình gia nhiệt diễn ra trực tiếp trong thành bình tiếp xúc với sản phẩm và tổn thất nhiệt cực kỳ thấp nên hệ thống có hiệu suất cao (lên đến 90%).

Hệ thống sưởi cảm ứng mang lại nhiều lợi ích to lớn không thể đạt được bằng các phương tiện khác và giúp cải thiện hiệu quả sản xuất của nhà máy và điều kiện hoạt động tốt hơn vì không có sự phát tán nhiệt đáng kể ra môi trường xung quanh.

Các ngành công nghiệp điển hình sử dụng quá trình gia nhiệt cảm ứng:

• Lò phản ứng và ấm đun nước
• Chất kết dính và lớp phủ đặc biệt
• Hóa chất, khí đốt và dầu
• Chế biến thức ăn
• Hoàn thiện kim loại và luyện kim

• Hàn gia nhiệt trước
• Lớp áo
• Làm nóng khuôn
• Phù hợp và không phù hợp
• Lắp ráp nhiệt
• Sấy khô thực phẩm
• Hệ thống sưởi chất lỏng trong đường ống
• Hệ thống sưởi và cách nhiệt bồn chứa & bình

Bố trí Máy sưởi trong dòng cảm ứng HLQ có thể được sử dụng cho các ứng dụng bao gồm:

• Hệ thống sưởi không khí và khí đốt để chế biến hóa chất và thực phẩm
• Sưởi dầu nóng cho dầu chế biến và dầu ăn
• Tạo hơi và Quá nhiệt: Tăng hơi tức thì, nhiệt độ / áp suất thấp và cao (lên đến 800ºC ở 100 bar)

Các dự án Vessel và Máy sưởi liên tục trước đây bao gồm:

Lò phản ứng và ấm đun nước, Nồi hấp, Bình xử lý, Bể chứa và xử lý, Bồn tắm, Bình và bình tĩnh, Bình áp suất, Bình hơi và bộ quá nhiệt, Bộ trao đổi nhiệt, Thùng quay, Ống, Bình đốt nóng nhiên liệu kép

Dự án Máy sưởi nội tuyến trước đây bao gồm:

Máy sưởi hơi nước siêu gia nhiệt cao áp, Máy sưởi không khí tái sinh, Máy sưởi dầu bôi trơn, Máy sưởi dầu ăn và dầu ăn, Máy sưởi khí bao gồm máy sưởi Nitơ, Nitrogen Argon và Máy sưởi giàu khí xúc tác (CRG).

Nhiệt cảm ứng là một phương pháp không tiếp xúc làm nóng có chọn lọc các vật liệu dẫn điện bằng cách tác dụng từ trường xoay chiều để tạo ra dòng điện, được gọi là dòng điện xoáy, trong vật liệu, được gọi là chất dẫn điện, do đó làm nóng chất dẫn điện. Gia nhiệt cảm ứng đã được sử dụng trong ngành công nghiệp luyện kim trong nhiều năm với mục đích làm nóng kim loại, ví dụ như nấu chảy, tinh luyện, xử lý nhiệt, hàn và hàn. Sưởi ấm bằng cảm ứng được thực hiện trên một loạt các tần số, từ tần số đường dây điện xoay chiều thấp 50 Hz đến tần số hàng chục MHz.

Ở một tần số cảm ứng nhất định, hiệu suất đốt nóng của trường cảm ứng tăng khi có đường dẫn dài hơn trong vật. Các vật rắn lớn có thể được nung nóng với tần số thấp hơn, trong khi các vật nhỏ yêu cầu tần số cao hơn. Đối với một vật thể có kích thước nhất định cần được đốt nóng, tần số quá thấp sẽ làm nóng không hiệu quả vì năng lượng trong trường cảm ứng không tạo ra cường độ mong muốn của dòng điện xoáy trong vật thể. Mặt khác, tần số quá cao gây ra sự phát nóng không đồng đều vì năng lượng trong trường cảm ứng không thâm nhập vào vật thể và dòng điện xoáy chỉ được tạo ra ở hoặc gần bề mặt. Tuy nhiên, sự gia nhiệt cảm ứng của các cấu trúc kim loại thấm khí chưa được biết đến trong kỹ thuật trước đây.

Các quy trình trước đây đối với phản ứng xúc tác pha khí yêu cầu chất xúc tác phải có diện tích bề mặt cao để các phân tử khí của chất phản ứng tiếp xúc tối đa với bề mặt chất xúc tác. Các quy trình kỹ thuật trước đây thường sử dụng vật liệu xúc tác xốp hoặc nhiều hạt xúc tác nhỏ, được hỗ trợ thích hợp, để đạt được diện tích bề mặt cần thiết. Các quy trình nghệ thuật trước đây dựa vào sự dẫn truyền, bức xạ hoặc đối lưu để cung cấp nhiệt cần thiết cho chất xúc tác. Để đạt được tính chọn lọc tốt của phản ứng hóa học, tất cả các phần của chất phản ứng phải có nhiệt độ và môi trường xúc tác đồng nhất. Đối với phản ứng thu nhiệt, tốc độ truyền nhiệt do đó cần phải càng đồng đều càng tốt trên toàn bộ thể tích của lớp xúc tác. Cả sự dẫn truyền và đối lưu, cũng như bức xạ, đều bị hạn chế về khả năng cung cấp tốc độ phân phối nhiệt đồng đều và tốc độ cần thiết.

Bằng sáng chế GB 2210286 (GB '286), điển hình của kỹ thuật trước đây, dạy cách gắn các hạt chất xúc tác nhỏ không dẫn điện trên giá đỡ kim loại hoặc pha tạp chất xúc tác để làm cho nó dẫn điện. Giá đỡ kim loại hoặc vật liệu pha tạp được làm nóng cảm ứng và lần lượt làm nóng chất xúc tác. Bằng sáng chế này dạy cách sử dụng lõi sắt từ đi qua trung tâm lớp chất xúc tác. Vật liệu ưu tiên cho lõi sắt từ là sắt silic. Mặc dù hữu ích cho các phản ứng lên đến khoảng 600 độ C., bộ máy của GB Patent 2210286 gặp phải những hạn chế nghiêm trọng ở nhiệt độ cao hơn. Tính từ thẩm của lõi sắt từ sẽ suy giảm đáng kể ở nhiệt độ cao hơn. Theo Erickson, CJ, “Handbook of Heating for Industry”, trang 84–85, tính từ thẩm của sắt bắt đầu suy giảm ở 600 C và biến mất một cách hiệu quả là 750 C. Vì theo cách sắp xếp của GB '286, từ trường trong lớp chất xúc tác phụ thuộc vào độ từ thẩm của lõi sắt từ, cách sắp xếp như vậy sẽ không làm nóng một cách hiệu quả chất xúc tác đến nhiệt độ vượt quá 750 C, chưa nói đến việc đạt đến nhiệt độ lớn hơn 1000 C cần thiết để sản xuất HCN.

Thiết bị của GB Patent 2210286 cũng được cho là không phù hợp về mặt hóa học để điều chế HCN. HCN được tạo ra bằng cách phản ứng với amoniac và một khí hydrocacbon. Được biết, sắt gây ra sự phân hủy amoniac ở nhiệt độ cao. Người ta tin rằng sắt có trong lõi sắt từ và trong chất xúc tác hỗ trợ trong buồng phản ứng GB '286 sẽ gây ra sự phân hủy amoniac và sẽ ức chế, thay vì thúc đẩy, phản ứng mong muốn của amoniac với một hydrocacbon để tạo thành HCN.

Hydro xyanua (HCN) là một hóa chất quan trọng với nhiều ứng dụng trong công nghiệp hóa chất và khai thác mỏ. Ví dụ, HCN là nguyên liệu để sản xuất adiponitril, axeton cyanohydrin, natri xyanua, và các chất trung gian trong sản xuất thuốc trừ sâu, sản phẩm nông nghiệp, chất chelat và thức ăn chăn nuôi. HCN là một chất lỏng có độc tính cao, sôi ở 26 độ C., do đó, phải tuân theo các quy định nghiêm ngặt về đóng gói và vận chuyển. Trong một số ứng dụng, HCN là cần thiết ở các địa điểm xa, cách xa các cơ sở sản xuất HCN quy mô lớn. Việc vận chuyển HCN đến những địa điểm như vậy có những nguy cơ lớn. Việc sản xuất HCN tại các địa điểm mà nó được sử dụng sẽ tránh được các nguy cơ gặp phải trong quá trình vận chuyển, bảo quản và xử lý. Sản xuất HCN tại chỗ quy mô nhỏ, sử dụng các quy trình kỹ thuật trước đây, sẽ không khả thi về mặt kinh tế. Tuy nhiên, quy mô nhỏ cũng như quy mô lớn, sản xuất HCN tại chỗ là khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế bằng cách sử dụng các quy trình và thiết bị của sáng chế.

HCN có thể được tạo ra khi các hợp chất chứa hydro, nitơ và cacbon được kết hợp với nhau ở nhiệt độ cao, có hoặc không có chất xúc tác. Ví dụ, HCN thường được tạo ra bởi phản ứng của amoniac và một hydrocacbon, một phản ứng thu nhiệt cao. Ba quy trình thương mại để sản xuất HCN là quy trình Blausaure aus Methan und Ammoniak (BMA), Andrussow và Shawinigan. Các quá trình này có thể được phân biệt bằng phương pháp tạo và truyền nhiệt, và bằng cách sử dụng chất xúc tác.

Quy trình Andrussow sử dụng nhiệt sinh ra từ quá trình đốt cháy khí hydrocacbon và oxy trong thể tích lò phản ứng để cung cấp nhiệt cho phản ứng. Quá trình BMA sử dụng nhiệt tạo ra bởi quá trình đốt cháy bên ngoài để làm nóng bề mặt bên ngoài của thành lò phản ứng, do đó làm nóng bề mặt bên trong của thành lò phản ứng và do đó cung cấp nhiệt cho phản ứng. Quy trình Shawinigan sử dụng dòng điện chạy qua các điện cực trong tầng sôi để cung cấp nhiệt cho phản ứng.

Trong quy trình Andrussow, một hỗn hợp khí tự nhiên (hỗn hợp khí hydrocacbon chứa nhiều metan), amoniac và oxy hoặc không khí được phản ứng với sự có mặt của chất xúc tác bạch kim. Chất xúc tác thường bao gồm một số lớp gạc dây platin / rhodi. Lượng oxy sao cho quá trình đốt cháy một phần các chất phản ứng cung cấp đủ năng lượng để làm nóng sơ bộ các chất phản ứng đến nhiệt độ hoạt động vượt quá 1000 ° C. cũng như nhiệt lượng cần thiết của phản ứng để hình thành HCN. Các sản phẩm phản ứng là HCN, H2, H2O, CO, CO2 và một lượng nhỏ nitrit cao hơn, sau đó phải được tách ra.

Trong quy trình BMA, một hỗn hợp amoniac và mêtan chảy bên trong các ống sứ không xốp làm bằng vật liệu chịu lửa ở nhiệt độ cao. Bên trong mỗi ống được lót hoặc phủ các hạt bạch kim. Các ống được đặt trong một lò nung nhiệt độ cao và được làm nóng bên ngoài. Nhiệt được dẫn qua thành gốm đến bề mặt chất xúc tác, là một phần không thể thiếu của thành. Phản ứng thường được thực hiện ở 1300 ° C. khi các chất phản ứng tiếp xúc với chất xúc tác. Thông lượng nhiệt yêu cầu cao do nhiệt độ phản ứng tăng, nhiệt lượng phản ứng lớn và thực tế là sự kết tụ của bề mặt chất xúc tác có thể xảy ra dưới nhiệt độ phản ứng, điều này làm mất hoạt tính của chất xúc tác. Vì mỗi ống thường có đường kính khoảng 1 ″, nên cần một số lượng lớn ống để đáp ứng yêu cầu sản xuất. Sản phẩm của phản ứng là HCN và hiđro.

Trong quy trình Shawinigan, năng lượng cần thiết cho phản ứng của hỗn hợp gồm propan và amoniac được cung cấp bởi dòng điện chạy giữa các điện cực chìm trong tầng sôi của các hạt than cốc không xúc tác. Việc không có chất xúc tác, cũng như không có oxy hoặc không khí, trong quá trình Shawinigan có nghĩa là phản ứng phải được thực hiện ở nhiệt độ rất cao, thường vượt quá 1500 độ C. Nhiệt độ cao hơn yêu cầu đặt ra những hạn chế lớn hơn đối với vật liệu xây dựng cho quá trình.

Trong khi, như đã trình bày ở trên, người ta đã biết rằng HCN có thể được tạo ra từ phản ứng của NH3 và khí hydrocacbon, chẳng hạn như CH4 hoặc C3H8, với sự có mặt của chất xúc tác kim loại nhóm Pt, vẫn cần phải cải thiện hiệu suất của các quy trình như vậy và các quy trình liên quan để cải thiện tính kinh tế của sản xuất HCN, đặc biệt là đối với sản xuất quy mô nhỏ. Điều đặc biệt quan trọng là giảm thiểu việc sử dụng năng lượng và đột phá amoniac trong khi tối đa hóa tốc độ sản xuất HCN so với lượng chất xúc tác kim loại quý được sử dụng. Hơn nữa, chất xúc tác không được ảnh hưởng bất lợi đến việc sản xuất HCN bằng cách thúc đẩy các phản ứng không mong muốn như luyện cốc. Hơn nữa, mong muốn cải thiện hoạt tính và tuổi thọ của các chất xúc tác được sử dụng trong quá trình này. Đáng kể, một phần lớn vốn đầu tư sản xuất HCN nằm ở nhóm xúc tác platin. Sáng chế này làm nóng chất xúc tác một cách trực tiếp, thay vì gián tiếp như trong kỹ thuật trước, và do đó thực hiện được các phân lớp này.

Như đã thảo luận trước đây, gia nhiệt cảm ứng tần số tương đối thấp được biết là cung cấp khả năng phân phối nhiệt đồng đều tốt ở mức công suất cao đến các vật thể có đường dẫn điện tương đối dài. Khi cung cấp năng lượng phản ứng cho phản ứng có xúc tác giai đoạn khí thu nhiệt, nhiệt lượng cần truyền trực tiếp cho xúc tác với năng lượng tổn thất nhỏ nhất. Các yêu cầu về phân phối nhiệt đồng đều và hiệu quả tới khối chất xúc tác có diện tích bề mặt cao, thấm khí dường như mâu thuẫn với khả năng của gia nhiệt cảm ứng. Sáng chế dựa trên các kết quả bất ngờ thu được với cấu hình lò phản ứng trong đó chất xúc tác có dạng cấu trúc mới. Dạng cấu trúc này kết hợp các tính năng của: 1) chiều dài đường dẫn điện dài hiệu quả, tạo điều kiện gia nhiệt cảm ứng trực tiếp hiệu quả cho chất xúc tác một cách đồng đều, và 2) chất xúc tác có diện tích bề mặt cao; các tính năng này hợp tác để tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng hóa học thu nhiệt. Việc thiếu hoàn toàn sắt trong buồng phản ứng tạo điều kiện thuận lợi cho việc tạo HCN bằng phản ứng của NH3 và một khí hydrocacbon.

Lò phản ứng mạch gia nhiệt cảm ứng