인덕션 압력 용기 가열

20년 이상의 경험을 바탕으로 유도 가열 는 전 세계 여러 국가에 용기 및 파이프 가열 시스템을 개발, 설계, 제조, 설치 및 시운전했으며, 가열 시스템은 자연적으로 간단하고 매우 신뢰할 수 있기 때문에 유도에 의한 가열 옵션을 선호하는 선택으로 간주해야합니다. 유도 가열은 공정에 직접 가져와 필요한 곳에 정확히 가열하도록 변환하는 전기의 모든 편리함을 구현합니다. 열원이 필요한 거의 모든 용기나 파이프 시스템에 성공적으로 적용할 수 있습니다.

인덕션은 다른 방법으로는 얻을 수 없는 많은 이점을 제공하며, 주변으로 열이 크게 방출되지 않기 때문에 공장 생산 효율이 향상되고 운영 조건이 개선됩니다. 이 시스템은 특히 위험 구역에서의 합성수지 생산과 같은 정밀 제어 반응 공정에 적합합니다.

각각 인덕션 가열 용기 는 각 고객의 특정 요구 사항과 필요에 따라 맞춤 제작되며, 다양한 가열 속도와 다양한 크기를 제공합니다. 저희 엔지니어들은 다년간의 경험을 바탕으로 맞춤형 빌드를 발전시켜 왔습니다. 유도 가열 시스템 다양한 산업 분야에서 폭넓게 사용되고 있습니다. 히터는 공정의 정확한 요구 사항에 맞게 설계되었으며 작업장이나 현장에서 용기에 빠르게 장착할 수 있도록 제작되었습니다.

고유한 혜택

- 인덕션 코일과 가열된 용기 벽 사이에 물리적 접촉이 없습니다.
- 신속한 시작 및 종료. 열 관성이 없습니다.
- 낮은 열 손실
- 오버 촬영 없이 제품 및 용기 벽 온도를 정밀하게 제어합니다.
- 높은 에너지 입력. 자동 또는 마이크로프로세서 제어에 이상적
- 안전 위험 지역 또는 선로 전압에서 표준 산업 작동.
- 고효율의 무공해 균일 가열.
- 낮은 운영 비용.
- 저온 또는 고온 작업.
- 간단하고 유연하게 운영할 수 있습니다.
- 최소한의 유지보수.
- 일관된 제품 품질.
- 최소 바닥 면적 요구 사항을 생성하는 용기에 자체 내장된 히터.

유도 가열 코일 설계 는 현재 사용 중인 대부분의 형태와 모양의 금속 용기 및 탱크에 사용할 수 있습니다. 몇 센티미터에서 수 미터 직경 또는 길이에 이르기까지 다양합니다. 연강, 클래드 연강, 견고한 스테인리스강 또는 비철 용기는 모두 성공적으로 가열할 수 있습니다. 일반적으로 최소 6mm의 벽 두께가 권장됩니다.

단위 정격 설계 범위는 1KW에서 1500KW까지입니다. 유도 가열 시스템에는 전력 밀도 입력에 제한이 없습니다. 존재하는 모든 제한은 제품의 최대 열 흡수 용량, 공정 또는 용기 벽 재료의 야금학적 특성에 의해 부과됩니다.

인덕션 가열은 공정에 직접 전기를 공급하고 필요한 곳에 정확히 열을 가할 수 있도록 변환하는 모든 편리함을 구현합니다. 제품과 접촉하는 용기 벽에서 직접 가열이 이루어지고 열 손실이 극히 적기 때문에 이 시스템은 매우 효율적입니다(최대 90%).

유도 가열은 다른 방법으로는 얻을 수 없는 많은 이점을 제공하며, 주변으로 열이 크게 방출되지 않기 때문에 공장의 생산 효율이 향상되고 운영 조건이 개선됩니다.

유도 공정 가열을 사용하는 일반적인 산업:

- 리액터 및 주전자
- 접착제 및 특수 코팅
- 화학, 가스 및 석유
- 식품 가공
- 야금 및 금속 마감

- 예열 용접
- 코팅
- 금형 가열
- 피팅 및 비피팅
- 열 조립
- 식품 건조
- 파이프라인 유체 가열
- 탱크 및 용기 난방 및 단열

HLQ 인덕션 인라인 히터 배열은 다음과 같은 애플리케이션에 사용할 수 있습니다:

- 화학 및 식품 가공을 위한 공기 및 가스 가열
- 공정 및 식용유용 핫 오일 가열
- 기화 및 과열: 즉각적인 증기 상승, 저온 및 고온/고압(100bar에서 최대 800ºC)

이전 선박 및 연속 히터 프로젝트에는 다음이 포함됩니다:

반응기 및 주전자, 오토클레이브, 공정 용기, 저장 및 침전 탱크, 수조, 통 및 스틸 포트, 압력 용기, 기화기 및 과열기, 열교환기, 로터리 드럼, 파이프, 이중 연료 가열 용기

이전 인라인 히터 프로젝트에는 다음이 포함됩니다:

고압 과열 증기 히터, 재생 공기 히터, 윤활유 히터, 식용유 및 식용유 히터, 질소, 질소 아르곤 및 촉매 리치 가스(CRG) 히터를 포함한 가스 히터.

인덕션 가열 는 전기 전도성 물질을 선택적으로 가열하는 비접촉 방식으로, 교류 자기장을 가하여 와전류라고 하는 전류를 물질에 유도하여 수용체라고 하는 물질을 가열하는 방식입니다. 유도 가열은 용융, 정제, 열처리, 용접, 납땜 등 금속을 가열하기 위한 목적으로 금속 산업에서 수년 동안 사용되어 왔습니다. 유도 가열은 50Hz의 낮은 AC 전력선 주파수부터 수십 MHz의 주파수까지 광범위한 주파수 범위에서 실행됩니다.

주어진 유도 주파수에서 유도 필드의 가열 효율은 물체에 더 긴 전도 경로가 존재할 때 증가합니다. 큰 고체 작업물은 낮은 주파수로 가열할 수 있지만 작은 물체는 더 높은 주파수가 필요합니다. 주어진 크기의 물체를 가열할 때 주파수가 너무 낮으면 유도 필드의 에너지가 물체에 원하는 강도의 와전류를 생성하지 못하므로 비효율적인 가열이 이루어집니다. 반면 주파수가 너무 높으면 유도 필드의 에너지가 물체 내부로 침투하지 못하고 와전류가 표면 또는 그 근처에서만 유도되므로 불균일하게 가열됩니다. 그러나 기체 투과성 금속 구조의 유도 가열은 종래 기술에서는 알려져 있지 않습니다.

기체상 촉매 반응을 위한 선행 기술 공정에서는 반응성 기체 분자가 촉매 표면과 최대한 접촉할 수 있도록 촉매의 표면적이 높아야 합니다. 종래의 공정은 일반적으로 필요한 표면적을 얻기 위해 다공성 촉매 재료 또는 적절하게 지지되는 많은 작은 촉매 입자를 사용합니다. 이러한 선행 기술 공정은 전도, 복사 또는 대류에 의존하여 촉매에 필요한 열을 공급합니다. 화학 반응의 우수한 선택성을 달성하려면 반응물의 모든 부분이 균일한 온도와 촉매 환경을 경험해야 합니다. 따라서 흡열 반응의 경우 열 전달 속도는 촉매층의 전체 부피에 걸쳐 가능한 한 균일해야 합니다. 전도, 대류, 복사는 모두 본질적으로 필요한 열 전달 속도와 균일성을 제공하는 데 한계가 있습니다.

대표적인 선행 기술인 영국 특허 2210286(GB '286)은 전기 전도성이 없는 작은 촉매 입자를 금속 지지체에 장착하거나 촉매에 도핑하여 전기 전도성을 부여하는 방법을 설명합니다. 금속 지지체 또는 도핑 물질은 유도 가열되어 차례로 촉매를 가열합니다. 이 특허는 촉매층을 중앙으로 통과하는 강자성 코어의 사용에 대해 설명합니다. 강자성 코어에 선호되는 재료는 실리콘 철입니다. 약 600°C까지의 반응에는 유용하지만, 영국 특허 2210286의 장치는 더 높은 온도에서 심각한 제한이 있습니다. 강자성 코어의 자기 투과성은 고온에서 크게 저하됩니다. 에릭슨, C. J., "산업용 난방 핸드북", 84-85페이지에 따르면 철의 자기 투과성은 600°C에서 저하되기 시작하여 750°C에서 효과적으로 사라집니다. GB '286의 배열에서 촉매층의 자기장은 강자성 코어의 자기 투과성에 의존하므로 이러한 배열은 HCN 생산에 필요한 1000°C 이상에 도달하는 것은 물론 750°C 이상의 온도까지 촉매를 효과적으로 가열하지 못합니다.

영국 특허 2210286의 장치도 화학적으로 HCN 제조에 적합하지 않은 것으로 여겨집니다. HCN은 암모니아와 탄화수소 가스를 반응시켜 만들어집니다. 철은 고온에서 암모니아의 분해를 유발하는 것으로 알려져 있습니다. 강자성 코어와 GB '286의 반응 챔버 내의 촉매 지지체에 존재하는 철은 암모니아의 분해를 유발하고 암모니아와 탄화수소의 원하는 반응을 촉진하기보다는 억제하여 HCN을 형성하는 것으로 여겨집니다.

시안화수소(HCN)는 화학 및 광산업에서 다양하게 사용되는 중요한 화학물질입니다. 예를 들어 시안화수소는 아디포니트릴, 아세톤 시아노히드린, 시안화나트륨 및 살충제, 농산물, 킬레이트제, 동물 사료 제조의 중간체 제조에 사용되는 원료입니다. HCN은 26°C에서 끓는 독성이 강한 액체이므로 엄격한 포장 및 운송 규정이 적용됩니다. 일부 애플리케이션에서는 대규모 HCN 제조 시설에서 멀리 떨어진 외딴 곳에서 HCN이 필요합니다. 이러한 장소로 HCN을 운송하는 것은 큰 위험을 수반합니다. HCN을 사용할 현장에서 생산하면 운송, 보관, 취급 시 발생할 수 있는 위험을 피할 수 있습니다. 선행 기술 공정을 사용하는 소규모 현장 생산은 경제적으로 실현 가능하지 않습니다. 그러나, 본 발명의 공정 및 장치를 사용하면 대규모뿐만 아니라 소규모의 HCN 현장 생산도 기술적으로나 경제적으로 실현 가능합니다.

수소, 질소, 탄소가 포함된 화합물을 고온에서 촉매를 사용하거나 사용하지 않고 결합하면 HCN이 생성될 수 있습니다. 예를 들어, HCN은 일반적으로 암모니아와 탄화수소의 반응에 의해 만들어지는데, 이 반응은 흡열성이 매우 높습니다. HCN을 제조하는 세 가지 상업적 공정은 BMA(Blausaure aus Methan und Ammoniak), 안드루소우, 쇼위니건 공정입니다. 이러한 공정은 열 발생 및 전달 방법과 촉매 사용 여부에 따라 구분할 수 있습니다.

안드루소 공정은 반응기 체적 내에서 탄화수소 가스와 산소가 연소할 때 발생하는 열을 사용하여 반응열을 제공합니다. BMA 공정은 외부 연소 과정에서 발생하는 열을 사용하여 원자로 벽의 외부 표면을 가열하고, 이는 다시 원자로 벽의 내부 표면을 가열하여 반응 열을 제공합니다. 쇼위니건 공정은 유동층의 전극을 통해 흐르는 전류를 사용하여 반응열을 제공합니다.

안드루소프 공정에서는 백금 촉매가 있는 상태에서 천연가스(메탄 함량이 높은 탄화수소 가스 혼합물), 암모니아, 산소 또는 공기의 혼합물을 반응시킵니다. 촉매는 일반적으로 백금/로듐 와이어 거즈의 여러 층으로 구성됩니다. 산소의 양은 반응물의 부분 연소가 반응물을 1000°C 이상의 작동 온도로 예열하는 데 충분한 에너지를 제공할 뿐만 아니라 HCN 형성에 필요한 반응 열을 제공할 수 있는 정도입니다. 반응 생성물은 HCN, H2, H2O, CO, CO2 및 미량의 더 높은 아질산염이며, 이 물질은 분리되어야 합니다.

BMA 공정에서는 암모니아와 메탄의 혼합물이 고온 내화성 재료로 만들어진 비다공성 세라믹 튜브 내부로 흐릅니다. 각 튜브의 내부는 백금 입자로 라이닝 또는 코팅되어 있습니다. 튜브는 고온 용광로에 넣고 외부에서 가열합니다. 열은 세라믹 벽을 통해 벽의 필수적인 부분인 촉매 표면으로 전달됩니다. 반응은 일반적으로 반응물이 촉매와 접촉하면서 1300°C에서 수행됩니다. 반응 온도가 높고 반응 열이 크며 촉매 표면의 코킹이 반응 온도 이하에서 발생하여 촉매를 비활성화할 수 있기 때문에 필요한 열유속이 높습니다. 각 튜브의 직경은 일반적으로 약 1 인치이므로 생산 요구 사항을 충족하려면 많은 수의 튜브가 필요합니다. 반응 생성물은 HCN과 수소입니다.

쇼위니건 공정에서 프로판과 암모니아로 구성된 혼합물의 반응에 필요한 에너지는 비촉매 코크스 입자로 이루어진 유동층에 잠긴 전극 사이에 흐르는 전류에 의해 제공됩니다. 쇼위니건 공정에서 촉매가 없고 산소나 공기가 없다는 것은 반응이 일반적으로 1500°C를 초과하는 매우 높은 온도에서 진행되어야 한다는 것을 의미합니다. 필요한 온도가 높을수록 공정의 구성 재료에 대한 제약이 더욱 커집니다.

상술한 바와 같이, HCN은 Pt족 금속 촉매의 존재 하에서 NH3와 CH4 또는 C3H8과 같은 탄화수소 가스의 반응에 의해 생산될 수 있는 것으로 알려져 있지만, 특히 소규모 생산의 경우 HCN 생산의 경제성을 개선하기 위해 이러한 공정 및 관련 공정의 효율성을 개선할 필요성이 여전히 존재합니다. 특히 사용되는 귀금속 촉매의 양에 비해 HCN 생산량을 극대화하면서 에너지 사용량과 암모니아 분해율을 최소화하는 것이 중요합니다. 또한 촉매는 코킹과 같은 바람직하지 않은 반응을 촉진하여 HCN 생산에 악영향을 미치지 않아야 합니다. 또한, 이 공정에 사용되는 촉매의 활성과 수명을 개선하는 것이 바람직합니다. 중요한 것은, HCN 생산에 대한 투자의 상당 부분이 백금족 촉매에 투자된다는 것입니다. 본 발명은 종래 기술에서와 같이 촉매를 간접적으로 가열하는 것이 아니라 직접 가열함으로써 이러한 요구 사항을 달성합니다.

앞서 설명한 것처럼 상대적으로 저주파 유도가열은 전기 전도 경로가 비교적 긴 물체에 높은 전력 수준에서 균일한 열 전달을 제공하는 것으로 알려져 있습니다. 흡열 기체상 촉매 반응에 반응 에너지를 제공할 때는 에너지 손실을 최소화하면서 열을 촉매에 직접 전달해야 합니다. 높은 표면적의 가스 투과성 촉매 덩어리에 균일하고 효율적인 열 전달에 대한 요구 사항은 유도 가열의 기능과 상충되는 것으로 보입니다. 본 발명은 촉매가 새로운 구조적 형태를 갖는 반응기 구성으로 얻은 예상치 못한 결과를 기반으로 합니다. 이 구조적 형태는 다음과 같은 특징을 결합합니다: 1) 촉매의 효율적인 직접 유도 가열을 균일하게 촉진하는 효과적으로 긴 전기 전도 경로 길이, 2) 높은 표면적을 갖는 촉매; 이러한 특징은 흡열 화학 반응을 촉진하기 위해 협력합니다. 반응 챔버에 철이 전혀 없기 때문에 NH3와 탄화수소 가스의 반응에 의한 HCN의 생산이 용이합니다.

유도 가열 용기 반응기