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(fā)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(huán)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(fā)達而廣泛的應用于各種氣體加熱中。但傳統(tǒng) 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(fā)明內容針對上述背景技術存在的缺陷，本發(fā)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(fā)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(fā)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(fā)明所述的加熱管釆用金屬材料。本發(fā)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(shù)根據實際情況而定，用于檢測各 段加熱溫度。本發(fā)明所述的溫度傳感器個數(shù)最少為n個，最好為3n個，更多 個數(shù)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(fā)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(fā)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(shù)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(huán)化合物有機氣體等。本發(fā)明所述的管式電加熱器的有益效果本發(fā)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(fā)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(qū)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(fā)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(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。 實施例l下面結合附圖對本發(fā)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(guī)使 用的磁性調壓器均可以用于本發(fā)明。溫度傳感器4的個數(shù)也可以根據 需設置為n個，最好為3n個，更多個數(shù)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(fā)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(fā)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(shù)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(huán)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(shù)中的n是相對 應的。
全文摘要
本發(fā)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(fā)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(yōu)先權日2007年10月29日
發(fā)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(chuàng)高分子材料有限公司