CN116491225A - 有效间接电加热 - Google Patents

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CN116491225A CN202180075667.6A CN202180075667A CN116491225A CN 116491225 A CN116491225 A CN 116491225A CN 202180075667 A CN202180075667 A CN 202180075667A CN 116491225 A CN116491225 A CN 116491225A
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E·詹恩
A·舒斯托夫
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Abstract

本发明提出了一种装置(110)，其包括至少一个用于接收至少一种给料的管道(112)。装置(110)具有至少一个电流传导介质(129)。装置(110)具有至少一个电流或电压源(126)，其被构造为在电流传导介质(129)中产生电流，该电流通过在电流流经电流传导介质(129)时所产生的焦耳热来加热管道(112)。

Description

有效间接电加热
技术领域
本发明涉及一种包括至少一个管道的装置，以及一种在管道中加热给料的方法。
背景技术
这样的装置在原理上是已知的。例如，WO2015/197181A1描述了一种用于加热流体的装置，其包括用于接收流体的至少一个导电管道，以及连接到至少一个管道的至少一个电压源。所述至少一个电压源被设置为在至少一个管道中产生交变电流，其加热至少一个管道以便加热流体。
WO2020/035575描述了一种用于加热流体的装置。该装置包括：-用于接收流体的至少一个导电管道和/或至少一个导电管道部段，以及-至少一个DC电流源和/或DC电压源，其中每个管道和/或每个管道部段都被分配了一个连接到相应管道和/或相应管道部段的DC电流源和/或DC电压源，其中相应的DC电流源和/或DC电压源被设计成在相应管道和/或相应管道部段中产生电流，该电流通过在电流流经导电管道材料时产生的焦耳热来加热相应管道和/或相应管道部段，以便加热流体。
CA2613726A1公开了需求受控的热水器及其操作方法。热水器包含电解加热子系统，该电解加热子系统是在操作期间变热的脉冲电解系统。在电解加热子系统的电解容器附近的是集成到水导管中的热交换导管。当水流过需求受控的热水提供器时，水流过热交换导管并且由此被加热。CA2613908A1公开了辐射加热系统及其操作方法。该系统使用电解加热子系统。电解加热子系统是在操作期间加热存在于电解容器中的介质的脉冲电解系统。被加热的介质循环通过经由第一导管连接到电解容器的热交换器，其加热热交换器。热载体介质经由第二导管循环通过辐射加热软管和热交换器。当热载体介质循环通过热交换器时，它被加热，在这种情况下，吸收的热通过辐射加热管软管辐射。US3,855,449A描述了两个相互连通的腔室，每个腔室包含一定量的液体电解质和一定量的蒸汽形式的电解质。腔室的包含蒸汽部分相互连接，并且腔室的包含液体部分相互连接。腔室中的一个容纳可以连接到电能源的电极，以便引起电极的加热和液体电解质的蒸发。在另一个腔室中的是热交换器，待加热的介质可以通过该热交换器流动。在腔室的包含蒸汽部分之间的连接中布置的是响应于待加热的介质的温度的阀。如果需要加热介质，则阀打开，使得蒸发的电解质可以流出其中存在电极的腔室，进入另一个腔室，并且可以在热交换器处冷凝。由冷凝的电解质释放的热传递到介质。
然而，用于加热管道中的流体的已知装置通常在技术上是复杂的，或者只能以高水平的技术复杂性来实施。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种包括用于接收至少一种给料/进料的至少一个管道的装置，给料以及一种加热给料的方法，所述装置和方法至少在很大程度上避免了已知设备和方法的缺点。特别地，所述装置和方法应在技术上易于实施和实施，并且在经济上也是可行的。特别地，所述装置是可用的，并且所述方法可用于以下设备：用于进行至少一种吸热反应的设备、用于加热的设备、用于预加热的设备、蒸汽裂解器、蒸汽重整器、用于烷烃脱氢的设备、重整器、用于干式重整的设备、用于苯乙烯生产的设备、用于乙苯脱氢的设备、用于裂解尿素、异氰酸酯、三聚氰胺的设备、裂解器、催化裂解器、用于脱氢的设备。
该目的通过具有独立权利要求的特征的装置、方法和设备来实现。本发明的优选构造特别在相关的从属权利要求和从属权利要求的相关参考中限定。
术语"具有"、"包括"或"包含"或其任何语法变型在下文中以非排他性方式使用。因此，这些术语可涉及除由这些术语引入的特征之外不存在另外的特征的情况，或者涉及存在一个或多个另外的特征的情况。例如，表述"A具有B"、"A包括B"或"A包含B"可涉及除B之外在A中不存在另外的元件的情况(即，涉及A排他性地由B组成的情况)以及除了B之外在A中存在一个或多个另外的元件(例如，元件C、元件C和D或甚至另外的元件)的情况。
还指出，当术语"至少一个"和"一个或多个"以及这些术语或类似术语的语法变型与一个或多个元件或特征结合使用并旨在表达该元件或特征可以被提供一次或多次时，通常仅使用一次，例如当该特征或元件被首次引入时。当该特征或元件随后被再次提及时，通常不再使用对应的术语"至少一个"或"一个或多个"，而不限制该特征或元件可以被提供一次或多次的可能性。
此外，在下文中，术语"优选地"、"特别地"、"例如"或类似术语与可选特征结合使用，而不限制可替代实施例。因此，由这些术语引入的特征是可选特征，并且不意图由这些特征限制权利要求并且特别是独立权利要求的保护范围。因此，如本领域技术人员将理解的，本发明还可以使用其它配置来执行。以类似的方式，由"在本发明的一个实施例中"或"在本发明的一个工作示例中"引入的特征被理解为可选特征，而不意图由此限制可替代配置或独立权利要求的保护范围。此外，由此与其它特征一起引入的特征的所有可能组合，无论是可选的或非可选的特征，都将保持不受这些介绍性表达的影响。
在本发明的第一方面，提出了一种装置，其包括至少一个用于接收至少一种给料的管道。
在本发明的上下文中，"给料/给料"可以被理解为基本上是指可以产生和/或生产反应产物的任何材料，特别是通过至少一种化学反应。反应可以是吸热反应。反应可以是非吸热反应，例如预加热或加热操作。给料可以特别是与其进行化学反应的反应物。给料可以是液体或气体。给料可以是待热解的烃和/或混合物。给料可以包括选自以下的至少一种元素：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、乙苯、瓦斯油、冷凝物、生物流体、生物气、热解油、废油和由可再生给料构成的液体。生物流体可以例如是来自可再生给料(例如生物油或生物柴油)的脂肪或油或其衍生物。其他给料也是可想到的。
在本发明的上下文中，"管道"可以理解为设置用于接收和/或输送给料的任何形状的装置。管道可以是和/或包括至少一个反应管，在其中可以进行至少一个化学反应。管道可以包括至少一个管道和/或至少一个管道部段和/或至少一个管道盘管。管道部段可以是管道的子区域。下文中，表述"管道"和"管道部段"和"管道盘管"用作同义词。管道的几何形状和/或表面和/或材料可以取决于待输送的给料。还可以取决于期望的反应和/或避免特定反应来选择管道的几何形状和/或表面和/或材料。例如，可以选择陶瓷管以减少结焦。
所述装置可包括多个管道。所述装置可具有I个管道，其中I为不小于二的自然数。举例来说，所述装置可具有至少两个、三个、四个、五个或另外更多个管道。所述装置可具有(例如)多达一百个管道。所述管道可相同地或不同地配置。
管道可以包括对称和/或非对称管道和/或其组合。管道的几何形状和/或表面和/或材料可以取决于待输送的给料或另外取决于反应的优化或其它因素。在纯对称的构造中，装置可以包括相同管道类型的管道。"非对称管道"和"对称和非对称管道的组合"可以被理解为意味着装置可以包括管道类型的任何组合，其可以例如根据需要另外并联或串联连接。"管道类型"可以被理解为意味着以特定特征为特征的一个类别或管道设计。管道类型可以至少以选自包括以下项的群组中的一个特征为特征：管道的水平构造；管道的竖直构造；入口长度(I1)和/或出口长度(I2)和/或过渡区长度(l3)；入口直径(d1)和出口直径(d2)和/或过渡区直径(d3)；通路的数量n；每个通路的长度；每个通路的直径；几何形状；表面；和材料。装置可以包括并联和/或串联连接的至少两种不同管道类型的组合。例如，装置可以包括不同的入口长度(I1)和/或出口长度(I2)和/或过渡区长度(I3)的管道。例如，装置可以包括具有入口直径(d1)和/或出口直径(d2)和/或过渡区直径(d3)的非对称性的管道。例如，装置可以包括具有不同通路数量的管道。例如，装置可以包括具有多个通路的管道，其中每个通路的长度不同和/或每个通路的直径不同。原则上，可以设想并联和/或串联的任何管道类型的任何组合。单独的管道可以被分配一个或多个电流源或电压源。电力和/或电压供应可以例如通过使用至少一个控制器来调节，在每种情况下取决于反应和方法。
所述装置可以包括多个入口和/或出口和/或生产流。不同或相同管道类型的管道可以与多个入口和/或出口并联和/或串联布置。管道可以采取结构套件形式的各种管道类型的形式，并且可以根据最终用途按需要选择和组合。使用不同管道类型的管道可以使得能够在进料波动和/或反应的选择性收率和/或优化方法时更精确地控制温度和/或调节反应。管道可以包括相同或不同的几何形状和/或表面和/或材料。
管道可以是贯通连接的，并因此形成用于接收给料的管道系统。"管道系统"可以被理解为意味着由至少两个特别互连的管道组成的设备。管道系统可以包括输入和输出管道。管道系统可以包括用于接收给料的至少一个入口。管道系统可以包括用于排出给料的至少一个出口。"贯通连接"可以被理解为意味着管道以流体引导的方式互连。因此，管道可以使得给料一个接一个地流过管道的方式布置和连接。管道中的多个或所有管道可以串联和/或并联配置。管道可以使得给料可以并联地流过至少两个管道的方式彼此并联地互连。管道，特别是并联连接的管道，可以使得并联地输送不同给料的方式设计。特别地，并联连接的管道可以具有相互不同的几何形状和/或表面和/或材料以用于输送不同给料。特别地，对于给料的输送，管道中的多个或全部可以处于并联配置，使得给料可以在处于并联配置的那些管道之中被分配。还存在串联连接和并联连接的可想到的组合。
例如，管道可以包括至少一个用于接收给料的导电管道。"导电管道"可以被理解为意味着管道——特别是管道的材料——被设计为传导电流。然而，也可以设想作为非导电管道或传导性差的管道的配置。管道可以具有导电或电绝缘配置。金属管道和陶瓷管道都是可以设想的。
管道以及相应的输入和输出管道可以彼此流体连接。在使用导电管道的情况下，输入和输出管道可以彼此电隔离。"彼此电隔离"可以理解为是指管道和输入和输出管道彼此隔离，使得在管道和输入和输出管道之间不存在导电和/或可容忍的导电。该装置可以包括至少一个绝缘体，特别是多个绝缘体。可以通过绝缘体来确保相应管道和输入和输出管道之间的电隔离。绝缘体可以确保给料的自由流动。
该装置包括至少一个电流传导介质。该装置具有至少一个电流源或电压源，其被设置成在电流传导介质中产生电流，该电流通过在电流流经电流传导介质时产生的焦耳热对管道进行加热。
在本发明的上下文中，"电流传导介质"可以理解为指具有电流传导和/或磁特性的任何介质。考虑到磁滞加热的影响，磁性材料，即具有磁特性的电流传导介质，可以比非磁性材料更快地加热。磁性材料可以对快速变化的磁场具有自然阻抗。具有差的磁传导性的材料，例如铝或铜，由于它们的低磁导率可以被较低效地加热。例如，电流传导介质可以是和/或包括至少一种具有铁磁特性的材料；例如，磁导率可以是约1至1000000H/m。例如，电流传导介质可以包括钴、铁、镍和/或铁氧体。电流传导介质可以具有比电阻率。电流传导介质可以是高阻介质。电流传导介质可以具有0.1Ωmm2/m≤ρ≤1000Ωmm2/m、优选10Ωmm2/m≤ρ≤1000Ωmm2/m的比电阻率ρ。使用这样的电流传导介质可以使加热给料所需的功率量最小化。原则上，以简化的术语表示，功率P＝U·I＝I2·R，其中U为电压，I为电流，R为电阻。考虑到额外的电感效应，功率可以由P＝((I2＊R)2+(i2＊2π＊f＊L)2)0.5表示，其中L是电感，f是频率。可以通过适当选择电流传导介质的比电阻率来提供更宽的电压和电流范围。可以优选选择可以在较高温度下使用的电流传导介质。相比之下，对于水来说，需要非常高的压力才能达到这些温度；例如，300℃对应于90巴。
电流传导介质可以是任何物质状态。电流传导介质可以是固态、液态和/或气态的物质状态，并且包括混合物，例如乳液和悬浮液。电流传导介质可以是电流传导颗粒或电流传导流体。电流传导介质可以具有选自包括以下项的群组的至少一种材料：碳、碳化物、硅化物、导电油、盐熔体、无机盐和固液混合物。
电流源和/或电压源可包括单相或多相AC电流源和/或单相或多相AC电压源或DC电流源和/或DC电压源。该装置可具有将电流源和/或电压源电连接到电流传导介质的至少一个输入和输出。
所述装置可以具有例如至少一个AC电流源和/或至少一个AC电压源。所述AC电流源和/或AC电压源可以是单相或多相源。"AC电流源"可以被理解为表示被设计成提供交流电流的电源。"交流电流"可以被理解为表示具有随时间以规律重复方式变化的极性的电流。例如，交流电流可以是正弦交流电流。"单相"AC电流源可以被理解为表示提供具有单相的电流的AC电流源。"多相"AC电流源可以被理解为表示提供具有多于一个相的电流的AC电流源。"AC电压源"可以被理解为表示被设置成提供AC电压的电压源。"AC电压"可以被理解为表示具有随时间以规律重复方式变化的电平和极性的电压。例如，AC电压可以是正弦AC电压。由AC电压源生成的电压使电流流动，特别是使交流电流动。"单相"AC电压源可以被理解为表示提供具有单相的交流电的AC电压源。"多相"AC电压源可以被理解为表示提供具有多于一个相的交流电的AC电压源。
所述装置可具有至少一个DC电流源和/或至少一个DC电压源。"DC电流源"可理解为意指经设置以提供DC电流的设备。"DC电压源"可理解为意指经设置以提供DC电压的设备。DC电流源和/或DC电压源可经设置以在电流传导介质中产生DC电流。"DC电流"可理解为意指在强度及方向方面基本上恒定的电流。"DC电压"可理解为意指基本上恒定的电压。"基本上恒定"可理解为意指具有在预期效果方面微不足道的变化的电流或电压。
所述装置可具有多个电流源和/或电压源，所述电流源和/或电压源选自包括以下项的群组：单相或多相AC电流源和/或单相或多相AC电压源或DC电流源和/或DC电压源，及其组合。所述装置可具有2个到M个不同电流源和/或电压源，其中M是不小于三的自然数。所述电流源和/或电压源可经配置具有或不具有控制至少一个电输出变量的可能性。所述电流源和/或电压源可彼此独立地为电可控的。所述电流源和/或电压源可具有相同或不同配置。举例来说，所述装置可经设置使得电流和/或电压可针对所述装置的不同区域调整。所述装置可具有多个管道，其中所述管道属于不同温度区域或区。所述管道本身可同样具有温度区域。使用多个电流源和/或电压源允许电压特定来说针对不同区域变化。举例来说，有可能实现不太高的电流，其将导致过热管道，或相反地，过冷管道。
该装置可以具有多个单相或多相AC电流源或AC电压源。管道可以各自被分配有电流传导介质，其中AC电流源和/或AC电压源连接到电流传导介质，尤其是经由至少一个电连接。还可想到的是其中至少两个管道共享电流传导介质以及AC电流源和/或AC电压源的实施例。为了连接AC电流源或AC电压源和电流传导介质，可电加热电抗器可以具有2个至N个输入和输出，其中N是不小于三的自然数。相应的AC电流源和/或AC电压源可以被设置成在相应的电流传导介质中产生电流。AC电流源和/或AC电压源可以是受控的或不受控的。AC电流源和/或AC电压源可以被配置成具有或不具有控制至少一个电输出变量的可能性。"输出变量"可以被理解成意指电流值和/或电压值和/或电流信号和/或电压信号。该装置可以具有2个至M个不同的AC电流源和/或AC电压源，其中M是不小于三的自然数。AC电流源和/或AC电压源可以是独立电可控的。例如，可以在相应的电流传导介质中产生不同的电流，并且在各管道中实现不同的温度。
装置可包括多个DC电流源和/或DC电压源。每个管道可被分配有电流传导介质和尤其是经由至少一个电连接部连接到电流传导介质的DC电流源和/或DC电压源。为了连接DC电流源和/或DC电压源和电流传导介质，装置可具有2个至N个正端子和/或导体和2个至N个负端子和/或导体，其中N为不小于三的自然数。相应的DC电流源和/或DC电压源可被设置成在相应的电流传导介质中产生电流。所生成的电流可通过在电流流经电流传导介质时产生的焦耳热来加热相应的管道，以便加热给料。
在电流传导介质中产生的电流可以通过在电流流经电流传导介质时产生的焦耳热来加热相应管道，以便加热给料。"管道的加温"可以理解为意指导致管道温度变化的操作，特别是管道温度的升高。管道的温度可以保持恒定，例如当在管道中发生的反应所吸收的热量与所接收的热量一样多时。
该装置可以设置成将给料加热到200℃至1700℃、优选300℃至1400℃、更优选400℃至875℃的范围内的温度。管道可以设置成至少部分地吸收由电流传导介质产生的焦耳热，并且至少部分地将其释放到给料。至少一个吸热反应可以在管道中发生。"吸热反应"可以理解为是指从环境中吸收能量(特别是以热的形式)的反应。吸热反应可以包括给料的加热和/或预加热。
"加热"给料可以理解为是指导致给料温度变化的操作，尤其是给料温度升高，例如加热给料。给料可以例如通过加热被加温到限定或预定的温度值。
所述装置可为设备的一部分。例如，所述设备可选自：用于进行至少一个吸热反应的设备、用于加热的设备、用于预加热的设备、蒸汽裂解器、蒸汽重整器、用于烷烃脱氢的装置、重整器、用于干式重整的装置、用于苯乙烯生产的装置、用于乙苯脱氢的装置、用于尿素、异氰酸酯、三聚氰胺的裂解的装置、裂解器、催化裂解器、用于脱氢的装置。
该装置可以是例如蒸汽裂解器的一部分。"蒸汽裂解"可以理解为是指一种方法，其中较长链烃，例如石脑油、丙烷、丁烷和乙烷，以及瓦斯油和蜡油，在蒸汽存在下通过热解转化为短链烃。蒸汽裂解可以产生氢、甲烷、乙烯和丙烯作为主要产物，并且还产生丁烯和热解苯等。蒸汽裂解器可以设置为将流体加热至550℃至1100℃范围内的温度。
例如，该装置可以是重整炉的一部分。"蒸汽重整"可以被理解为是指用于从水和含碳能量载体，特别是烃，如天然气、轻质汽油、甲醇、沼气或生物质，生产氢和碳氧化物的方法。例如，流体可以被加热到200℃至875℃，优选400℃至700℃范围内的温度。
例如，装置可以是用于烷烃脱氢的设备的一部分。"烷烃脱氢"可以理解为是指通过将烷烃脱氢，例如将丁烷脱氢成丁烯(BDH)或将丙烷脱氢成丙烯(PDH)来生产烯烃的方法。用于烷烃脱氢的设备可以设置为将流体加热到400℃至700℃范围内的温度。
然而，也可以设想其他温度和温度范围。
电流传导介质可以设置在任何容器中，例如管或圆筒。电流传导介质可以通过加热容器直接或间接地部电加热。
所述电流传导介质和所述管道可相对于彼此布置成使得所述电流传导介质至少部分地围绕所述管道和/或使得所述管道至少部分地围绕所述电流传导介质。"至少部分地围绕"可理解为表示其中所述电流传导介质完全围绕所述管道或所述管道完全围绕所述电流传导介质的实施例，以及其中仅所述管道的子区域被所述电流传导介质围绕或所述管道的子区域围绕所述电流传导介质的实施例。例如，所述管道可布置为中空圆柱体中的内圆筒并且被外部粒状材料围绕。例如，所述电流传导介质可例如布置为所述管道内的管道中的粒状材料。例如，可存在填充有布置在所述管道内的电流传导介质的多个管。例如，可提供包含所述给料的多个管道，其被包含电流传导介质的圆筒围绕。例如，包含电流传导介质的多个圆筒可以围绕包含所述给料的管道的环形件的形式布置。例如，所述管道可为螺旋形的并且包含所述电流传导介质(例如粒状材料)的圆筒可围绕所述管道布置。例如，可提供包含电流传导介质的螺旋形管，其被包含所述给料的管道围绕。例如，多个螺旋形元件可提供在所述管道中或所述电流传导介质中。还可想到其中所述电流传导介质布置在围绕管道的各个区域的多个中空圆柱体中并且使得能够单独加热所述管道的区域的实施例。
管道的间接加热可以实现电源的简化概念。可以避免在直接加热的情况下发生的问题，诸如非常热的引脚和绞合线以及高电流流动。通过优化电流传导介质的电阻率，可以使电流最小化，使得与直接加热的管道相比仅需要相对小的功率需求，并且具有较低输出的变压器相应地可以实现。此外，由于管道本身不处于电压下，所以更容易可以实现安全性。在直接加热的情况下可能出现并且可能导致不期望的效应(例如，加热的管道中的电流的不受控制的不对称分布)的感应电阻(电抗)可以通过使用间接加热来最小化或避免。由于管道与电源解耦，所以可以简单得多的方式来按比例放大。对于该概念，还可以使用任何类型的电流，例如DC电流、三相AC电流等，并且甚至将它们组合地用于一个处理工艺。管道类型的许多组合是可能的，并且因此灵活的反应器设计是可能的。独立的给料概念是可能的，诸如单一进料、联合裂解或分流裂解。
所述装置可以具有至少一个线圈，用于感应加热的目的。
电流源或电压源可以连接到该线圈，该线圈被设置为向该线圈供应电压或电流。电流传导介质和线圈可以被布置为使得线圈的电磁场在电流传导介质中感应电流，该电流传导介质通过在电流流经电流传导介质时产生的焦耳热来加热电流传导介质，以便加热给料。
该装置可具有至少一个另外的电压源或电流源，该电压源或电流源连接至线圈并被设置成向线圈供给电压或电流。线圈可被设置成由于供给而产生至少一个电磁场。例如，管道可以是导电构造和导磁构造，并且线圈可被布置成使得线圈的电磁场在管道中感应出电流，该电流通过在电流流经导电管道材料时产生的焦耳热来加热管道，以便加热给料。
线圈几何形状可以是任何构造。例如，线圈可以是竖直的、水平的、圆柱形的或其他不同的构造。
可以在反应空间中提供多个感应加热器，其可以例如并联、串联或不同布置。
关于装置的构造，特别是关于电流传导介质和给料的管道的构造，进一步参考装置的描述。
在另一方面，在本发明的上下文中，提出了一种包括本发明的装置的设备。关于设备的配置，对装置的进一步向上或向下的描述进行参考。
所述设备可选自：用于进行至少一种吸热反应的设备、用于加热的设备、用于预加热的设备、蒸汽裂解器、蒸汽重整器、用于烷烃脱氢的装置、重整器、用于干式重整的装置、用于苯乙烯生产的装置、用于乙苯脱氢的装置、用于尿素、异氰酸酯、三聚氰胺的裂解的装置、裂解器、催化裂解器、用于脱氢的装置。
在另一方面，在本发明的上下文中，提出了一种加热给料的方法。在该方法中，使用本发明的装置。
该方法包括以下步骤：
-提供用于接收给料的至少一个管道，并在管道中接收给料；
-提供至少一个电流源和/或至少一个电压源；
-在装置的电流传导介质中产生电流，该电流通过在电流流经电流传导介质时产生的焦耳热来加热管道，以加热给料。
关于实施例和定义，可以参考装置的以上描述。方法步骤可以指定的顺序执行，但是也可以至少部分同时进行一个或多个步骤，并且也可以重复一个或多个步骤多于一次。另外，可以另外执行另外的步骤，而不管它们是否在本说明书中被提及。
总之，在本发明的上下文中，特别优选下列实施例：
实施例1一种装置，其包括用于接收至少一种给料的至少一个管道，所述装置具有至少一种电流传导介质，并且所述装置具有至少一个电流源或电压源，所述电流源或电压源设置为在电流传导介质中产生电流，该电流通过在电流流经电流传导介质时产生的焦耳热而加热管道。
实施例2根据前一实施例所述的装置，其中，该装置被设置成将给料加热到200℃至1700℃、优选地300℃至1400℃、更优选地400℃至875℃的温度范围。
实施例3根据前一实施例所述的装置，其中，所述电流传导介质和所述管道相对于彼此以如下方式布置：即，使得所述电流传导介质至少部分地围绕所述管道和/或使得所述管道至少部分地围绕所述电流传导介质。
实施例4根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述电流传导介质为固体、液体和/或气体的物质状态以及选自包括固体、液体和气体的群组的混合物。
实施例5根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述电流传导介质是电流传导颗粒或电流传导流体。
实施例6根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述电流传导介质包括选自包括碳、碳化物、硅化物、导电油、盐熔体、无机盐和固液混合物的群组中的至少一种材料。
实施例7根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，在管道中进行至少一个吸热反应，所述吸热反应包括给料的加热和/或预加热。
实施例8根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，电流传导介质的比电阻率ρ为0.1Ωmm2/m≤ρ≤1000Ωmm2/m，优选地为10Ωmm2/m≤ρ≤1000Ωmm2/m。
实施例9根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述电流源和/或电压源包括单相或多相AC电流源和/或单相或多相AC电压源，或DC电流源和/或DC电压源。
实施例10根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述装置具有多个电流源和/或电压源，所述电流源和/或电压源选自包括以下项的群组：单相或多相AC电流源和/或单相或多相AC电压源或DC电流源和/或DC电压源，以及它们的组合。
实施例11根据前述实施例的装置，其中，所述电流源和/或电压源被配置为具有或不具有控制至少一个电输出变量的可能性。
实施例12根据前述实施例的装置，其中，所述电流源和/或电压源是独立可电控的。
实施例13根据前三个实施例中的任一项所述的装置，其中，所述电流源和/或电压源被相同地或不同地配置。
实施例14根据前四个实施例中任一项所述的器件，其中，电流和/或电压可针对装置的各个区域进行调节。
实施例15根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述装置具有2个至M个不同的电流源和/或电压源，其中M是不小于三的自然数。
实施例16根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，该装置具有将电流源和/或电压源电连接到电流传导介质的至少一个输入和输出。
实施例17根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述管道具有导电或电绝缘的构造。
实施例18根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述装置具有多个管道，所述管道是贯通连接的，因此形成用于接收给料的管道系统。
实施例19根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述装置具有I个管道，其中I为不小于2的自然数，所述管道包括对称管或非对称管和/或它们的组合。
实施例20根据前两个实施例中任一项所述的装置，其中，所述管道就直径、和/或长度、和/或几何形状来说具有不同的配置。
实施例21根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述管道和对应的输入和输出管道以流体连通方式互连，所述管道是金属管道，所述管道与所述输入和输出管道彼此电绝缘，所述装置具有绝缘体，所述绝缘体设置成确保相应管道与所述输入和输出管道之间的电隔离，并且所述绝缘体设置成确保给料的自由流动。
实施例22根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，多个或所有管道为串联和/或并联配置。
实施例23根据前述实施例中任一项所述的装置，其中，所述给料是待热解的烃和/或混合物。
实施例24根据前述实施方式中任一项所述的装置，所述装置具有用于感应加热目的至少一个线圈，所述电流源或电压源连接至所述线圈并被设置为向所述线圈供应电压或电流，并且所述电流传导介质和所述线圈被布置为使得所述线圈的电磁场在所述电流传导介质中感应电流，以加热所述给料，所述电流通过在电流流经所述电流传导介质时产生的焦耳热来加热所述电流传导介质。
实施例25根据前述实施方式中任一项所述的装置，所述装置具有用于感应加热目的至少一个线圈，所述装置具有至少一个另外的电压源或电流源，所述至少一个另外的电压源或电流源连接到所述线圈并且被设置为向所述线圈供应电压或电流，所述线圈被设置为借助于所述供应产生至少一个电磁场，并且所述管道和所述线圈被布置为使得所述线圈的电磁场在所述管道中感应电流，从而通过在所述电流通过导电管道材料时产生的焦耳热来加热所述管道，以便加热所述给料。
实施例26一种包括至少一个根据前述实施例中任一项所述的装置的设备。
实施例27根据前述实施例的设备，其中，所述设备选自包括以下项的群组：用于执行至少一个吸热反应的设备、用于加热的设备、用于预加热的设备、蒸汽裂解器、蒸汽重整器、用于烷烃脱氢的装置、重整器、用于干式重整的装置、用于苯乙烯生产的装置、用于乙苯脱氢的装置、用于尿素、异氰酸酯、三聚氰胺的裂解的装置、裂解器、催化裂解器、用于脱氢的装置。
实施例28一种用于加热至少一种给料的方法，该方法使用根据前述实施例中任一项所述的装置，该方法涉及装置，所述方法包括以下步骤：
-提供用于接收给料的至少一个管道，并在管道中接收给料；
-提供至少一个电流源和/或至少一个电压源；
-在装置的电流传导介质中产生电流，该电流通过在电流流经电流传导介质时产生的焦耳热来加热管道，以加热给料。
附图说明
本发明的进一步细节和特征将从下面的优选工作示例的描述中变得明显，特别是结合所附权利要求。相应的特征可以独立实现，或者多个特征可以彼此组合实现。本发明不限于工作示例。工作示例在附图中示意性地表示。各个附图中相同的附图标记涉及相同或具有相同功能的元件，或者在其功能方面彼此对应。
图1a至图1c是本发明的装置的工作示例的示意图；
图2是本发明的装置的另一工作示例的示意图；
图3a1、3a2、3b1和3b2是本发明的装置的另外的工作示例的示意图；
图4是本发明的装置的工作示例的示意图；
图5a到5d是本发明的装置的其它工作示例的示意图；
图6Ai和6Cvi示意性地示出了本发明的装置的其它工作示例；
图7a至7y具有管道类型和管道和/或管道部段组合的本发明工作示例的结构套件；
图8a到8g本发明的装置的其它工作示例的示意图；
图9a至9g本发明的装置的其它工作示例的示意图；以及
图10是本发明的装置的另一工作示例的示意图。
具体实施方式
图1a至1c各自显示本发明装置110的工作示例的示意图，所述装置110包含至少一个用于接收至少一种给料的管道112。装置110可具有至少一个反应空间111。
所述给料可以是能够产生和/或制备反应产物的任何材料，尤其是通过至少一种化学反应。所述给料尤其可以是要与其进行化学反应的反应物。所述给料可以是液体或气体。所述给料可以是要进行热解的烃和/或混合物。所述给料可以包括选自甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、石脑油、乙苯、瓦斯油、冷凝物、生物流体、生物气、热解油、废油和由可再生给料构成的液体中的至少一种元素。生物流体可以是例如来自可再生给料(例如生物油或生物柴油)的脂肪或油或其衍生物。也可以想到其它给料。
管道112可以被设置成接收和/或输送给料。管道可以是和/或包括至少一个反应管，至少一个化学反应可以在该至少一个反应管中进行。管道112可以包括至少一个管道和/或至少一个管道部段114和/或至少一个管道盘管。管道部段114可以是管道112的子区域。管道112的几何形状和/或表面和/或材料可以取决于待输送的给料。
图1a示出了具有一个管道112的设备的一个工作示例。装置110可以具有多个管道112和/或管道部段114，例如，如图1b所示的两个或如图1c所示的三个。装置110可以具有I个管道112，其中I是不小于二的自然数。例如，装置110可以具有至少两个、三个、四个、五个或更多个管道112。装置110可以具有例如多达一百个管道112。管道112可以具有相同或不同的配置。
管道112可以是贯通连接的，并因此形成用于接收给料的管道系统118。管道系统118可以是由至少两个管道112组成的设备，所述至少两个管道112特别地相互连接。管道系统118可包括输入和输出管道。管道系统118可包括用于接收给料的至少一个入口120。管道系统118可包括用于排出给料的至少一个出口122。管道112可以这样的方式贯通连接：即，使得管道112以流体导通的方式相互连接。因此，管道112可以这样的方式布置和连接：即，使得给料相继流过各管道112。管道112中的多个或所有管道可串联和/或并联配置。在图1a至1c中，给料串联地、即相继地流过管道112。
然而，并行互连也是可能的，使得给料可以并行地流过至少两个管道112。例如，在图3a1至图3b2中示出了这样的实施例。管道112，特别是并行连接的管道，可以被设计成并行地输送不同给料。特别地，并行连接的管道112可以具有相互不同的几何形状和/或表面和/或材料，以用于输送不同给料。特别地，对于给料的输送，多个或全部管道112可以处于并行配置，使得给料可以在处于并行配置的那些管道112之间被分配。
还可以设想串联和并联的组合。
例如，管道112可以包括用于接收给料的至少一个导电管道112。导电管道112可以被设置成传导电流。然而，还存在可想到的配置，如不导电管道112或传导性差的管道112。管道112可以具有导电或电绝缘配置。金属管道112和陶瓷管道112两者都是可想到的。
在使用导电管道112的情况下，输入和输出管道可以彼此电隔离。管道112和输入和输出管道可以在管道112与输入和输出管道之间不存在导电和/或可容忍的导电的方式彼此隔离。装置110可以包括至少一个绝缘体124，特别是多个绝缘体124。可以通过绝缘体124确保相应管道112与输入和输出管道之间的电隔离。绝缘体124可以确保给料的自由流动。
装置110包括至少一个电流传导介质129。装置110具有至少一个电流源或电压源126，其被设置为在电流传导介质129中产生电流，该电流通过在电流流经电流传导介质129时产生的焦耳热来加热管道112。
电流传导介质129可以是具有电流传导和/或磁特性的任何介质。磁性材料，即具有磁特性的电流传导介质129，由于磁滞加热效应，可以比非磁性材料更快地加热。磁性材料可以对快速变化的磁场具有自然阻抗。具有差的导磁率的材料，例如铝或铜，由于它们的低导磁率，可以被较低效率地加热。例如，电流传导介质可以是和/或包括至少一种具有铁磁特性的材料；例如，导磁率可以是大约1到1000000H/m。例如，电流传导介质129可以包括钴、铁、镍和/或铁氧体。电流传导介质129可以具有比电阻率。电流传导介质129可以是高电阻介质。电流传导介质129可以具有处于以下范围的比电阻率ρ：0.1Ωmm2/m≤ρ≤1000Ωmm2/m，优选10Ωmm2/m≤ρ≤1000Ωmm2/m。使用这样的电流传导介质129可以使加热给料所需的功率量最小化。
电流传导介质129可以是任何物质状态。电流传导介质129可以是固体、液体和/或气体的物质状态，并且包括混合物，例如乳状液和悬浮液。电流传导介质129可以是电流传导颗粒或电流传导流体。电流传导介质129可以包括选自包括以下项的群组中的至少一种材料：碳、碳化物、硅化物、导电油、盐熔体、无机盐和固液混合物。
电流源和/或电压源126可以包括单相或多相AC电流源和/或单相或多相AC电压源或DC电流源和/或DC电压源。装置110可以具有将电流源和/或电压源126电连接到电流传导介质129的至少一个输入和输出127。
装置110可以具有例如至少一个AC电流源和/或至少一个AC电压源。AC电流源和/或AC电压源可以是单相或多相源。AC电流源可以是和/或包括被设置成提供交流电流的电流源。交流电流可以是极性随着时间规律性地重复变化的电流。例如，交流电可以是正弦交流电。单相AC电流源可以是和/或包括提供具有单相的电流的AC电流源。多相AC电流源可以是和/或包括提供具有多于一个相的电流的AC电流源。AC电压源可以是和/或包括被设置成提供AC电压的电压源。AC电压可以是具有随着时间规律性地重复的电平和极性的电压。例如，AC电压可以是正弦AC电压。由AC电压源生成的电压使电流流动，特别是使交流电流流动。单相AC电压源可以是和/或包括提供具有单相的AC电压的AC电压源。多相AC电压源可以是和/或包括提供具有多于一个相的AC电压的AC电压源。
装置110可以具有至少一个DC电流源和/或至少一个DC电压源。DC电流源可以是和/或包括被设置为提供DC电流的装置。DC电压源可以是和/或包括被设置为提供DC电压的装置。DC电流源和/或DC电压源可以被设置为在电流传导介质中生成DC电流。DC电流可以是在强度和方向上基本上恒定的电流。DC电压可以是基本上恒定的电压。
装置110可具有多个电流源和/或电压源126；例如，参见图1b和1c。电流源和/或电压源选自包括以下项的群组：单相或多相AC电流源和/或单相或多相AC电压源或DC电流源和/或DC电压源，及其组合。装置110可具有2个到M个不同的电流源和/或电压源，其中M是不小于三的自然数。
电流源和/或电压源126可以被配置成具有或不具有控制至少一个电输出变量的可能性。例如，装置110可以具有至少一个控制器131。图5c和5d示出了使用控制器131的示例。控制器的目的可以是向系统添加适当量的电压或功率，即控制电流强度。管道112可以要求不同的功率量。例如，功率量可以取决于反应。例如，在蒸汽裂解器的情况下，在管道112的开始处可能需要更多的能量，而在管道的末端处需要更少的能量。例如，管道中的结焦可以导致在利用的时段内更多的电阻。控制器131例如可以是外部控制器，即被设置在反应空间111外部的控制器131。电流源和/或电压源126可以是彼此独立地可电控的。电流源和/或电压源126可以具有相同或不同的配置。例如，装置110可以被设置为使得电流和/或电压对于装置110的不同区域是可调节的。装置110可以具有多个管道112，其中管道112属于不同的温度区域或区段。管道112本身同样可以具有温度区段。使用多个电流源和/或电压源126允许电压特别地针对不同的区段变化。例如，可以实现不太高的电流，这将导致过热的管道，以及不太低的电流，这将导致更少的产物或更多的副产物。
装置110可以具有多个单相或多相AC电流源或AC电压源。如图1b和1c中所示，管道112可以各自被分配有电流传导介质129，其中AC电流源和/或AC电压源连接到电流传导介质129，尤其是经由至少一个电连接。还可设想其中至少两个管道112共享电流传导介质129和AC电流源和/或AC电压源的实施例。为了连接AC电流源或AC电压源和电流传导介质129，可电加热反应器可以具有2个到N个输入和输出127，其中N是不小于三的自然数。出于产生焦耳热的目的，相应AC电流源和/或AC电压源可以设置成在相应电流传导介质129中产生电流。
AC电流源和/或AC电压源可以是受控的或不受控的。AC电流源和/或AC电压源可以被配置成具有或不具有控制至少一个电输出变量的可能性。输出变量可以是电流值和/或电压值和/或电流信号和/或电压信号。装置110可以具有2个到M个不同的AC电流源和/或AC电压源，其中M是不小于三的自然数。AC电流源和/或AC电压源可以是独立可电控的。例如，可以在相应的电流传导介质129中产生不同的电流，并且在管道112中达到不同的温度。
装置110可包括多个DC电流源和/或DC电压源。如图1b和1c中所示，每个管道112可被分配有电流传导介质129和尤其是经由至少一个电连接而连接到电流传导介质129的DC电流源和/或DC电压源。为了连接DC电流源和/或DC电压源与电流传导介质，装置110可具有2个到N个正端子和/或导体和2个到N个负端子和/或导体，其中N为不小于三的自然数。相应DC电流源和/或DC电压源可设置为在相应的电流传导介质129中产生电流。
在电流传导介质129中产生的电流可以通过在电流流经电流传导介质时产生的焦耳热来加热相应的管道112，以便加热给料。管道112的加温可以是和/或包括导致管道112的温度变化，尤其是管道112的温度升高的操作。管道112的温度可以保持恒定，例如当在管道112中发生的反应所吸收的热量与其接收的热量一样多时。
装置110可以设置为将给料加热到200℃至1700℃的范围内，优选300℃至1400℃，更优选400℃至875℃的温度。管道112可以设置为至少部分地吸收由电流传导介质129生成的焦耳热并至少部分地将其释放到给料。至少一个吸热反应可以在管道112中发生。吸热反应可以包括给料的加热和/或预加热。
装置110可为设备的一部分。例如，所述设备可选自包括以下项的群组：用于进行至少一个吸热反应的设备、用于加热的设备、用于预加热的设备、蒸汽裂解器、蒸汽重整器、用于烷烃脱氢的装置、重整器、用于干式重整的装置、用于苯乙烯生产的装置、用于乙苯脱氢的装置、用于尿素、异氰酸酯、三聚氰胺的裂解的装置、裂解器、催化裂解器、用于脱氢的装置。
电流传导介质129可以设置在任何容器140中，例如管或圆筒。电流传导介质129可以通过加热容器140而直接或间接地部被电加热。
电流传导介质129和管道112可相对于彼此布置成使得电流传导介质129至少部分地围绕管道和/或使得管道至少部分地围绕电流传导介质。图1a至1c示出了其中电流传导介质129完全围绕管道112的实施例。图1a至1c示出了其中管道112被布置成中空筒体中的内圆筒体并且被例如粒状材料的电流传导介质129围绕的实施例。在图1b和1c中，装置110具有用于相应管道112的两个单独的容器140。
图2示出了本发明的装置110的另一实施例。关于装置的构造，参照具有下列特征的图1a的描述。在该实施例中，装置110具有管道112和/或管道部段114，管道112和/或管道部段114具有流体连通的三个支路或转弯部。然而，多于三个支路也是可能的。装置具有入口120和出口122。给料可从入口120到出口122串联地流过管道112和/或管道部段114。为了电流隔离，装置110可具有绝缘体124，例如两个绝缘体124，如图2中所示。在该实施例中，装置110具有一个电流源和/或电压源126。为了连接电流源和/或电压源126和电流传导介质129，装置110可具有电输入和输出127。
图3a1至3b2示出具有并联连接的管道112和/或管道部段114的实施例。图3a1示出具有被公共电流传导介质129包围的两个并联管道112和/或管道部段114的实施例。在图3a1中，装置110具有被公共电流传导介质129包围的三个并联管道112和/或管道部段114。也可设想其它数量的并联管道112和/或管道部段114。在图3a1和3a2中，装置110具有入口120和出口122。管道112和/或管道部段114可以使得给料能够并行地流过至少两个管道112和/或管道部段114的方式彼此连接。并联连接的管道112和/或管道部段114可以具有相互不同的几何形状和/或表面和/或材料。例如，并联连接的管道112和/或管道部段114可以具有不同数量的支路或转弯部。
图3b1示出两个并行管道112和/或管道部段114，其分别被电流传导介质129包围，其中相应的电流传导介质129设置在单独的容器140中。电流传导介质129可以是相同的或不同的。电流传导介质129可以根据温度要求来选择。在图3b1中，装置110具有入口120，其中给料随后被分成两个管道股并且并行地通过管道112和/或管道部段114。在通过并行管道112和/或管道部段114之后，给料可以被再次合并并且通过出口122离开反应空间111。图3b2示出具有三个并行管道112和/或管道部段114的对应实施例。图3a1至3b2中的电流源和/或电压源可以被配置为具有由控制器131控制的可能性而没有可能的控制。图3示出没有控制器131的实施例。图3中的每个管道112被分配有专用电流源或电压源126和反应空间或加热器111，其也被称为反应箱。反应空间或加热器111可以通过电壁130彼此绝缘。图5示出其中电流源或电压源126用于多个管道112的实施例。公共电流源或电压源126可以与用于多个管道112的一个或多个控制器一起使用。
图4示出了本发明的装置110的另一实施例。关于装置的构造，参照具有下述特征的关于图2的描述。在该实施例中，装置110具有管道112和/或管道部段114，管道112和/或管道部段114具有流体地连接的多个腿或匝。在该实施例中，装置110还包括三相AC电流源或AC电压源126。三个外部导体标记为L1、L2和L3，并且中性导体N。还可设想具有N×3个导体的多相AC电流源或AC电压源。
管道112可包括对称和/或非对称管道和/或其组合。管道112的几何形状和/或表面和/或材料可取决于待输送的给料。在纯对称的构造中，装置110可包括相同管道类型的管道112。装置110可具有管道类型的任何组合，其可例如也根据需要并联或串联连接。管道类型可为一个类别或以特定特征为特征的管道112设计。管道类型可至少以选自包括以下项的群组的一个特征为特征：管道112的水平构造；管道的竖直构造；入口长度(I1)和/或出口长度(I2)和/或过渡区长度(I3)；入口直径(d1)和出口直径(d2)和/或过渡区直径(d3)；通路的数量n；每个通路的长度；每个通路的直径；几何形状；表面；以及材料。装置110可包括并联和/或串联连接的至少两种不同管道类型的组合。举例来说，装置可包括不同的入口长度(I1)和/或出口长度(I2)和/或过渡区长度(I3)的管道112。举例来说，装置110可包括入口直径(d1)和/或出口直径(d2)和/或过渡区直径(d3)的非对称的管道112。举例来说，装置110可包括具有不同通路数量的管道112。举例来说，装置110可包括具有每个通路长度不同和/或每个通路直径不同的通路的管道112。原则上，可设想任何并联和/或串联管道类型的任何组合。
装置110可以包括多个入口120和/或出口122和/或生产流。不同或相同管道类型的管道112可以与多个入口120和/或出口122并联和/或串联布置。管道112可以采取结构套件形式的各种管道类型的形式，并且可以根据最终用途按需要选择和组合。使用不同管道类型的管道112可以在进料波动时实现更准确的温度控制和/或反应的调整，以及选择性产率和/或优化方法论。管道112可以包括相同或不同的几何形状和/或表面和/或材料。
图6Ai至图6Civ在示意图中以管道类型的示例的方式示出了可能的实施例。图6Ai至图6Civ各自指定了管道类型。这可以分成以下类别，其中，所有可设想的类别的组合都是可能的：
-类别A指示管道112和/或管道部段114的走向，其中A1表示具有水平走向的管道类型，并且A2表示具有竖直走向(即，垂直于水平走向的走向)的管道类型。
-类别B指示了入口长度(I1)和/或出口长度(I2)和/或入口直径(d1)和/或出口直径(d2)和/或过渡区直径(d3)的比值，其中在结构套件134中提供了六种不同的可能组合。
-类别C指示入口长度(I1)和/或出口长度(I2)与通道长度的比值。在此可想到所有组合，在本例中，记为Ci。
-类别D指示至少一个管道112和/或至少一个管道部段114是否配置有或没有电流隔离和/或接地部125。电流隔离可以例如使用绝缘体124来配置。D1表示其中在管道112和/或管道部段114的入口120处提供电流隔离并且在管道112和/或管道部段114的出口122处提供电流隔离的管道类型。D2表示其中在管道112和/或管道部段114的入口120处提供电流隔离并且在管道112和/或管道部段114的出口122处提供接地部125的管道类型。D3表示其中仅在管道112和/或管道部段114的入口120处提供电流隔离的管道类型。D4表示其中仅在管道112和/或管道部段114的入口120处提供接地部125的管道类型。D5表示其中在管道112和/或管道部段114的入口120和出口122处均没有接地部125和/或在入口120和出口122处均没有电流隔离的管道类型。
-类别E指示给料的流动方向。给料原则上可以在两个流动方向上流动。给料在第一流动方向上流动的管道类型被称为管道类型E1，给料在第二流动方向上流动的管道类型被称为管道类型E2。第一流动方向和第二流动方向可以相反。
-类别F包括电极的数量：F1指示电极的数量≤2，例如在DC电流源或AC电流源的情况下。F2指示电极的数量≥2，例如对于三相电流源。
图6Ai示出了管道类型A1D1Fi的管道112和/或管道部段114。管道112和/或管道部段114具有水平走向。在该实施例中，装置110具有布置在入口120之后和出口122之前的两个绝缘体124。关于图6Ai的另外的元件，可以参考图1A的描述。图6Ai通过在入口120和出口122处的双头箭头的示例示出了可能的流动方向Ei。在另外的图6中，共同地指示入口120和出口122。
图6Aii中的工作示例示出了管道类型A1D2Fi，并且与图6Ai的不同之处在于，装置110仅具有一个绝缘体124，其中提供了接地部125而不是第二绝缘体。图6Aiii中的工作示例示出了管道类型A1D3Fi，并且与图6Aii的不同之处在于，未提供接地部125。在图6Aiv的管道类型A1D4Fi中，与图6Aiii相比，装置110仅具有接地部125，而不具有绝缘体。如图6Av所示的管道类型A1D5Fi中，没有绝缘体124和接地部125的实施例也是可能的。
图6Bi，管道类型BiD1Fi，示出了入口长度(I1)、出口长度(I2)和过渡区长度(I3)以及入口直径(d1)、出口直径(d2)和过渡区直径(d3)。装置110可包括管道112和/或管道部段114，管道112和/或管道部段114具有不同的入口长度(I1)和/或出口长度(I2)和/或过渡区长度(l3)和/或不同的入口直径(d1)和/或出口直径(d2)和/或过渡区直径(d3)。关于图6Bi的另外的元件，可参考图1的描述。图6Bii中的工作示例示出管道类型BiD2Fi，并且与图6Bi的不同之处在于，装置110仅具有一个绝缘体124，其中提供了接地部125而不是第二绝缘体。图6Biii中的工作示例示出管道类型BiD3Fi，并且与图6Bii的不同之处在于，不提供接地部125。在图6Biv，管道类型BiD4Fi中，与图6Biii相比，装置110仅具有接地部125，而没有绝缘体。没有绝缘体124和接地部125的实施例也是可能的，如图6Bv，管道类型BiD5Fi。
图6Ci，管道类型CiD1Fi，其示出了装置110具有管道112和/或管道部段114的工作示例，管道112和/或管道部段114具有多个通道，例如三个通道，如这里所示。每个通道可以具有不同的长度I3、I4、I5和/或直径d3、d4、d5。关于图6Ci的其他元件，可以参考图2的描述。图6Cii中的工作示例示出了管道类型CiD2Fi，并且与图6Ci的不同之处在于，装置110仅具有一个绝缘体124，提供了接地部125而不是第二绝缘体。图6Ciii中的工作示例示出了管道类型CiD3Fi，并且与图6Cii的不同之处在于，没有提供接地部125。在图6Civ中，管道类型CiD4Fi，与图6Ciii相比，装置110仅具有接地部125，而没有绝缘体。没有绝缘体124和接地部125的实施方式也是可能的，如图6Cv中所示，管道类型CiD5Fi。图6Ci至6Cvi示出了这样的管道类型：其中经由在管道112和/或管道部段114的起始或末端处的电输入或输出127的连接来馈入交流电流。图6Cvi示出了管道类型CiFi，其中在沿着管道112和/或管道部段114的中途馈入交流电流。
装置110可包括并联和/或串联连接的至少两种不同管道类型的组合。例如，装置110可具有不同的入口长度(I1)和/或出口长度(I2)和/或过渡区长度(I3)的管道112和/或管道部段114。例如，装置可包括入口直径(d1)和/或出口直径(d2)和/或过渡区直径(d3)的不对称的管道和/或管道部段。例如，装置110可包括具有不同通路数量的管道112和/或管道部段114。例如，装置110可包括具有多个通路的管道112和/或管道部段114，其中每个通路长度不同和/或每个通路直径不同。
原则上，任何并联和/或串联的管道类型的任何组合都是可以想到的。管道112和/或管道部段114可以采取结构套件134形式的各种管道类型的形式，并且可以根据最终用途按需要选择和组合。图7a示出了具有不同管道类型的结构套件134的实施例。
图7b到7y示出了相同和/或不同管道类型的管道112和/或管道部段114的组合的创造性工作示例。图7b示出了具有连续布置的管道类别A1的三个水平管道112和/或管道部段114的工作示例。图7c示出了并联连接的管道类别A2的两个竖直管道，以及例如管道类别A2的一个下游管道112和/或一个下游管道部段114。图7d示出了全部并联连接的管道类别A2的多个管道112和/或管道部段114。图7e示出了其中连续布置有多个类别B的管道类别的实施例。这里的管道112和/或管道部段114可以是相同或不同的管道类别B，用Bi标识。图7f示出了具有六个类别B的管道112和/或管道部段114的实施例，其中两个管道112和/或管道部段114并行排列成两行，并且两个另外的管道112和/或管道部段114连接在下游。图7g示出了具有管道类别C的管道112和/或管道部段114的实施例，其中两个管道112和/或管道部段114并联连接，并且一个管道112和/或一个管道部段114连接在下游。还可能的是混合形式的类型A、B和C，如图7h到7m所示。装置110可以具有多个进料入口和/或进料出口和/或生产流。不同或相同管道类型的管道112和/或管道部段114可以与多个进料入口和/或进料出口并联和/或串联布置，例如如图7k和7m所示。
图7n到7p示出类别A、D和Fi的管道112和/或管道部段114的示例性组合。图7q和7r示出类别B、D和Fi的管道112和/或管道部段114的示例性组合。图7s示出类别C、D和Fi的管道112和/或管道部段114的示例性组合。图7t示出类别A、D和Fi的管道112和/或管道部段114的示例性组合。图7u示出类别A、C、D和Fi的管道112和/或管道部段114的示例性组合。图7v示出类别B、C、D和Fi的管道112和/或管道部段114的示例性组合。图7w和7y示出类别A、B、C、D和Fi的管道112和/或管道部段114的示例性组合。图7x示出类别A、B、D和Fi的管道112和/或管道部段114的示例性组合。装置110可以具有多个进料入口和/或进料出口和/或生产流。类别A、B、C、D和E的不同或相同管道类型的管道112和/或管道部段114可以与多个进料入口和/或进料出口并行和/或串联布置。多个进料入口和/或进料出口和/或生产流的示例在图7o、7p、7r、7s、7v到7y中示出。
当存在波动的进料和/或反应的选择性产率和/或优化的化学工程时，使用不同管道类型的管道112和/或管道部段114可以使得能够更精确地控制温度和/或调节反应。
图8a至8e示出了本发明的装置的另外的工作示例的示意图。图8a示出了中空圆柱体形式的容器140，其包括电流传导介质129并且围绕内圆筒形式的管道112。图8b示出了一个实施例，其中装置110具有包括给料(也称为反应流体)的多个管道112，其中填充有电流传导介质129的圆筒形式的容器140围绕管道112布置。图8c示出了一个实施例，其中装置110具有包括电流传导介质129的多个管，其中包括给料的管道112围绕管布置。如图8d所示，包括电流传导介质129的多个圆筒可以环形件的形式围绕包括给料的管道112布置。如图8e所示，管道112可以呈螺旋形，并且包括电流传导介质129的圆筒可以围绕管道112布置。图8f示出了不对称管道112，其中入口120和出口122布置在管道112的相同侧上。图8g示出了另一环形件实施例，其中每个环形件141被分配以专用电流源或电压源126，以便在该实施例中各环形件141被单独加热。例如，环形件141中的一个可以用于预加热，并且另一个用于反应，或者两个环形件141都可以用于预加热操作或用于反应。
图9a至9g示出了本发明的装置110的另外的工作示例的另外示意图。图9a至9f示出了其中借助于三相交流或三相AC电压加热电流传导介质129的实施例。三个外部导体被标记为L1、L2和L3，以及中性导体N。在图9a中，提供了具有用于给料的内圆筒的用于电流传导介质129的中空圆柱体/圆筒。图9b示出了具有多个管道112的实施例，这些管道被填充有电流传导介质129的圆筒围绕。在图9c中，提供了包括电流传导介质129的圆筒形式的多个容器140，这些容器被包括给料的管道112围绕。图9d示出了具有包括电流传导介质129的三个环形件141的实施例，这些环形件围绕包括给料的管道112布置。图9e示出了包括给料的螺旋形管道112，该螺旋形管道被包括电流传导介质129的圆筒围绕。还可以想到的是其中提供了包括电流传导介质129的螺旋形管的实施例，该螺旋形管被管道112围绕。还可能的实施例是包括用于电气工程目的的级联管道，例如圆筒中的多个螺旋形元件。图9f示出了具有不对称管道112的实施例。不对称通常是可能的；例如，入口120和出口122可以在管道的同一侧上。图9g示出了其中电流传导介质129布置在围绕管道112的各个区域的中空圆柱体中并且被设置用于电气工程目的实施例。
图10示出了对管道112进行感应加热的实施方式。装置110可以具有至少一个线圈132。电流源或电压源126可以连接至线圈132，线圈132设置成向线圈132供给电压或电流。电流传导介质129和线圈132可以布置成使得线圈132的电磁场在电流传导介质中感应出电流，从而通过在电流流经电流传导介质129时产生的焦耳热来加热电流传导介质，以便加热给料。线圈几何形状可以是任何构型。例如，线圈132可以是竖直的、水平的、圆柱形的或其它不同的构型。在反应空间或加热器111中可以设置多个感应加热器，反应空间或加热器111可以例如是并联的、串联的或不同的布置。
附图标记列表
110 装置
111 反应空间或加热器
112 管道
114 管道部段
118 管道系统
120 入口
122 出口
124 绝缘体
125 接地部
126 电压源/电流源
127 电输入和输出
128 电极
129 电流传导介质
130 电绝缘壁
131 控制器
132 线圈
133 电极桥
134 结构套件
140 容器，例如圆筒
141 环形件。

Claims (14)

1.一种包括用于接收至少一种给料的至少一个管道(112)的装置(110)，所述装置(110)具有至少一种电流传导介质(129)，所述电流传导介质(129)具有0.1Ωmm2/m≤ρ≤1000Ωmm2/m的比电阻率ρ，并且所述装置(110)具有至少一个电流源或电压源(126)，所述至少一个电流源或电压源(126)被设置成在电流传导介质(129)中产生电流，该电流通过在电流流经电流传导介质(129)时产生的焦耳热来加热管道(112)。
2.根据前一项权利要求所述的装置(110)，其特征在于，所述装置(110)被设置成将给料的温度加热到200℃至1700℃、优选地300℃至1400℃、更优选地400℃至875℃的范围内。
3.根据前一项权利要求所述的装置(110)，其特征在于，所述电流传导介质(129)和所述管道(112)相对于彼此布置成使得所述电流传导介质(129)至少部分地围绕所述管道(112)和/或使得所述管道(112)至少部分地围绕所述电流传导介质(129)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其特征在于，所述电流传导介质(129)呈选自包括固体、液体、气体和混合物的群组的物质的固态、液态和/或气态的形式。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其特征在于，所述电流传导介质(129)是电流传导颗粒或电流传导流体。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其特征在于，所述电流传导介质(129)具有选自包括碳、碳化物、硅化物、导电油、盐熔体、无机盐和固液混合物的群组中的至少一种材料。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其特征在于，所述电流传导介质(129)具有10Ωmm2/m≤ρ≤1000Ωmm2/m的比电阻率ρ。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其特征在于，所述电流源和/或电压源(126)包括单相或多相AC电流源和/或单相或多相AC电压源，或DC电流源和/或DC电压源。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其特征在于，所述装置(110)具有多个管道(112)，所述装置(110)具有I个管道(112)，其中I为不小于2的自然数，并且所述管道(112)具有对称或非对称的管道和/或它们的组合。
10.根据前一项权利要求所述的装置(110)，其特征在于，所述管道(112)在直径、和/或长度、和/或几何形状方面具有不同的构造。
11.根据前两个权利要求中任一项所述的装置(110)，其特征在于，所述管道(112)中的多个或所有管道处于串联和/或并联配置。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)，其特征在于，所述给料是待热解的烃和/或混合物。
13.一种包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的装置(110)的设备，其特征在于，所述设备选自包括以下项的群组：用于进行至少一种吸热反应的设备、用于加热的设备、用于预加热的设备、蒸汽裂解器、蒸汽重整器、用于烷烃脱氢的装置、重整器、用于干式重整的装置、用于生产苯乙烯的装置、用于乙苯脱氢的装置、用于尿素、异氰酸酯、三聚氰胺的裂解的装置、裂解器、催化裂解器、用于脱氢的装置。
14.一种使用根据与装置相关的前述权利要求中任一项所述的装置(110)加热至少一种给料的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供用于接收给料的至少一个管道(112)，并且在管道(112)中接收给料；
-提供至少一个电流源和/或至少一个电压源(126)；
-在装置(110)的电流传导介质(129)中产生电流，该电流通过在电流流经电流传导介质(112)时产生的焦耳热来加热管道(112)，以便加热给料，所述电流传导介质(129)具有0.1Ωmm2/m≤p≤1000Ωmm2/m的比电阻率ρ。
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