[发明专利]感应加热反应器

权利要求书

1.一种用于执行吸热催化反应的管式热交换反应器，所述管式热交换反应器包括:

外管，具有第一端和第二端，其中，所述第一端是入口端，并且其中，所述第二端是封闭端，

内管，同轴地布置在所述外管内并与所述外管间隔开，其中，所述内管的至少一部分保持易受感应加热影响的催化剂材料的床，并且其中，所述内管具有入口端和出口端，

感应线圈，设置在限于所述外管与所述内管之间的环形空间内，

电源，被布置为将交流电供应到所述感应线圈，以在所述内管内的所述催化剂材料的床的至少一部分内生成交变磁场，

其中，所述管式热交换反应器被布置为允许工艺气体流被引导到所述外管的入口端中，以在限于所述外管与所述内管之间的环形空间中朝向所述外管的第二端流动，并且随后流到所述内管中，以到达所述催化剂材料的床并经历产生生成气体的吸热反应，

其中所述催化剂材料在支持体上包括铁磁性纳米颗粒的成分和催化活性纳米颗粒的成分。

2.根据权利要求1所述的管式热交换反应器，其中，所述内管被布置为允许在运转期间、在流动于所述环形空间中的工艺气体与流动于所述内管内的生成气体之间进行热交换。

3.根据权利要求1或2所述的管式热交换反应器，其中，所述管式热交换反应器被设计为在所述外管与所述内管之间提供达到5巴的压力差。

4.根据权利要求1或2所述的管式热交换反应器，其中，在所述管式热交换反应器的外管的外表面上设置隔热物。

5.根据权利要求1或2所述的管式热交换反应器，其中，所述感应线圈具有沿着所述管式热交换反应器的纵向轴线的长度，并且其中，沿着所述内管的外表面与所述感应线圈之间的所述内管的至少一部分长度设置隔热物。

6.根据权利要求1或2所述的管式热交换反应器，其中，所述内管由磁透明材料制成。

7.根据权利要求1或2所述的管式热交换反应器，其中，所述感应线圈由中空管构造，所述中空管被布置为使得额外的流能够流经所述中空管。

8.根据权利要求1所述的管式热交换反应器，其中，所述铁磁性纳米颗粒包括涂覆有氧化物的一个或更多个铁磁性宏观支持体，并且其中，所述氧化物浸渍有所述催化活性纳米颗粒，在经历交变磁场时所述一个或更多个铁磁性宏观支持体易受感应加热影响，并且其中，所述一个或更多个铁磁性宏观支持体至少在达到给定温度范围T的上限的温度下是铁磁性的。

9.根据权利要求1所述的管式热交换反应器，其中，所述催化活性纳米颗粒和铁磁性纳米颗粒的粉末被混合并被处理以提供催化混合物的坯体，所述坯体具有催化剂与铁磁性纳米颗粒之间的预定比率。

10.根据权利要求1所述的管式热交换反应器，其中，所述铁磁性纳米颗粒是浸渍有所述催化活性纳米颗粒的多孔铁磁性材料。

11.根据权利要求1所述的管式热交换反应器，其中，所述铁磁性纳米颗粒包括多个铁磁性坯体，并且其中，所述催化活性纳米颗粒被浸渍在催化剂载体材料的坯体上，浸渍有所述催化活性纳米颗粒的所述催化剂载体材料的坯体和所述铁磁性坯体以预定比率混合。

12.根据权利要求1或2所述的管式热交换反应器，其中，所述感应线圈的材料在下列材料中选择：铁铬铝(FeCrAl)合金、镍锰铜的合金、铜、钨及其组合。

13.根据权利要求1或2所述的管式热交换反应器，其中，限于所述外管与所述内管之间的环形空间包括催化剂材料。

14.根据权利要求1至13中的任一项所述的管式热交换反应器的应用，用于执行下列反应中的一个或更多个反应：蒸汽重整、氰化氢生成、碳氢化合物的裂解、甲醇裂解和氨裂解。