[发明专利]用于加热管道中的流体的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于加热流体的装置(112)。该装置(112)包括：至少一个导电管道(120)，其用于接收流体；至少一个导电线圈(110)；至少一个交流电压源(114)，其被连接到线圈(110)并且被设计用于将交流电压施加到线圈(110)。线圈(110)被设计为由于施加交流电压来生成至少一个电磁场。管道(120)和线圈(110)被布置以使得线圈(110)的电磁场在管道(120)中感应出电流，电流通过在电流通过传导管材料时产生的焦耳热来加热管道(120)以便加热流体。

技术领域

本发明涉及一种用于加热管道中的流体的装置和方法。

背景技术

已知通过直接点火来在化工行业中加热高温工艺。这些高温工艺中的大多数使用管式炉，例如蒸汽裂化器、蒸汽甲烷重整器(reformer)、脱氢装置、铂重整(platforming)等。这些炉中的烟气通常是相应工艺的CO₂排放的主要来源，并且与基于材料的工艺相关的CO₂排放(例如，来自水气变换反应)相比，烟气可以通过以电能的形式耦合所需的工艺能量来避免。已知的是，这些炉中由导电金属构成的管道可以通过电流而被直接加热。

例如，WO2015/197181A1描述了一种用于加热流体的装置，所述装置具有用于接收流体的至少一个导电管道和连接到至少一个管道的至少一个电压源。至少一个电压源被设计用于在至少一个管道中生成电流，该电流使至少一个管道升温以用于加热流体。至少一个电压源具有M个外部导体，M是大于或等于2的自然数。至少一个电压源被设计用于在外部导体上提供AC电压。这些AC电压相对于彼此相移2π/M。外部导体以导电方式连接到至少一个管道，以便形成星形电路。

JP08247546A描述了由金属产生的平坦、椭圆形和缠绕管道形成的管道。由沿着每个弯曲表面的螺旋缠绕成形的加热线圈被安装在管道行的内圆周表面和外圆周表面上，多个管道彼此相邻地安装。

然而，通过电流对管道的这种加热需要已知的高度优化的管道悬置的电绝缘，并且还需要管道的电接触来引入电流。管道的材料和横截面也基本上由工艺条件确定。然而，考虑到必要的压缩强度，大的横截面只会导致小的电阻，并且因此在低电压时具有非常高的必要电流。因此，馈线(feed line)的大导体横截面可能是必要的，这导致相同和复杂的高电流系统部分和变压器中的高损耗。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于加热流体的装置和方法，其至少大大地避免已知装置和方法的缺点。特别地，该装置和方法在技术上是简单的，以实现执行和容易执行并且也是便宜的。

该目的是通过具有独立权利要求中的特征的装置来实现的。装置的优选改进在相关联的从属权利要求和从属权利要求的依赖性引用中被特别的指定。

在下文中，术语“具有”、“包括”或“包含”或其任何语法变体被以非排他的方式使用。因此，这些术语可以涉及不存在与由这些术语引入的特征分开的另外的特征的情况，或者涉及其中存在一个或多个另外的特征的情况。例如，表达“A具有B”、“A包括B”或“A包含B”可能涉及其中除了B之外，在A中没有另外的元素的情况(即，其中排他地由B构成的情况)，并且涉及其中除了B之外，还存在例如元素C、多个元素C和D或甚至更多元素的一个或多个另外的元素的情况。

还指出，例如当特征或元素首次被引入时，在它们与一个或多个元素或特征结合使用并且旨在表达元素或特征可以被提供一次或多次时，术语“至少一个”和“一个或多个”和这些术语或类似术语的语法变体通常仅被使用一次。当随后再次提及该特征或元素时，通常不再使用对应的术语“至少一个”或“一个或多个”，而不限制特征或元素可被提供一次或多次的可能性。