İnduksiya ilə qızdırılan kimyəvi reaktor

20 ildən artıq təcrübəmizə sahibik induction heating və dünyanın bir çox ölkəsinə Gəmi və Boru İstilik sistemlərini inkişaf etdirmiş, dizayn etmiş, istehsal etmiş, quraşdırmış və istismara vermişlər. İstilik sistemi təbii olaraq çox sadə və etibarlı olduğundan induksiya ilə isitmə seçimi üstünlük verilən seçim olaraq qəbul edilməlidir. İndüksiyon isitmə prosesi birbaşa alınan və tələb olunduğu yerdə istiyə çevrilən elektrik enerjisinin bütün rahatlığını özündə cəmləşdirir. İstilik mənbəyinə ehtiyacı olan praktik olaraq istənilən gəmiyə və ya boru sisteminə uğurla tətbiq oluna bilər.

İndüksiya digər vasitələrlə əldə edilə bilməyəcək bir çox fayda verir və ətrafa əhəmiyyətli dərəcədə istilik yayılmadığı üçün daha yaxşı bitki istehsalı səmərəliliyi və daha yaxşı iş şəraiti verir. Sistem xüsusilə təhlükəli bir ərazidə sintetik qatranların istehsalı kimi yaxın nəzarət reaksiya prosesləri üçün əlverişlidir.

Hər biri kimi induksiya isitmə qabı hər bir müştərinin xüsusi ehtiyac və tələblərinə cavabdehdir, fərqli istilik dərəcələri ilə müxtəlif ölçülərdə təklif edirik. Mühəndislərimiz xüsusi olaraq inkişaf etdirilən inkişaf təcrübələrində uzun illərdir induksiyalı istilik sistemləri müxtəlif sahələrdə geniş tətbiqetmə üçündür. Qızdırıcılar, prosesin dəqiq tələblərinə uyğun olaraq hazırlanmışdır və ya işimizdə və ya yerimizdə gəmiyə tez oturması üçün hazırlanır.

UNİKAL FAYDALAR

• İndüksiyon bobini ilə qızdırılan qab divarları arasında fiziki təmas yoxdur.
• Sürətli işə salma və bağlanma. Termal ətalət yoxdur.
• Aşağı istilik itkisi
• Həssas məhsul və gəmi divarının temperaturu üzərində nəzarət olmadan.
• Yüksək enerji girişi. Avtomatik və ya mikro-prosessor nəzarəti üçün idealdır
• Təhlükəsiz təhlükə sahəsi və ya xətt gərginliyində standart sənaye əməliyyatı.
• Yüksək səmərəlilikdə çirklənmədən vahid istilik.
• Aşağı xərclər.
• Aşağı və ya yüksək temperaturda işləmə.
• İşləmək üçün sadə və çevikdir.
• Minimum təmir.
• Ardıcıl məhsul keyfiyyəti.
• Minimum döşəmə boşluğu tələbi yaradan gəmidə öz-özünə işləyən qızdırıcı.

İndüksiyon istilik bobini dizaynları mövcud istifadədə ən çox forma və formalı metal gəmilərə və çənlərə uyğun olaraq mövcuddur. Bir neçə santimetrdən bir neçə metr diametrə və ya uzunluğa qədər. Yumşaq polad, üzlüklü yumşaq polad, möhkəm paslanmayan polad və ya rəngli qablar hamısı uğurla qızdırıla bilər. Ümumiyyətlə minimum 6 mm divar qalınlığı tövsiyə olunur.

Vahid reytinq dizaynları 1KW-dan 1500KW-a qədərdir. İndüksiyon istilik sistemləri ilə güc sıxlığı girişində heç bir məhdudiyyət yoxdur. Mövcud hər hansı bir məhdudiyyət məhsulun maksimum istilik udma qabiliyyəti, prosesi və ya qab divar materialının metalurji xüsusiyyətləri ilə tətbiq olunur.

İndüksiyon isitmə prosesi birbaşa alınan və tələb olunduğu yerdə istiyə çevrilən elektrik enerjisinin bütün rahatlığını özündə cəmləşdirir. İstilik məhsul ilə təmasda birbaşa qab divarında baş verdiyindən və istilik itkiləri son dərəcə az olduğundan sistem yüksək dərəcədə səmərəlidir (90% -ə qədər).

İndüksiyon isitmə, digər vasitələrlə əldə edilə bilməyəcək bir çox fayda təmin edir və ətrafa əhəmiyyətli dərəcədə istilik yayılmadığı üçün inkişaf etmiş bitki istehsal səmərəliliyi və daha yaxşı iş şəraiti verir.

İndüksiyon prosesi istiləşməsini istifadə edən tipik sənaye sahələri:

• Reaktorlar və çaydanlar
• Yapışqan və xüsusi örtüklər
• Kimyəvi, qaz və neft
• Qida emalı
• Metalurji və metal emal

• Əvvəlcədən qaynaq
• örtük
• Kalıp isitmə
• Uyğun və uyğun deyil
• Termal Məclis
• Qida Qurutma
• Boru Kəməri Maye İsitmə
• Tank və Gəmi İstiləşmə və İzolyasiya

HLQ İndüksiyon İn-Line Qızdırıcısı tənzimləməsi tətbiqetmələr üçün istifadə edilə bilər:

• Kimyəvi və qida emalı üçün hava və qaz isitmə
• Proses və yeməli yağlar üçün isti yağlı isitmə
• Buxarlanma və superheating: ani buxar qaldırılması, aşağı və yüksək temperatur / təzyiq (800 barda 100ºC-yə qədər)

Əvvəlki Gəmi və Davamlı Qızdırıcı layihələrinə aşağıdakılar daxildir:

Reaktorlar və çaydanlar, avtoklavlar, emal gəmiləri, saxlama və məskunlaşdırma tankları, hamamlar, qazanlar və hələ də qazanlar, təzyiqli gəmilər, buxarlandırıcılar və super qızdırıcılar, istilik dəyişdiricilər, fırlanan barabanlar, borular, cüt yanacaq qızdırılan gəmilər

Əvvəlki In-Line Heater layihəsinə aşağıdakılar daxildir:

Yüksək Təzyiqli Super Qızdırılan Buxar qızdırıcıları, Yeniləyici Hava Qızdırıcıları, Yağlayıcı Yağ Qızdırıcıları, Yeməli Yağ və Yandırıcı Yağ Qızdırıcıları, Azot, Azot Arqon və Katalitik Zəngin Qaz (CRG) qızdırıcıları da daxil olmaqla qaz qızdırıcıları.

Induksiya istiliyi elektrik ötürücü materialların seçici bir şəkildə qızdırılması üçün bir alternativ maqnit sahəsi tətbiq edərək, bir qaynaq cərəyanı olaraq bilinən bir maddə içərisində bir qəbuledici olaraq bilinən və bununla da bir şəkildə qəbuledici maddənin qızdırılması üçün təmassız bir üsuldur. İndüksiyalı istilik metalurji sənayesində uzun illər metalların istiləşməsi, məsələn ərimə, təmizlənmə, istiliklə işləmə, qaynaq və lehimləmə məqsədi ilə istifadə olunur. İndüksiyon isitmə, 50 Hz-dən aşağı AC cərəyan xəttinin frekanslarından onlarla MHz tezliklərinə qədər geniş bir frekansda tətbiq olunur.

Müəyyən bir induksiya tezliyində, bir obyektdə daha uzun bir ötürmə yolu olduqda, induksiya sahəsinin istilik səmərəliliyi artır. Böyük bərk iş parçaları aşağı tezliklərlə qızdırıla bilər, kiçik obyektlər daha yüksək tezlik tələb edir. Verilən bir ölçülü cismin qızdırılması üçün induksiya sahəsindəki enerji obyektdəki girdab axınlarının istənilən intensivliyini yaratmadığı üçün çox aşağı bir tezlik səmərəsiz istilik təmin edir. Digər tərəfdən, həddindən artıq yüksək bir tezlik, induksiya sahəsindəki enerjinin obyektə nüfuz etməməsi və girdablı cərəyanların yalnız səthdə və ya yaxınlığında əmələ gəlməsi səbəbindən qeyri-bərabər istiləşməyə səbəb olur. Bununla birlikdə, qaz keçirən metal konstruksiyaların induksiya ilə istiləşməsi əvvəlki texnikada bilinmir.

Qaz fazası katalitik reaksiyalar üçün əvvəlki sənət prosesləri, reaktiv qaz molekullarının katalizator səthi ilə maksimum təmasda olması üçün katalizatorun yüksək səth sahəsinə malik olmasını tələb edir. Əvvəlki texnoloji proseslər, adətən, lazımi səth sahəsini əldə etmək üçün ya məsaməli bir katalizator materialından və ya uyğun şəkildə dəstəklənən bir çox kiçik katalitik hissəcikdən istifadə edirlər. Bu əvvəlki texnoloji proseslər, katalizatora lazımi istilik vermək üçün keçiriciliyə, radiasiyaya və ya konveksiyaya əsaslanır. Kimyəvi reaksiyanın yaxşı seçiciliyinə nail olmaq üçün reaktivlərin bütün hissələrində vahid temperatur və katalitik mühit olmalıdır. Endotermik reaksiya üçün istilik çatdırılma sürətinin katalitik yatağın bütün həcmində mümkün qədər bərabər olması lazımdır. Həm keçiricilik, həm konveksiya, həm də şüalanma, istiliyin lazımi dərəcəsini və bərabərliyini təmin etmək qabiliyyətinə görə mahiyyətlidir.

Əvvəlki texnikaya xas olan GB Patenti 2210286 (GB '286) metal ötürücüyə elektriki keçirməyən kiçik katalizator hissəciklərinin quraşdırılması və ya katalizatorun elektriksel keçirtməsi üçün dopinq verilməsini öyrədir. Metal dayaq və ya doping materialı induksiya ilə qızdırılır və öz növbəsində katalizatoru qızdırır. Bu patent, katalizator yatağından mərkəzdən keçən bir ferromaqnit nüvənin istifadəsini öyrədir. Ferromaqnit nüvəsi üçün üstünlük verilən material silikon dəmirdir. Təxminən 600 dərəcə C-yə qədər reaksiyalar üçün faydalı olsa da, GB Patent 2210286 aparatı daha yüksək temperaturda ciddi məhdudiyyətlərdən əziyyət çəkir. Ferromaqnit nüvəsinin maqnit keçiriciliyi daha yüksək temperaturda əhəmiyyətli dərəcədə azalacaqdır. Erickson, CJ, “Sənaye üçün İstilik Kitabçası”, s. 84-85-ə görə dəmirin maqnit keçiriciliyi 600 C-də azalmağa başlayır və 750 C-yə təsirli şəkildə azalır. katalizator yatağındakı sahə ferromaqnit nüvəsinin maqnit keçiriciliyindən asılıdır, belə bir tənzimləmə, bir katalizatoru 286 C-dən çox olan istiliklərə təsirli bir şəkildə istiləşdirməyəcək, üstəlik HCN istehsalı üçün lazım olan 750 C-dən daha yüksək səviyyəyə çatmaz.

GB Patent 2210286 aparatı da HCN hazırlanması üçün kimyəvi cəhətdən yararsız hesab olunur. HCN, ammonyak və bir karbohidrogen qazına reaksiya verməklə hazırlanır. Məlumdur ki, dəmir yüksək temperaturda ammonyakın parçalanmasına səbəb olur. GB '286 reaksiya otağı içərisində olan ferromaqnit nüvəsində və katalizator dəstəyində mövcud olan dəmirin ammonyakın parçalanmasına səbəb olacağına və ammonyakın HCN əmələ gətirməsi üçün karbohidrogenlə istənilən reaksiyasını inhibə edəcəyinə inanılır.

Hidrogen siyanür (HCN) kimya və mədən sənayesində bir çox istifadəsi olan əhəmiyyətli bir kimyəvi maddədir. Məsələn, HCN, adiponitril, aseton siyanohidrin, sodyum siyanür və pestisidlərin, kənd təsərrüfatı məhsullarının, xelatlayıcı maddələrin və heyvan yemlərinin istehsalında ara maddələrin istehsalı üçün xammaldır. HCN, 26 dərəcə C-də qaynayan olduqca zəhərli bir mayedir və bu şəkildə sərt qablaşdırma və nəqliyyat qaydalarına tabedir. Bəzi tətbiqlərdə, geniş miqyaslı HCN istehsal müəssisələrindən uzaq olan yerlərdə HCN lazımdır. HCN-in bu yerlərə göndərilməsi böyük təhlükələrə səbəb olur. HCN-nin istifadə ediləcəyi ərazilərdə istehsalı, daşınması, saxlanması və işlənməsi zamanı yaranan təhlükələrdən qaçınacaqdır. Əvvəlki texnoloji proseslərdən istifadə edərək kiçik miqyasda HCN istehsalı yerində iqtisadi cəhətdən mümkün olmayacaqdır. Bununla birlikdə, kiçik miqyaslı və geniş miqyaslı HCN-nin yerində istehsalı bu ixtiranın prosesləri və aparatları istifadə edilərək texniki və iqtisadi cəhətdən mümkündür.

Hidrogen, azot və karbon tərkibli birləşmələrin katalizatorla və ya olmadan yüksək temperaturda bir araya gətirildiyi zaman HCN istehsal edilə bilər. Məsələn, HCN tipik olaraq ammonyak və karbohidrogen reaksiyası ilə hazırlanır, bu da olduqca endotermikdir. HCN hazırlamaq üçün üç ticarət proses Blausaure aus Methan und Ammoniak (BMA), Andrussow və Shawinigan prosesləridir. Bu proseslər istilik istehsalı və ötürülməsi üsulu ilə və katalizatorun işlədilib-istəmədiyi ilə fərqlənə bilər.

Andrussow prosesi reaksiya istiliyini təmin etmək üçün reaktor həcmində bir karbohidrogen qazı və oksigenin yanması nəticəsində əmələ gələn istidən istifadə edir. BMA prosesi xarici yanma prosesi nəticəsində yaranan istidən reaktor divarlarının xarici səthini istiləşdirmək üçün istifadə edir, bu da reaktor divarlarının daxili səthini qızdırır və beləliklə reaksiya istiliyini təmin edir. Shawinigan prosesi, reaksiya istiliyini təmin etmək üçün mayeləşdirilmiş yataqdakı elektrodlardan axan bir elektrik cərəyanı istifadə edir.

Andrussov prosesində təbii qaz (metanda yüksək olan karbohidrogen qaz qarışığı), ammonyak və oksigen və ya hava qarışığı platin katalizatoru iştirakı ilə reaksiya verir. Katalizator tipik olaraq bir sıra təbəqə platin / rodium tel cuna təşkil edir. Oksigen miqdarı elədir ki, reaksiyaya girən maddələrin qismən yanması, reaktivləri 1000 ° C-dən çox olan bir istiliyə qədər qızdırmaq üçün kifayət qədər enerji təmin edər və HCN əmələ gəlməsi üçün lazım olan reaksiya istiliyidir. Reaksiya məhsulları HCN, H2, H2O, CO, CO2 və daha sonra ayrılmalı olan daha yüksək nitritlərin miqdarıdır.

BMA prosesində ammonyak və metan qarışığı yüksək temperaturlu odadavamlı materialdan hazırlanan məsaməsiz keramika boruları içərisinə axır. Hər borunun içi astarlı və ya platin hissəcikləri ilə örtülmüşdür. Borular yüksək istilik sobasına qoyulur və xaricdən qızdırılır. İstilik keramika divarı ilə divarın ayrılmaz hissəsi olan katalizator səthinə aparılır. Reaksiya tipik olaraq 1300 ° C-də reaksiya verənlər katalizatorla təmasda olduqda aparılır. Tələb olunan istilik axını yüksək reaksiya temperaturu, böyük reaksiya istiliyi və katalizator səthinin kokslanmasının reaksiya temperaturunun altında baş verə bilməsi və katalizatoru ləğv etməsi səbəbindən yüksəkdir. Hər bir boru ümumiyyətlə 1 XNUMX diametrdə olduğundan, istehsal tələblərinə cavab vermək üçün çox sayda boruya ehtiyac var. Reaksiya məhsulları HCN və hidrogendir.

Shawinigan prosesində propan və ammonyakdan ibarət bir qarışığın reaksiyası üçün lazım olan enerji, katalitik olmayan koks hissəciklərinin mayeləşdirilmiş yatağına batırılmış elektrodlar arasında axan bir elektrik cərəyanı ilə təmin edilir. Shawinigan prosesində bir katalizatorun olmaması ilə yanaşı oksigenin və ya havanın olmaması, reaksiyanın çox yüksək temperaturda, ümumiyyətlə 1500 dərəcəni aşması lazım olduğunu göstərir. Tələb olunan daha yüksək temperatur, daha da çox məhdudiyyət qoyur. proses üçün tikinti materialları.

Yuxarıda açıqlandığı kimi, HCN'nin bir Pt qrupu metal katalizatorunun iştirakı ilə NH3 və CH4 və ya C3H8 kimi bir karbohidrogen qazının reaksiyası ilə meydana gələ biləcəyi bilinsə də, hələ də səmərəliliyinin artırılmasına ehtiyac var bu kimi proseslər və əlaqəli olanlar, xüsusən də kiçik miqyaslı istehsal üçün HCN istehsalının iqtisadiyyatını yaxşılaşdırmaq üçün. Enerji istifadəsini və ammonyak kəşfini minimuma endirmək, HCN istehsal nisbətini istifadə olunan qiymətli metal katalizatoru ilə müqayisədə artırmaq xüsusilə vacibdir. Üstəlik, katalizator, koklaşma kimi arzuolunmaz reaksiyaların təşviqi ilə HCN istehsalını zərərli şəkildə təsir etməməlidir. Bundan əlavə, bu prosesdə istifadə olunan katalizatorların fəaliyyətinin və həyatının yaxşılaşdırılması istənilir. Əhəmiyyətli olan, HCN istehsalına qoyulan investisiyanın böyük bir hissəsi platin qrupu katalizatorundadır. Bu ixtira əvvəlki texnikada olduğu kimi dolayı yolla deyil, birbaşa katalizatoru qızdırır və beləliklə bu desiderata nail olur.

Daha əvvəl müzakirə edildiyi kimi, nisbətən aşağı frekanslı induksiya isitmə nisbətən uzun elektrik keçirmə yolları olan obyektlərə yüksək güc səviyyələrində istilik çatdırılmasının yaxşı bir şəkildə təmin edildiyi bilinir. Endotermik qaz fazalı katalitik reaksiyaya reaksiya enerjisi verilərkən, istilik minimum enerji itkisi ilə birbaşa katalizatora çatdırılmalıdır. Yüksək səthli, qaz keçirən katalizator kütləsinə vahid və səmərəli istilik çatdırılması tələbləri induksiya isitmə imkanları ilə zidd görünür. Bu ixtira, katalizatorun yeni bir struktur formasına sahib olduğu bir reaktor konfiqurasiyası ilə əldə edilən gözlənilməz nəticələrə əsaslanır. Bu struktur forma aşağıdakıları özündə cəmləşdirir: 1) katalizatorun vahid qaydada səmərəli birbaşa induksiya istiləşməsini asanlaşdıran effektiv uzun elektrik keçiriciliyi yol uzunluğu və 2) yüksək səth sahəsi olan katalizator; bu xüsusiyyətlər endotermik kimyəvi reaksiyaların asanlaşdırılması üçün əməkdaşlıq edir. Reaksiya otağında tam dəmir çatışmazlığı, NH3 və karbohidrogen qazının reaksiyası ilə HCN istehsalını asanlaşdırır.

İnduksiya ilə isitmə gücünün hesablanması

Nümunə: Atmosfer Təzyiq Reaktoru
Material: 304 paslanmayan polad
Ölçülər: 2m(diametr)*3m(hündürlük)
Wall qalınlığı: 8mm
Reaktorun çəkisi: 1000kg (təxminən)
Həcmi: 7m³
Maye materialın çəkisi: 7t
Maye materialın xüsusi istilik tutumu: 4200J/kq*ºC
Tələblər: 20 saat ərzində 280ºC-dən 3ºC-ə qədər qızdırmaq

İstiliyin hesablanması düsturu: Q=sm▲t+km
Gücün hesablanması düsturu: xüsusi istilik tutumu J/(kq*ºC)×temperatur fərqiºC×çəki KG ÷ vaxt S = güc W
i.e. P=4200J/kg*ºC×(280-20)ºC×7000kg÷10800s=707777W≈708kW

Nəticə
Nəzəri güc 708kVt-dir, lakin istilik itkisi nəzərə alındığından faktiki güc adətən 20% artır, yəni faktiki güc 708kW*1.2≈850kW-dir. Kombinasiya olaraq yeddi dəst 120 kVt induksiya isitmə sistemi tələb olunur.

İndüksiyalı istilik qabları reaktorları