Результат интеллектуальной деятельности: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР ИНДУКЦИОННОГО ТИПА

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.