電感應(yīng)加熱組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電感應(yīng)加熱組件，該電感應(yīng)加熱組件包括感應(yīng)加熱線圈，所述感應(yīng)加熱線圈圍繞同心封閉筒狀的腔室并且與該腔室隔熱，該腔室具有入口和出口。導(dǎo)電元件定位于腔室的一部分內(nèi)或形成腔室的一部分。該腔室包括用于使要在腔室內(nèi)加熱的物料均勻分配的均勻分配裝置。離散的攪動(dòng)媒介的主體容納在該腔室內(nèi)。離散的攪動(dòng)媒介的主體典型地包括鋼球。
【專利說明】電感應(yīng)加熱組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在線流體和氣體加熱，更特別地涉及一種用于裂化液態(tài)烴的熱裂化系統(tǒng)。其還具有在熱解、在各種工業(yè)中對液體和固體處理以及液體加熱領(lǐng)域中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]電感應(yīng)加熱應(yīng)用于許多工業(yè)，以將電能轉(zhuǎn)換為熱并且將該熱傳送至化合物、物品或媒介。其例如用于在食品工業(yè)中加熱流體。與這些設(shè)施相關(guān)的問題典型地包括設(shè)備的成本、大小和效率，這限制了它們的應(yīng)用。
[0003]另一種需要加熱的特定工業(yè)應(yīng)用為熱裂化工業(yè)。熱裂化是公知的且為此目的已經(jīng)開發(fā)了不同工藝。它是一種通過使將前體中的碳-碳鍵斷裂而將復(fù)雜的有機(jī)分子分解成較為簡單的分子(諸如輕質(zhì)烴)的工藝。
[0004]與傳統(tǒng)熱裂化系統(tǒng)相關(guān)的問題典型地包括加熱設(shè)備的成本、大小和效率，這限制了傳統(tǒng)熱裂化技術(shù)的有用性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種組件，對該組件被直接供電以提供受控的加熱能力。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供了一種電感應(yīng)加熱組件，所述電感應(yīng)加熱組件包括:感應(yīng)加熱線圈，所述感應(yīng)加熱線圈至少部分地圍繞封閉筒狀的腔室并與所述腔室隔熱，所述腔室具有入口和出口 ；導(dǎo)電元件，所述導(dǎo)電元件定位于腔室內(nèi)或者形成所述腔室的一部分；均勻分配裝置，所述均勻分配裝置用于使要在腔室內(nèi)加熱的物料均勻分配；以及離散的攪動(dòng)媒介的主體，所述離散的攪動(dòng)媒介的主體容納在腔室內(nèi)。
[0007]進(jìn)一步設(shè)置成電感應(yīng)加熱組件包括用于加壓腔室的加壓裝置，所述加壓裝置優(yōu)選地呈與所述腔室操作地連接的一處理電路內(nèi)的壓力控制閥的形式，更優(yōu)選地呈鄰近所述腔室的入口和出口的壓力控制閥的形式。
[0008]進(jìn)一步設(shè)置成攪動(dòng)媒介是導(dǎo)電的，且形成在腔室內(nèi)的導(dǎo)電元件，對于腔室，優(yōu)選地該腔室是導(dǎo)電的，或可替代地該腔室是非導(dǎo)電的。
[0009]進(jìn)一步設(shè)置成入口定位成鄰近腔室的第一端部，出口定位成鄰近腔室的第二端部。
[0010]進(jìn)一步設(shè)置成感應(yīng)加熱線圈與腔室之間的隔熱包括隔熱墊，且加熱組件包括圍繞加熱線圈的隔熱部，所述隔熱部優(yōu)選地呈隔熱墊或圍繞加熱線圈定位的陶瓷絕緣體的形式，還優(yōu)選容納在容納腔室的殼體中。
[0011]進(jìn)一步設(shè)置成熱交換器組件包括熱裂化腔室組件，均勻分配裝置包括帶有至少一個(gè)徑向攪動(dòng)槳的可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸，并且驅(qū)動(dòng)馬達(dá)毗鄰所述腔室安裝且連接至所述可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸，優(yōu)選地，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸和槳是導(dǎo)電的，從而提供在腔室內(nèi)的另一導(dǎo)電元件。
[0012]再進(jìn)一步設(shè)置成可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸包括導(dǎo)管，所述導(dǎo)管圍繞液體流動(dòng)路徑而連接至入口，該導(dǎo)管具有通向腔室的縱向間隔開的出口開口。[0013]本發(fā)明的其它特征設(shè)置成攪動(dòng)媒介是鋼，優(yōu)選的是鋼球，更優(yōu)選的是不銹鋼球，可替代的是研磨微粒媒介，優(yōu)選的是導(dǎo)電媒介，可替代的是非導(dǎo)電媒介。
[0014]再進(jìn)一步設(shè)置成出口包括螺旋傳送裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的其它特征設(shè)置成均勻分配裝置包括筒狀籠，所述筒狀籠的形狀與所述腔室的內(nèi)部尺寸互補(bǔ)，所述筒狀籠固定到可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸連接至毗鄰腔室安裝的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述筒狀籠容納離散攪動(dòng)媒介的本體。
[0016]再進(jìn)一步設(shè)置成腔室包括直圓筒形腔室。
[0017]本發(fā)明還提供了一種加熱液體(優(yōu)選熱裂化液體)的方法，所述方法包括在腔室中以感應(yīng)方式加熱(優(yōu)選裂化)用于待加熱液體的導(dǎo)電媒介，所述腔室具有入口和出口，接收所述液體并且使攪拌的攪動(dòng)媒介的主體處于腔室內(nèi)，保持腔室加壓,將所述液體經(jīng)由入口弓I入腔室內(nèi)，以及將已加熱的產(chǎn)物從腔室經(jīng)由出口收集。
[0018]進(jìn)一步設(shè)置成所述方法包括從腔室經(jīng)由出口收集裂化產(chǎn)物，且在裂化期間形成的固體物料通過對媒介的攪動(dòng)而傳送至腔室的出口并且從腔室的出口移出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面參照所附的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，附圖中:
[0020]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的熱裂化腔室的示意性剖視圖；以及
[0021]圖2示出了圖1的一部分的放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例包括熱裂化腔室組件，所述熱裂化腔室組件用于裂化油，諸如例如用于用過的工業(yè)油等，以產(chǎn)生有用且有價(jià)值的燃料和副產(chǎn)品。
[0023]如圖所示，熱裂化組件(I)包括裂化腔室(2 )，所述裂化腔室可以由具有端蓋元件(4、5)的不銹鋼筒(3)制成。包括適合的玻璃、陶瓷和石墨的其他材料可用于筒(3)。腔室
(2)形成組件的包括圍繞筒(3)卷繞的隔熱墊(6)的部分，與其徑向間隔開的是感應(yīng)加熱線圈(7)。隔熱墊(6)使腔室(2)的熱損失最小化。另一隔熱墊(8)圍繞加熱線圈(7)卷繞且封裝于殼體(9)內(nèi)，所述殼體容納腔室(2)、加熱線圈(7)和隔熱墊(6、8)。感應(yīng)加熱線圈
(7)定位成與腔室(2)同心以使加熱優(yōu)化。
[0024]感應(yīng)加熱線圈(7)電連接至遠(yuǎn)離組件定位的50KW功率發(fā)生器。
[0025]入口(10)設(shè)置在腔室(2)的一個(gè)端部中，出口(11)設(shè)置在相對端部處。軸(12)延伸穿過腔室(2)的一個(gè)端部，在此情況下是入口(10)端部。軸(12)借助于聯(lián)接件(14)固定到電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(13)。軸(12)延伸穿過一組基于石墨或陶瓷的密封件(15)以及軸承(16)而進(jìn)入腔室(2)中。軸(12)包括多個(gè)在腔室(2)沿著軸長度間隔開的徑向延伸的槳(17)。槳(17)從軸徑向延伸而鄰近腔室(2)的內(nèi)表面。
[0026]電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(13)借助于聯(lián)接件(14)遠(yuǎn)離腔室(2)定位。這使得電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(13)定位成在操作期間免受從腔室(2)散發(fā)的熱，這提供足夠的保護(hù)而免受在裂化處理期間產(chǎn)生的感應(yīng)渦電流和熱的影響。堅(jiān)固的聯(lián)接件還確保在操作期間軸在腔室(2)內(nèi)正確運(yùn)行。
[0027]在腔室(2)內(nèi)圍繞軸(12)填充有不銹鋼球(18)。腔室(2)的出口( 11)端部包括呈穿孔板形式的過濾器(19)，用于將球(18)保留在腔室(2)內(nèi)。過濾器(19)中的孔小于球軸承(18)的直徑。因?yàn)榍?18)在操作期間經(jīng)受磨損，所以將以有規(guī)律的時(shí)間間隔對腔室進(jìn)行保養(yǎng)，在此期間，在球(18)磨損到足以穿過過濾器(19)之前將磨損的球移出。在裂化過程產(chǎn)生的固體物料可穿過過濾器(19)到出口以用于取出。
[0028]球(18)、軸(12)、槳(17)和腔室(2)都是導(dǎo)電的，這意味著它們由于感應(yīng)而加熱。該熱被傳送至經(jīng)過腔室(2)的油。
[0029]組件(I)包括其電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(13)在內(nèi)，操作地位于熱裂化處理的管線內(nèi)。用過的油被泵送到腔室(2)內(nèi)，在該處進(jìn)行加壓加熱。油可以被加熱到約280 V到800 V并經(jīng)受28巴(bar)的壓力。典型地，維持腔室加壓，意味著其保持在大氣壓以上。腔室由位于通向腔室的入口通道和出口通道中的壓力控制閥加壓，以在它們之間維持腔室處于加壓狀態(tài)。
[0030]加壓加熱以已知方式產(chǎn)生油的熱裂化。裂化產(chǎn)生液體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物。固體借助于球軸承(18)的攪動(dòng)而從腔室中移出，該球軸承使固體運(yùn)動(dòng)通過出口(11)。出口設(shè)置有螺旋傳送裝置以促進(jìn)固體遠(yuǎn)離腔室(2)的運(yùn)動(dòng)。
[0031]裂化的固體產(chǎn)物和液體產(chǎn)物使用已知的熱裂化技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，該熱裂化技術(shù)包括蒸發(fā)、壓縮和分離。
[0032]腔室(2)還可以設(shè)置有惰性氣體入口，以使裂化過程優(yōu)化。
[0033]單元的尺寸可制成適合于特定的應(yīng)用，實(shí)際的實(shí)施例可以使筒的長度為約100厘米以及直徑為約14-20厘米。組件可以通過增加其直徑及/或長度來按比例增大。優(yōu)選的增大方法將增加直徑，這是因?yàn)樵黾娱L度會(huì)使軸(12)和馬達(dá)(13)上的應(yīng)變更大，這使得在操作期間防止軸彎曲變得更難，這是不期望的，因?yàn)閺澢鷷?huì)使得槳卡在腔室(2)的內(nèi)表面上。
[0034]上述內(nèi)容說明了組件是緊湊的且不應(yīng)超過將引入系統(tǒng)中的用過的油有效地加熱到所需溫度所需要的容積。
[0035]上述裂化單元的特定裝置可根據(jù)特定應(yīng)用修改，而且這樣的修改在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還能意識(shí)到所述的發(fā)明可適于在熱交換器、汽鍋和熱解過程中應(yīng)用。
[0036]應(yīng)意識(shí)到的是，上述實(shí)施例僅僅通過舉例給出，并不旨在限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，可以包括位于腔室內(nèi)并與腔室同心的籠，而軸固定到籠上?；\容納攪動(dòng)媒介，所述攪動(dòng)媒介典型的是球軸承，且籠借助于軸而可轉(zhuǎn)動(dòng)。這將不需要過濾器以及還可能不需要槳。
[0037]其他替代方案包括腔室由陶瓷制成，形成攪動(dòng)媒介的球包括鋼球。出口可以在沒有與其裝配的螺旋傳送裝置的情況下操作。
【權(quán)利要求】
1.一種電感應(yīng)加熱組件，所述電感應(yīng)加熱組件包括:感應(yīng)加熱線圈，所述感應(yīng)加熱線圈圍繞同心封閉筒狀的腔室并與所述腔室隔熱，所述腔室具有入口和出口 ；導(dǎo)電元件，所述導(dǎo)電元件定位于腔室的一部分內(nèi)或者形成所述腔室的一部分；均勻分配裝置，所述均勻分配裝置用于使要在腔室內(nèi)加熱的物料均勻分配；以及離散的攪動(dòng)媒介的主體，所述離散的攪動(dòng)媒介的主體容納在腔室內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的電感應(yīng)加熱組件，所述電感應(yīng)加熱組件包括用于腔室的加壓裝置，所述加壓裝置優(yōu)選地呈與在所述腔室操作地連接的處理電路內(nèi)的壓力控制閥的形式，更優(yōu)選地呈鄰近所述腔室的入口和出口的壓力控制閥的形式。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述攪動(dòng)媒介是導(dǎo)電的，并且包括在腔室內(nèi)的所述導(dǎo)電元件。
4.如權(quán)利要求1-3所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述腔室是導(dǎo)電的，并且包括形成腔室的一部分的所述導(dǎo)電兀件。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述入口定位成鄰近所述腔室的第一端部，所述出口定位成鄰近所述腔室的第二端部。
6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中感應(yīng)加熱線圈與腔室之間的隔熱包括隔熱墊。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述電感應(yīng)加熱組件包括熱裂化腔室組件。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中均勻分配裝置包括帶有至少一個(gè)徑向攪動(dòng)槳的可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸，并且驅(qū)動(dòng)馬達(dá)毗鄰所述腔室安裝且連接至所述可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸。
9.如權(quán)利要求8所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸和槳是導(dǎo)電的，并且包括在腔室內(nèi)的另一導(dǎo)電元件。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸包括導(dǎo)管，所述導(dǎo)管圍繞液體流動(dòng)路徑而與所述入口連接，所述導(dǎo)管具有通到所述腔室中的縱向間隔開的出口開口。
11.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述攪動(dòng)媒介包括鋼球。
12.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述攪動(dòng)媒介包括不銹鋼球。
13.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述出口包括螺旋傳送裝置。
14.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中均勻分配裝置包括筒狀籠，所述筒狀籠的形狀與所述腔室的內(nèi)部尺寸互補(bǔ)，所述筒狀籠固定到可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸，所述可轉(zhuǎn)動(dòng)軸向軸連接至毗鄰腔室安裝的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，所述筒狀籠容納離散的攪動(dòng)媒介的本體。
15.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述腔室包括直圓筒形腔室。
16.—種加熱液體的方法，所述方法包括在腔室中以感應(yīng)方式加熱用于待加熱流體的導(dǎo)電媒介，接收所述流體并且使攪拌的攪動(dòng)媒介的主體處于具有入口和出口的腔室內(nèi)，所述流體經(jīng)由入口引入腔室內(nèi)，以及已加熱的產(chǎn)物從腔室經(jīng)由出口收集。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述流體被熱裂化，并且包括從腔室經(jīng)由出口收集裂化產(chǎn)物，且在裂化期間形成的固體物料通過對媒介的攪動(dòng)而傳送至腔室出口并且從腔室出口移出 。
【文檔編號(hào)】H05B6/10GK103597909SQ201280029404
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月30日
【發(fā)明者】哈里·迪安·卡塞爾 申請人:哈里·迪安·卡塞爾