專利名稱：一種用于氣體加熱的管式電加熱器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種無機及有機氣體高溫氣相化學反應加熱的管式電加熱器，尤其涉及一種溫度在200 ~ 150(TC高溫氣體反應加熱的管 式電加熱器。
背景技術：
在20(TC以上的氣體加熱、高溫氣相化學反應加熱方式有很多種， 常見的有石油、天然氣、電加熱等。但燃料加熱方式存在設備投資高， 環境污染、易燃物的管理運輸安全等問題，而電加熱方式由于其投資 小，無污染、電網較為發達而廣泛的應用于各種氣體加熱中。但傳統 的電加熱方式用于氣體加熱時，多釆用在加熱管或加熱裝置外纏繞電 阻絲、電阻帶、加熱線圈等。由于是間接加熱方式，熱損高，電能利 用率較低，且存在電阻絲、加熱線圏短路造成加熱裝置燒壞、觸電的 危險，因此在加熱溫度較高的場合應用有一定缺陷。發明內容針對上述背景技術存在的缺陷，本發明的目的是提供 一種電能利 用率高、加熱安全、可以用于高溫氣體反應的管式電加熱器。本發明的一種用于氣體加熱的管式電加熱器，包括包括位于中心 的加熱管、包覆于加熱管外壁的絕熱絕緣層、和加熱管連接的磁性調 壓器，其中，所述的磁性調壓器為3個或3n (n = 2， 3…)個。在加 熱功率較小時(如小于60Kw)，只釆用一個磁性調壓器即可。本發明所述的加熱管為直管、彎管、排管或盤管，加熱管供加熱 氣體直接接觸。本發明所述的加熱管釆用金屬材料。本發明所述的管式電加熱器還包括在加熱管的出口或沿其軸向 設置溫度傳感器。溫度傳感器的個數根據實際情況而定，用于檢測各 段加熱溫度。本發明所述的溫度傳感器個數最少為n個，最好為3n個，更多 個數則不限，其中的n是和磁性調壓器中的n的值是相對應的。釆用3個磁性調壓器為金屬加熱管提供三個單相電流，可根據加 熱氣體所需出口溫度，對各個單相磁性調壓器功率進行同時控制，可 保證三相供電平衡，提高電能利用效率。采用311(11=2, 3...)個的磁 性調壓器時也可釆用三個單相的磁性調壓器為 一組進行各段溫度分 別控制，以達到用于高溫氣體反應需控制各段溫度的要求。分段溫度控制具體為本發明在釆用3n個(n = 2, 3,...)磁性 調壓器時，釆用n個點溫度分別對一組(三個)單相磁性調壓器的加 熱功率進行控制，如釆用6個磁性調壓器時，設兩個溫度點，前一個 溫度點控制前一組(前三個)磁性調壓器的輸出功率，后一個溫度點 控制后一組(后三個)磁性調壓器輸出功率，這樣在三相平衡的情況 下，電能利用率最高。在分段溫度控制要求更嚴格的場合可設置3n 個溫度點，每個溫度點控制一個磁性調壓器的輸出功率以達到用于高 溫氣體反應需控制各段溫度的要求，但是這樣的缺點是電流三相不平 衡，電流利用率稍低。本發明所述的管式電加熱器用于各種無機氣體、有機氣體的加 熱，也可應用于功率需求在幾千瓦至數千千瓦的氣體加熱器、高溫氣 體反應器。所述的無機氣體可以是氣氣、空氣、氧氣、水蒸汽、 一氧 化碳、六氟化硫等。所述的有機氣體可以是烷烴、卣代烷烴、烯烴、 鹵代烯烴、炔烴、芳烴、鹵代芳烴、其他雜環化合物有機氣體等。本發明所述的管式電加熱器的有益效果本發明的管式電加熱器釆用直接加熱方式，利用加熱管本身作為 發熱電阻元件，熱損低，電能利用率大大提高，電能利用率高達80 %以上。特別適合于高溫氣相化學反應(如裂解反應)需嚴格控制溫
度區間的電加熱裝置，而且可以達到用于高溫氣體需控制各段溫度的要求，加熱溫度可控制在10CTC 150(TC加熱管材質能承受的溫度范 圍內，特別是在20(TC -150(TC普通加熱方式不易達到的溫度范圍內， 加熱較為安全，加熱管進出口處于零電位，與其他設備連接時不需要


圖1為本發明使用6個磁性調壓器用于高溫氣體裂解反應的管式 電加熱器示意圖。圖中1、金屬加熱管；2、絕熱絕緣層；3、磁性調壓器；4、溫 度傳感器。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。 實施例l下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
圖1中所示為"門"型管式電加熱器包括金屬加熱管1、包覆于 金屬加熱管外側的絕熱絕緣層2、與金屬加熱管l連接的6個磁性調 壓器3、沿金屬加熱管l軸向設置的6個溫度傳感器4。本實施例中 的金屬加熱管l為彎管，也可以根據需要設置為直管、排管或盤管。 磁性調壓器3也可以為3個或者3n (n=3, 4.…)個，在加熱功率較 小時(如小于60Kw)，只釆用一個磁性調壓器即可。本領域常規使 用的磁性調壓器均可以用于本發明。溫度傳感器4的個數也可以根據 需設置為n個，最好為3n個，更多個數則不限，其中的n是和磁性 調壓器3中的n相對應。380V交流電源分別經6個磁性調壓器3調壓后，用圖中所示接法 將次級三相電流通于金屬加熱管l上，金屬加熱管l開始發熱升溫，當 加熱氣體以一定的流速流過金屬加熱管l時，加熱氣體溫度逐漸升高， 前一組(前三個)磁性調壓器3安裝在金屬加熱管l的進口位置可控制
加熱氣體的溫度起到預熱效果，后一組(后三個)磁性調壓器3安裝 在金屬加熱管l出口的位置，用來控制最終出口的溫度。當加熱氣體 通過金屬加熱管l出口位置的時候，當加熱氣體溫度高于所需的溫度 時，溫度傳感器4會將信號傳遞給后一組磁性調壓器3，降低磁性調壓器3的輸出功率，來控制出口加熱氣體的溫度，反之出口加熱氣體溫 度低時，增加磁性調壓器3的輸出功率，來控制出口加熱氣體的溫度達到預定的要求。在溫度要求更加嚴格的情況下，可以對每個磁性調壓器3單獨控制，從而控制加熱氣體的溫度。根據加熱功率的不同， 前一組磁性調壓器3與后一組磁性調壓器3可使用不同功率、產生電壓 不同的次級電流。單組磁性調壓器3與金屬加熱管1上相鄰接點距離 (即電阻)需相同。但釆用多組磁性調壓器3時，各相鄰接點距離可 不一致，具體由加熱或反應所需功率決定。6個溫度傳感器4用于檢測 各段的加熱溫度。本實施例釆用6個磁性調壓器3，設兩個溫度點，前一個溫度點控 制前一組(前三個)磁性調壓器3輸出功率，控制金屬加熱管l首段加 熱后的氣體溫度，后一個溫度點控制后一組(后三個)磁性調壓器3 輸出功率，控制加熱氣體最終的出口溫度。當采用3個磁性調壓器3為金屬加熱管l提供三個單相電流，可根 據加熱氣體所需出口溫度，同時控制各個單相磁性調壓器3的功率， 可保證三相供電平衡，提高電能利用效率。當釆用311(11=3， 4....)個磁性調壓器3時，設n個溫度點，前一 個溫度點控制前一組(前三個)磁性調壓器3輸出功率，來控制金屬 加熱管l首段預熱后的氣體溫度，中間的n-2( n=3, 4.…)個溫度點 控制中間的n-2( n=3, 4....)組磁性調壓器3的輸出功率，用來控制 加熱氣體的分段加熱的溫度，后一個溫度點控制后一組(后三個)磁 性調壓器3的輸出功率，控制加熱氣體最終出口的溫度。分段溫度控制，在三相平衡的情況下，電能利用率最高，電能利用率達到80%以上。本發明所述的管式電加熱器用于各種無機氣體、有機氣體的加 熱，也可用于功率需求在幾千瓦至數千千瓦的氣體加熱器、高溫氣體 反應器。其中無機氣體可以是氮氣、空氣、氧氣、水蒸汽、 一氧化碳、 六氟化硫等，有機氣體可以是烷烴、鹵代烷烴、烯烴、鹵代烯烴、炔 烴、芳烴、卣代芳烴、其他雜環化合物有機氣體。
權利要求
1、一種用于氣體加熱的管式電加熱器，包括加熱管(1)、包覆于加熱管(1)外壁的絕熱絕緣層(2)和加熱管(1)連接的磁性調壓器(3)，其特征在于，所述的磁性調壓器(3)為3個或3n(n＝2，3...)個。
2、 如權利要求1所述的管式電加熱器，其特征在于，所述的加 熱管(1)為直管、彎管、排管或盤管。
3、 如權利要求l或2所述的管式電加熱器，其特征在于，所述 的加熱管(1)采用金屬材料。
4、 如權利要求1-3任一所述的管式電加熱器，其特征在于，所 述的管式電加熱器還包括在加熱管(1)的出口或沿其軸向設置溫度 傳感器(4)。
5、 如權利要求4所述的管式電加熱器，其特征在于，所述的溫 度傳感器(4)為3n個，其中的n是和磁性調壓器個數中的n是相對 應的。
全文摘要
本發明提供了一種管式電加熱器，包括加熱管(1)、包覆于加熱管外壁的絕熱絕緣層(2)和加熱管(1)連接的磁性調壓器(3)，其中磁性調壓器(3)為3個或3n(n＝2，3...)個。本發明的管式電加熱器加熱的溫度范圍可達到200℃～1500℃。
文檔編號H05B3/40GK101150894SQ20071017648
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月29日 優先權日2007年10月29日
發明者張勁松, 張德波, 江林方, 明 程, 賀譚瑞 申請人:上海晨光共創高分子材料有限公司