Изобретение относится к электрическим нагревательным приборам индукционного типа для ведения химических процессов с катализатором и нагрева жидкостей, газов или паров, каковые приборы состоят из трансформатора, вторичная обмотка которого, образующая нагреватель, выполнена секционированной, с расположением секций одна над другой и снабжением их электрическими выключателями.
Предлагаемый прибор предназначается, главным, образом, для использования в окислительном процессе природного газа, содержащего метан, при получении из него формалина, а также и для других химических экзотермических процессов.
Для возможности получения при каталитических химических процессах соответствующей для каждого слоя нагреваемого вещества температуры, в зависимости от хода реакции в различных точках катализатора, и по возможности в целом на всем вертикальном протяжении катализатора держать постоянную температуру во избежание перегревов, остановки процесса и уменьшения выхода, зигзагообразно изогнутые проводники, расположенные в резервуаре для нагреваемого вещества или охватывающие его, образующие секции вторичной обмотки, снабжены системами труб для пропуска охлаждающей среды, расположенными аналогично проводникам и помешенными в стенках резервуара, причем для этой цели можно использовать и сами проводники, сделав их полыми в части, расположенной внутри или около резервуара.
На чертеже фиг. 1 изображает вертикальный разрез предлагаемого электрического нагревательного прибора по ABCDEFGK фиг. 3; фиг. 2 - то же, продольный разрез его; фиг. 3 - вид сверху его с частичным поперечным разрезом; фиг. 4 - продольный разрез его в другой форме выполнения; фиг. 5 - второй продольный разрез его; фиг. 6 - вид сверху его в поперечном разрезе.
В металлическом резервуаре 1 прибора (фиг. 1-3) имеется ряд параллельных отделений 2 для катализатора, в промежутках между которыми помещены проводники. Сердечник 13 трансформатора имеет первичную обмотку 14, питаемую от сети, и вторичную - в виде отдельных секций из зигзагообразно изогнутых проводников 12, представляющих собою железные широкие ленты, расположенные одна над другой и охватывающие все отделения резервуара 1. Каждая секция проводников 12 снабжена отдельным электрическим выключателем 15.
В отделениях 2 резервуара 1 помещается катализатор (твердый), удерживаемый снизу сеткой 3. Прибор закрывается сверху и снизу отъемными крышками с фланцами 4, с входным для газа отверстием 5 и выходным 6.
B толще каждой стенки просверлены отверстия 7 с ввинченными в конце их металлическими трубками 8 с запорными кранами 9 на них. Все отверстия в стенке с одного края соединены просверленным каналом 10, присоединенным трубой 11 к компрессору со сжатым воздухом.
Газ, предварительно подогретый, поступает по трубе через отверстие 8 в отделение резерзуара 1, где в первых слоях нагревается катализатором до температуры реакции. Катализаторы, помещенные в отделениях, благодаря наличию толстой стенки резервуара, равномерно прогреваются через стенки лентой 12, в которой тепловая энергия выделяется по закону Джоуля током, индуктируемым в ленте 12 через сердечник 13. Газ продолжает итти по отделениям к выходному отверстию 6, равномерно распределяясь по всем отделениям. Но чем дальше он идет, тем температура (в силу экзотермичности реакции) возрастает, вследствие чего возникает необходимость в поддержании ее постоянной в средней части отделений, а еще ниже - и в отводе тепла наружу. Отвод тепла достигается открытием наружных кранов 9 и пропусканием по трубе 11, а затем 10 и через отверстие 7 и трубки 8 охлаждающей среды, например, холодного воздуха.
Таким образом удается достигнуть во всех местах соответствующей температуры и регулировать ее по слоям, открывая и закрывая краны 9. Температура измеряется в надлежащих местах термопарами, вставленными в просверленные отверстия 16 в стенках. На фиг. 1 обозначено одно из таких отверстий.
Кроме того каждая лента, дабы не нагреваться, может быть совершенно выключена посредством выключателя 15 на ходу процесса.
В другой форме выполнения, изображенной на фиг. 3-5, резервуар для нагреваемого вещества выполнен в виде квадратного сечения камеры 1, сложенной из огнеупорного кирпича с магннезитовой футеровкой и изоляцией 4. Внутри камеры проходят зигзагообразные пустотелые ленты 2, образующие короткозамкнутую обмотку трансформатора 5 с первичной обмоткой 6. По внутреннему пространству 3 проводников-лент 2 проходит по мере надобности охлаждающая среда, например, холодный воздух от компрессора. Пустотелые ленты 2 проводника состоят из полос железа, сваренных по бортам. Катализатор загружается в камеру на сетку 11 и нагревается опять так же, как и в приборе на фиг. 1-3, лентой-проводником 2 при пропускании по ней электрического тока, индуктированного катушкой 6. Каждая лента снабжена рубильником 7. Аппарат закрывается квадратными конусными фланцами 8 с входным для газа отверстием 9 и выходным 10. Таким образом катализатор размещается равномерно между зигзагами проводника 2 и равномерно ими прогревается.
Газ поступает в аппарат через отверстие 9 и на первых слоях нагревается до температуры реакции. Затем в силу экзотермичности газ нагревается несколько сильнее, и к концу слоя возникает необходимость понижать его температуру, дабы не шло сильного и бесполезного горения газа. Тогда включается охлаждающая среда, например, воздух от компрессора, который проходит по полой части 3 ленты и ее охлаждает, охлаждая вместе с тем катализатор, а через него и газ. Кроме того на каждой ленте может быть устроен рубильник для выключения ее. Таким образом является также возможным регулировать температуру процесса, которая измеряется термопарами, проходящими через отверстия 12 стенки прибора.
1. Электрический нагревательный прибор индукционного типа, состоящий из трансформатора, вторичная короткозамкнутая обмотка которого, образующая нагреватель, сделана секционированной причем секции расположены одна над другой и снабжены электрическими выключателями, отличающийся тем, что с целью применить прибор для ведения химических процессов при условии нагрева различных слоев нагреваемого вещества до различных температур, расположенные в резервуаре для нагреваемого вещества или охватывающие этот резервуар зигзагообразно изогнутые проводники, образующие секции вторичной обмотки, снабжены расположенными аналогично проводникам и независимыми друг от друга системами охлаждающих труб.
2. При приборе по п. 1 применение проводников, выполненных в части, расположенной внутри или около резервуара, полыми для пропуска охлаждающей среды.
3. При приборе по п. 1 применение систем охлаждающих труб, расположенных в стенках резервуара.
4. При приборе по п. 3 применение резервуара, состоящего из ряда параллельных отделений, в промежутках между которыми расположены проводники.
