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。離散的攪動媒介的主體容納在該腔室內(nèi)。離散的攪動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；以及離散的攪動媒介的主體，所述離散的攪動媒介的主體容納在腔室內(nèi)。
[0007]進一步設(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]進一步設(shè)置成攪動媒介是導(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徑向攪動槳的可轉(zhuǎn)動軸向軸，并且驅(qū)動馬達毗鄰所述腔室安裝且連接至所述可轉(zhuǎn)動軸向軸，優(yōu)選地，所述可轉(zhuǎn)動軸向軸和槳是導(dǎo)電的，從而提供在腔室內(nèi)的另一導(dǎo)電元件。
[0012]再進一步設(shè)置成可轉(zhuǎn)動軸向軸包括導(dǎo)管，所述導(dǎo)管圍繞液體流動路徑而連接至入口，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，所述筒狀籠固定到可轉(zhuǎn)動軸向軸，所述可轉(zhuǎn)動軸向軸連接至毗鄰腔室安裝的驅(qū)動馬達，所述筒狀籠容納離散攪動媒介的本體。
[0016]再進一步設(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。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的一個優(yōu)選實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)動馬達(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)而進入腔室(2)中。軸(12)包括多個在腔室(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)動馬達(13)借助于聯(lián)接件(14)遠離腔室(2)定位。這使得電驅(qū)動馬達(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。堅固的聯(lián)接件還確保在操作期間軸在腔室(2)內(nèi)正確運行。
[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。因為球(18)在操作期間經(jīng)受磨損，所以將以有規(guī)律的時間間隔對腔室進行保養(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)動馬達(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)的攪動而從腔室中移出，該球軸承使固體運動通過出口(11)。出口設(shè)置有螺旋傳送裝置以促進固體遠離腔室(2)的運動。
[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)進行進一步處理，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，實際的實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，這是因為增加長度會使軸(12)和馬達(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，因為彎曲會使得槳卡在腔室(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)意識到的是，上述實施例僅僅通過舉例給出，并不旨在限制本發(fā)明的保護范圍。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?；\容納攪動媒介，所述攪動媒介典型的是球軸承，且籠借助于軸而可轉(zhuǎn)動。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；以及離散的攪動媒介的主體，所述離散的攪動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徑向攪動槳的可轉(zhuǎn)動軸向軸，并且驅(qū)動馬達毗鄰所述腔室安裝且連接至所述可轉(zhuǎn)動軸向軸。
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)利要求中任一項所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述可轉(zhuǎn)動軸向軸包括導(dǎo)管，所述導(dǎo)管圍繞液體流動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)利要求中任一項所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述攪動媒介包括鋼球。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的電感應(yīng)加熱組件，其中所述攪動媒介包括不銹鋼球。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的電感應(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，所述筒狀籠固定到可轉(zhuǎn)動軸向軸，所述可轉(zhuǎn)動軸向軸連接至毗鄰腔室安裝的驅(qū)動馬達，所述筒狀籠容納離散的攪動媒介的本體。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的電感應(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而傳送至腔室出口并且從腔室出口移出 。
【文檔編號】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