DE2745135A1

DE2745135A1 - Heat-exchanger for heating corrosive chemicals has inductively heated rods packed to increase heat transfer area

Info

Publication number: DE2745135A1
Application number: DE19772745135
Authority: DE
Inventors: Dieter Ing Grad Goldmann; Reimar Dipl Ing Musall
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1977-10-07
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1979-04-12

Abstract

The heat-exchanger uses induction heating to heat highly corrosive chemicals, especially halogens in hydrocarbon halogenation process. The chemicals pass around rods (4) inside a circular housing encircled by an induction coil that heats the rods. The rods are short compared to the length of the housing and are arranged in several stages supported on intermediate plates (5) that lie parallel to the bottom of the housing. The advantage of using rods as heating elements lies in increasing the heat transfer area.

Description

Induktionswärmetauscher Induction heat exchanger

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit innerhalb seines Gehäuses angeordneten rohr- oder stabförmigen Heizelementen, die von einer außen um den Mantel des Gehäuses angeordnet ten Induktionseinrichtung induktiv beheizt werden.The invention relates to a heat exchanger with within its housing arranged tubular or rod-shaped heating elements, which from an outside around the jacket the housing arranged th induction device are inductively heated.

Ein Wärmetauscher dieser Art ist durch die DT-AS 10 54 191 bekanntgeworden. Er dient zur Erwärmung von Schwerolen. Als Heizelemente dienen ein stabförmiger Kern, der beidendig fest mit den Stirnwänden des zylindrischen Gehäuses verbunden ist, und zwei konzentrisch dazu angeordnete, sich nanezu über die gesamte Länge des Gehäuses erstreckende, mit jeweils einem Ende abwechselnd mit der einen bzw. der anderen Stirnwand des Gehäuses fest verbundene Rohre. Das Schweröl durchströmt die durch die Gehäusewand, die Rohre und den Kern gebildeten koaxialen Ringkammern nacheinander gegenläufig in Längsrichtung, den Wärmetauscher insgesamt jedoch durch entsprechend vorgesehene Ein- bzw. Auslässe und wegen der abwechselnd einseitigen Verbindung der Rohre mit den Stirnwänden radial von außen nach innen. Die einzelnen Rohre und der Kern können unterschiedlich stark magnetisierbar sein, so daß sich ein radial von außen nach innen zunehmender Temperaturgradient aufbauen läßt. Der Gehäusemantel besteht aus wenig magnetischem oder unmagnetischem Material.A heat exchanger of this type has become known from DT-AS 10 54 191. It is used to heat heavy oils. A rod-shaped one is used as the heating element Core that is firmly connected at both ends to the end walls of the cylindrical housing is, and two concentrically arranged to one another over the entire length the housing extending, each with one end alternating with the one or the other end wall of the housing firmly connected pipes. The heavy oil flows through the coaxial annular chambers formed by the housing wall, the tubes and the core one after the other in opposite directions in the longitudinal direction, but the heat exchanger as a whole through appropriately provided inlets and outlets and because of the alternately one-sided Connection of the pipes to the end walls radially from the outside to the inside. The single ones Tubes and the core can be magnetizable to different degrees, so that a temperature gradient increasing radially from the outside to the inside can be built up. Of the The housing jacket is made of little magnetic or non-magnetic material.

Wenn man eine durch den Verarbeitungsprozeß vorgegebene Wärmemenge an ein fließendes Medium übertragen will, so kann man dies durch Anpassung der drei Faktoren Temperaturdifferenz Wand/fließendes Medium, Ubertragungsfläche und Wärmeübergangszahl a( a = aK+ as; aK = Wärmeübergangszahl Wand/strömendes Medium für die Konvektion; a5 = Wärmeübergangszahl Wand/ strömendes Medium für die Strahlung) tun. Die Möglichkeit der Temperaturdifferenzerhöhung ist oft sehr eng begrenzt, weil das Wandmaterial der Austauschelemente nur eine bestimmte maximale Temperatur verträgt, weil das Wandmaterial oberhalb einer bestimmten Temperatur korrodiert, weil das fluide Medium sich an einer zu heißen Wand zersetzt (z.B. Dissoziation von Halogen in die Radikale) oder weil es bei Durchführung von Reaktionen in dem Wärmeaustauscher an zu neißen Wänden zu unerwünschten Nebenprodukten kommt. Der Erhöhung der Wärmeübergangszahl sind ebenfalls bei vielen fluiden Medien enge Grenzen gesetzt. Die Erhöhung der Geschwindigkeit zur Erhöhung des crKWertes führt oft zu unvertretbar hohen Druckverlusten, insbesondere bei Gasen mit niedrigen Drücken. Für zweiatomige Gase sind bei niedrigen Drücken nur sehr kleine a-Werte erzielbar (Beispiel: Br2; a = 2-12 /,2 OC bei 1-2 bar). Bei solchen Gasen ist nämlich der Strahlungsanteil bis zu einer Temperatur von ca. 2.oooOC so gering, daß er praktisch keinen Beitrag zur Wärmeübertragung leistet. Die vorstehenden grundlegenden physikalischen Tatsachen führen dazu, daß besonders bei gefährlichen und physikalisch schwierigen fluiden Medien wie z.B. gasförmige Halogene ein optimal kleiner Wärmeaustauscherraum bezogen auf die durchgesetzte Gasmenge und übertragende Wärmemenge nur erreicht werden kann, wenn die auf das Volumen des Austauschers bezogene Fläche sehr groß ist.If you have a predetermined amount of heat during the manufacturing process If you want to transfer it to a flowing medium, you can do so by adapting the three Factors temperature difference wall / flowing medium, transfer area and heat transfer coefficient a (a = aK + as; aK = heat transfer coefficient wall / flowing medium for convection; a5 = heat transfer coefficient wall / flowing medium for radiation) do. The possibility the increase in temperature difference is often very narrowly limited because of the wall material the exchange elements can only tolerate a certain maximum temperature, because that Wall material corrodes above a certain temperature because the fluid medium decomposes on a wall that is too hot (e.g. dissociation of halogen into radicals) or because it becomes necessary to carry out reactions in the heat exchanger Walls come to undesirable by-products. The increase in the heat transfer coefficient there are also narrow limits for many fluid media. The increase in The speed of increasing the crK value often leads to unacceptably high pressure losses, especially for gases with low pressures. For diatomic gases are at low Pressing only very small a values achievable (example: Br2; a = 2-12 /, 2 OC at 1-2 bar). In the case of gases of this type, the proportion of radiation is up to a certain temperature of about 2.oooOC so low that it makes practically no contribution to heat transfer perform. The above basic physical facts lead to the fact that especially with dangerous and physically difficult fluid media such as gaseous halogens an optimally small heat exchanger space in relation to the enforced The amount of gas and the amount of heat transferred can only be achieved if the Volume of the exchanger-related area is very large.

Für eine industrielle Anwendung besteht außerdem die zwingende Forderung, daß die Austauscherelemente gleichartig, von gleicher Geometrie und einfach im Aufbau sind.For an industrial application there is also the imperative that the exchanger elements are of the same type, have the same geometry and are simple in construction are.

Für zu erhitzende Stoffe, die eine große 'emperaturdifferenz Wand/fließendes Medium nicht zulassen und deren Ürmeübergangszahl nur begrenzt beeinflußbar ist, erfüllt der eingangs erwähnte bekannte Wärmetauscher die aufgrund vorstehender Erkenntnisse an einen Wärmetauscher zu stellenden Anforderungen nur unvolikommen. Weder läßt sich die Wärmeaustauschfläche im notwendigen Maß erhöhen, weil bei Erhöhung der Flache unter Beibehaltung des Bauprinzips, etwa durch Verrnchrung der Zahl der Ringkammern, der Strömungswiderstand untragbar ansteigen würde, noch sind seine Wärmetauscherkörper bzw. Heizelemente von einfachem, gleichartigem Aufbau.For materials to be heated that have a large 'temperature difference wall / flowing Do not allow the medium and its heat transfer number can only be influenced to a limited extent, the known heat exchanger mentioned at the beginning fulfills the requirements based on the above findings The requirements to be placed on a heat exchanger can only be met with inadequate requirements. Neither lets the heat exchange surface increase to the necessary extent because when the Flat while maintaining the construction principle, for example by increasing the number of annular chambers, the flow resistance would increase intolerably, nor are its heat exchanger bodies or heating elements of a simple, similar structure.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hXärmetauscher unter Vermeidung der beim Stand der Technik vorhandenen Nachteile zu schaffen und der geeignet ist zur Erhitzung chemisch stark aggressiver, gegen Überhitzung empfindlicher Stoffe auf hohe Temperaturen, insbesondere zur Erhitzung von Halogenen zwecks thermischer Halogenierung von Kohlenwasserstoffen.The invention is therefore based on the object of a heat exchanger while avoiding the disadvantages existing in the prior art and which is suitable for heating chemically very aggressive, more sensitive to overheating Substances to high temperatures, especially for heating halogens for the purpose of thermal Halogenation of hydrocarbons.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Heizelemente bündelartig nebeneinander angeordnet sind.This object is achieved according to the invention in that the heating elements are arranged in bundles next to one another.

Auf diese Weise läßt sich eine nahezu beliebig große Zahl von Heizelementen unter entsprechender Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche innerhalb des Gehäuses unterbringen. Der Begriff "bündelartig" bedeutet dabei nicht notwendigerweise, daß sich die Heizelemente längs einer Mantellinie berühren. Sie können untereinander auch mit Abstand gehalten sein. Vorzugsweise ist darunter eine achsparallele, jedoch nicht wie beim Stand der Technik koaxiale Anordnung zu verstehen. Die zu erhitzenden Medien können die Heizelemente umspülen und den Wärmetauscher ohne großen Druckverlust durchströmen, insbesondere, wenn die Heizelemente parallel zur Hauptströmungsrichtung angeordnet sind.In this way, an almost unlimited number of heating elements can be used with a corresponding increase in the heat exchange surface within the housing accommodate. The term "bundle-like" does not necessarily mean that the heating elements touch along a surface line. They can with each other also be kept at a distance. Preferably there is an axially parallel one underneath, however not to be understood as in the prior art coaxial arrangement. The ones to be heated Media can wash around the heating elements and the heat exchanger without great pressure loss flow through, especially when the heating elements are parallel to the main flow direction are arranged.

Um einen gewissen Kreuzstromanteil und damit eine vorteilhafte Erhöhung des a K.Wertes ohne großen Druckverlust zu erhalten, können die Heizelemente in Bezug auf die zu durchströmende Länge des Wärmetauschers kurz und in mehreren Etagen hintereinander, vorzugsweise in aufeinanderfolgenden Etagen versetzt zueinander, angeordnet sein. Der Strömungsverteilung bzw.About a certain cross-flow share and thus an advantageous increase of the a K. value without a great loss of pressure, the heating elements in With regard to the length of the heat exchanger to be flown through, short and on several floors one behind the other, preferably on successive floors offset from one another, be arranged. The flow distribution or

-lenkung können dabei zusätzliche Verteilerböden dienen. Anstelle der versetzten Anordnung zwischen Verteilerböden können die Heizelemente auch zwischen geschlossenen Böden angeordnet sein, die abwechselnd gegenüberliegende Teile des lichten Querschnitts des Wärmetauschers freilassen bzw. abdecken.-steering, additional distributor trays can be used. Instead of the staggered arrangement between distributor trays, the heating elements can also be between be arranged closed floors, the alternating parts of the opposite Leave or cover the clear cross-section of the heat exchanger.

Die Heizelemente werden vorteilhafterweise von den Böden gehalten, die untereinander zu gestellartigen Einsätzen verbunden sein können, was insbesondere bei stark aggressiven Medien den Vorteil hat, daß das Wärmetauschergehäuse, abgesehen vom Ein-bzw. Auslaß, keine schwierig abzudichtenden Durchbrechungen od. dgl. aurzuweisen braucht.The heating elements are advantageously held by the floors, which can be connected to one another to form frame-like inserts, which in particular with highly aggressive media has the advantage that the heat exchanger housing, apart from one or. Outlet, no openings or the like that are difficult to seal needs.

Zur Erhitzung aggressiver Medien müssen die Materialien für Gehäuse und Heizelemente unter Berücksichtigung der erforderlichen elektrischen Eigenschaften entsprechend ausgewählt werden. Für das Gehäuse, das aus elektrisch nicht leitendem Material bestehen soll, kommen Materialien wie Quarz, diffusionsdichtes Aluminiumoxid oder keramisches Material entsprechender Eigenschaft in Betracht. Die Heizelemente bestehen vorzugsweise aus Kohle, Graphit oder Glaskohle.In order to heat aggressive media, the materials for the housing and heating elements, taking into account the required electrical properties be selected accordingly. For the housing, which is made of electrically non-conductive Material should consist of materials such as quartz, diffusion-proof aluminum oxide or ceramic material of the corresponding property. The heating elements are preferably made of carbon, graphite or glass carbon.

Wärmetauschergehäuse bzw. Heizelemente aus Graphit sind an sich aus der DT-PS 11 11 311 bekannt. Dort ist ein einstückiger Graphitkörper mit Kanälen versehen, durch die das zu erhitzende Medium strömt. Abgesehen von den hohen Kosten eines solchen Wärmetauschers gilt für ihn ähnlich wie bei dem eingangs beschriebenen bekannten Wärmetauscher der Nachteil der nur begrenzt vergrößerbaren Austauschfläche.Heat exchanger housing or heating elements made of graphite are made of the DT-PS 11 11 311 known. There is a one-piece graphite body with channels provided through which the medium to be heated flows. Apart from the high cost such a heat exchanger applies to him in a similar way to that described at the beginning known heat exchangers have the disadvantage of only limited enlargement of the exchange area.

Anstelle von Kohle, Graphit oder Glaskohle kann für die Heizelemente auch Metall Verwendung finden, wenn die Metallelemente von korrosionsfesten, elektrisch nicht leitenden, diffusionsdichten Schutzmänteln umhüllt sind. Eine solche Ausführung hat den Vorteil, daß die Metallkerne hinsichtlich ihrer elektrischen und heizwirksamen Eigenschaften und die Schutzmäntel hinsichtlich ihrer antikorrosiven Eigenschaften optimal wählbar sind.Instead of carbon, graphite or glass carbon you can use it for the heating elements Metal can also be used if the metal elements are corrosion-resistant, electrical non-conductive, diffusion-proof protective jackets are encased. Such an execution has the advantage that the metal cores are effective in terms of their electrical and heating properties Properties and the protective jackets with regard to their anti-corrosive properties are optimally selectable.

Um bei solchen etwas voluminösor bauenden Elementen eine ausreichend große Wärmeaustauschfläche zu erhalten, können, satellitenartig um die Heizelemente angeordnet, zusätzliche Elemente aus korrosionsfestem, elektrisch nicht leitendem Material, beispielsweise Aluminiumoxid oder Keramik, vorgesehen sein.In order to have one sufficient for such somewhat voluminous building elements To obtain a large heat exchange surface, satellite-like around the heating elements arranged, additional elements made of corrosion-resistant, electrically non-conductive Material, for example aluminum oxide or ceramic, can be provided.

Die zusätzlichen Körper stehen insbesondere bei Aufheizung eines wärmestrahlungsdurchlässigen Stoffes mit den Heizelementen im Wärmeaustausch und bringen so die gewünschte Vergrößerung der Heizfläche.The additional bodies stand in particular when a heat-radiation-permeable one is heated Substance with the heating elements in heat exchange and thus bring the desired enlargement the heating surface.

Der Wärmetauscher gemäß der Lehre nach der Erfindung zeichnet sich u.a. durch die Vorteile aus, daß neben den Ein- und Austrittsöffnungen keine weiteren Dichtstellen erforderlich sind, daß eine einfache Bauweise mit optimal wählbaren Werkstoffen möglich ist, daß sich bei kompakter Bauweise und kleinem Volumen große Wärmeaustauschflächen unterbringen lassen, wobei selbst erhebliche, korrosiv oder thermisch bedingte Abtragungen an den Heizelementen die Funktion des Wäremetauschers nur unwesentlich beeinflussen.The heat exchanger according to the teaching of the invention is distinguished among other things by the advantages that besides the inlet and outlet openings there are no other Sealing points are required that a simple design with optimally selectable It is possible for materials to be large with a compact design and small volume Can accommodate heat exchange surfaces, even significant, corrosive or Thermally caused erosion on the heating elements the function of the heat exchanger affect only insignificantly.

Sofern die zu erwärmenden Stoffe unter den im Wärmetauscher herrschenden Bedindungen reaktionsfähig sind, kann der Wärmetauscher auch gleichzeitig als Reaktor dienen Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 eine Ausführlngsrorm im Längsschnitt und Fig. 2 einen Querschnitt dazu längs der Linie II-II in Fig.1, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform im Längsschnitt und Fig. 4 einen Querschnitt dazu längs der Linie IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 das Prinzip einer weiteren Ausführungsform im Längsschnitt und Fig. 6 den dazugehörigen Querschnitt längs der Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 eine Ausführungsform gemäß dem Prinzip der Fig. 5 im Längsschnitt und Fig. 8 den dazugehörigen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 7.If the substances to be heated are below those in the heat exchanger Conditions are reactive, the heat exchanger can also be used as a reactor Some exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown. It shows: 1 shows an embodiment in longitudinal section and FIG. 2 shows a cross section along the line II-II in FIG. 1, FIG. 3 shows a second Embodiment in longitudinal section and FIG. 4 shows a cross section for this along the line IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 shows the principle of a further embodiment in longitudinal section and FIG. 6 shows the associated cross section along the line VI-VI in FIGS. 5, 7 an embodiment according to the principle of FIG. 5 in longitudinal section and FIG Associated cross section along the line VIII-VIII in FIG. 7.

Allen Ausführungsformen gemeinsam ist ein Gehäuse 1 aus korrosionsfestem, hochtemperaturbeständigen Material, beispielsweise Quarz oder diffusionsdichtem Aluminiumoxid, mit einer Eintrittsöffnung 2 und einer Austrittsöffnung 3 und außen um das Gehäuse angeordneten Induktionsspulen 6 zur Erzeugung eines elektromagnetischen Wechselfeldes. Das Gehäuse 1 kann eine beliebige, insbesondere die dargestellte zylindrische Gestalt haben. Es kann stehend, hängend oder liegend angeordnet sein.A housing 1 made of corrosion-resistant, high temperature resistant material, for example quartz or diffusion-proof Aluminum oxide, with an inlet opening 2 and an outlet opening 3 and outside around the housing arranged induction coils 6 for generating an electromagnetic Alternating field. The housing 1 can be any, in particular the one shown have a cylindrical shape. It can be arranged standing, hanging or lying down.

Im Beispiel der Fig. 1, 2 sind innerhalb des Gehäuses 1 Heizelemente 4 in Form von Vollstäben aus Kohle, Graphit oder Glaskohle achsparallel mit geringem Abstand zueinander und parallel zur Durchströmungsrichtung des Wärmetauschers in mehreren Etagen hintereinander angeordnet. Quer dazu zwischen den einzelnen Etagen vorgesehene geschlossene Böden 5 lassen, wie aus der Zeichnung ersichtlich, sowohl untereinander als auch in Bezug auf den Einlaß 2 bzw. Auslaß 3 abwechselnd gegenü.berliegend nur einen kleinen Teil des lichten Querschnitts des Gehäuses 1 frei. Sie wirken wie Schikanen und zwingen den zu erhitzenden Stoff, die Heizelemente im wesentlichen quer zu umspülen, was ohne großen Druckverlust zu einer intensiven Erwärmung des Mediums an den von der Induktionselnrichtung 6 erhitzten Heizelementen führt. Im Bereich des freie Durchgangs eines Bodens 5 erstrecken sich die Heizelemente 4 über zwei Etagen.In the example of FIGS. 1, 2 1 heating elements are inside the housing 4 in the form of solid rods made of carbon, graphite or glass carbon, axially parallel with little Distance to each other and parallel to the flow direction of the heat exchanger in arranged one behind the other on several floors. Across to it between the individual floors provided closed floors 5, as can be seen from the drawing, both among each other as well as in Relation to inlet 2 or outlet 3 alternately opposite only a small part of the clear cross-section of the Housing 1 free. They act like harassment and force the substance to be heated to wash around the heating elements essentially transversely, without a great loss of pressure to an intensive heating of the medium at the of the induction device 6 heated heating elements. Extend in the area of the free passage of a base 5 the heating elements 4 over two floors.

Im Beispiel der Fig. 3, 4 dienen anstelle der Vollstäbe Ringe aus Kohle, Graphit oder Glaskohle in Form der bekannten Raschigringe als Heizelemente 4. Sie sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, in einzelnen Schichten bzw. Etagen übereinander und dicht unter jeweiliger Berühruny längs einer Mantellinie nebeneinandergeordnet, wobei die Ringe aufeinanderfolgender Schichten bzw. Etagen versetzt zueinander angeordnet sind. Die Heizelementenpackung ist zwischen zwei gelochten Verteilerböden 9 gehalten.In the example of FIGS. 3 and 4, rings are used instead of solid bars Carbon, graphite or glass carbon in the form of the well-known Raschig rings as heating elements 4. As can be seen from the drawing, they are in individual layers or floors arranged one above the other and close to each other along a surface line, wherein the rings of successive layers or floors are arranged offset to one another are. The heating element packing is held between two perforated distributor bases 9.

Den Ausführungsformen gemäß den Fig. 1 bis 4 ist cenleinsam, daß sich eine dem Problem angepaßte beliebig große Zahl von Heizelementen gleicher Geometrie unterbringen läßt. Der günstigste Elementdurchmesser hängt au3er von den vorstehend erwähnten Bedingungen von der Frequenz des Wechselfeldes, dem Durchmesser des Gefäßes und den elektrischen Eigenschaften der Elemente ab. Bei Gasen mit sehr schlechtem a -Wert wird man zur Erreichung einer großen Fläche die Elementdurchmesser klein und die Elementezahl sehr groß wählen. Die Durchmesser werden dann im Fall der Vollstäbe bevorzugt zwischen 1o und 30 mm liegen. Auf einfachste Weise sind beliebig viele Schikanen aus keramischen Platten einlegbar. Der damit verbundene Kreuzstrom zusammen mit den Störstellen durch die Schikanen erlauben es, den a K-Wert unter Vermeidung einer unzulässigen Erhöhung des Druckverlustes auf das drei- bis vierfache zu erhöhen. Die eingesetzten Heizelemente brauchen nicht besonders hergestellt zu werden, sondern sind aus normgerechten serinmig erhältlichen Halbzeugen mit wenigen Arbeitsgängen anzufertigen. Es können auch billige marktgängige Elemente ohne irgendeine weitere Bearbeitung eingesetzt werden, wie z.B. übliche Raschigringe aus Kohle, Graphit oder Glaskohle, wie sie als süllkörper für Destillationskolonnen verwendet werden. Durch die gezielte Übereinanderschichtung auf Lücke werden viele Störstellen und damit verbesserte Wärmeübergangszahlen erreicht.The embodiments according to FIGS. 1 to 4 are cenleinsam that an arbitrarily large number of heating elements of the same geometry adapted to the problem can accommodate. The most favorable element diameter depends on the above mentioned conditions on the frequency of the alternating field, the diameter of the vessel and the electrical properties of the elements. For gases with very bad a value, the element diameter becomes small in order to achieve a large area and choose a very large number of elements. The diameters are then in the case of the solid rods are preferably between 10 and 30 mm. In the simplest way, there are any number Ceramic plate baffles can be inserted. The related cross flow together with the imperfections caused by the baffles make it possible to avoid the a K value an impermissible increase in the pressure loss to three to four times. the The heating elements used do not need to be specially manufactured but are made from standard-compliant, serially available semi-finished products with just a few To prepare operations. There can also be cheap marketable items without any further processing can be used, such as the usual Raschig rings made of coal, Graphite or glass carbon, as used as a casing for distillation columns will. The deliberate layering on top of one another on the gaps results in a large number of imperfections and thus improved heat transfer coefficients achieved.

Für die Wärmeübertragung steht die gesamte Oberfläche der Füllkörper zur Verfügung.The entire surface of the packing is responsible for heat transfer to disposal.

In den Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 bis 8 bestehen die Heizelemente 4 aus einem heizwirksamen Kern in Form eines Rohres oder Vollstabes aus Metall und einer antikorrosiven, diffusionsdichten Umhüllung 7 aus Quarz oder Aluminiumoxid.In the embodiments according to FIGS. 5 to 8, there are heating elements 4 from a heating core in the form of a tube or solid rod made of metal and an anti-corrosive, diffusion-tight envelope 7 made of quartz or aluminum oxide.

In der prinzipiellen Darstellung gemäß den Fig. 5 und 6 steht das Heizelement 4 auf einem gelochten Verteilerboden 9 und ist satellitenartig von zusätzlicnen Elementen 8 umgeben.In the basic representation according to FIGS. 5 and 6, this is Heating element 4 on a perforated distributor base 9 and is satellite-like of additional Elements 8 surrounded.

Das von der Induktionsspule 6 erzeugte elektromagnetische Wechselfeld erwärmt den Kern des Elements 4, der seinerseits mit dem Schutzmantel 7 und den zusätzlichen Körpern 8 im Strahlungsaustausch steht und diese erwärmt. Dadurch wird auch bei dem voluminöser bauenden gekapselten Element 4 eine große Wärmeaustauschfläche für die zu erhitzenden Stoffe erzielt.The electromagnetic alternating field generated by the induction coil 6 heats the core of the element 4, which in turn with the protective jacket 7 and the additional bodies 8 is in the radiation exchange and heated them. This will even with the more voluminous encapsulated element 4 a large heat exchange surface for the substances to be heated.

Die auf dem Prinzip der Fig. 5 und 6 aufbauende Ausführungsform der Fig. 7 und 8 entspricht in ihrem übrigen Aufbau der Ausführungsform der Fig. 1 und 2. Wie ersichtlich, sind pro Etage jeweils mehrere gekapselte Heizelemente 4 und darum herum eine Vielzahl zusätzlicher Elemente 8 vorgesehen. Die Elemente 8 stehen bevorzugt auf Lücke, was einen intensiven Strahlungs- bzw. Wärmeaustausch der Elemente 4 und 8 und somit einen guten Wärmeübergang auf das zu erhitzende Medium bewirkt.Based on the principle of FIGS. 5 and 6, the embodiment of FIGS. 7 and 8 correspond in their remaining structure to the embodiment of FIGS. 1 and 2. As can be seen, there are several encapsulated heating elements 4 and 4 per floor a plurality of additional elements 8 are provided around it. The elements 8 are available preferably on gap, which means an intensive radiation or heat exchange of the elements 4 and 8 and thus a good heat transfer to the to be heated Medium causes.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 7 und 8 mit dem primär energieabgebenden Element 4 und den Satellitenelementen 8 ist insbesondere geeignet für schwierige Gase und vor alle dann vorteilhaft, wenn bei notwendig kleinen Geschwindigkeiten (z.B. bedingt durch die Reaktionskinetik eines prozesses) das Temperaturprofil gut ausgeglichen sein muß. Die Sonnenstäbe 4 lassen sich durch entsprechende Wahl ihres Kerns besonders einfach an ein gegebenes Wärmeaustauschproblem und die unterschiedliche Stärke des magnetischen Wechselfeldes huber den Querschnitt des Wärmetauschers anpassen.The embodiment according to FIGS. 7 and 8 with the primary energy-emitting Element 4 and the satellite elements 8 is particularly suitable for difficult Gases and, above all, advantageous when necessary at low speeds (e.g. due to the reaction kinetics of a process) the temperature profile is good must be balanced. The sun sticks 4 can be by appropriate choice of their Kerns particularly easy on a given heat exchange problem and the different Adjust the strength of the alternating magnetic field over the cross-section of the heat exchanger.

Claims

Claims 1. Heat exchangers with arranged within its housing tubular or rod-shaped heating elements, which are placed around the outside of the casing of the housing arranged induction device are inductively heated, thereby marked, that the heating elements (4) are arranged in bundles next to one another.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the Heating elements (4) short in relation to the length of the heat exchanger to be flown through and are arranged one behind the other on several floors.

3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the Heating elements (4) of successive floors are arranged offset from one another.

4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the heating elements (4) are arranged between distributor trays (9).

5. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the da3 Heating elements (4) of successive floors are separated by floors (5) which alternately opposite parts of the clear cross section of the heat exchanger free this or cover it.

6. Heat exchanger according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the heating elements (4) are held by the floors (5), the frame-like inserts form.

7. Heat exchanger according to one of claims 1 to G, characterized in that that the heating elements (4) made of corrosion-resistant, electrically conductive material, preferably Carbon, graphite or glass carbon.

8. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the heating elements (') are made of metal and of corrosion-resistant, electrical non-conductive protective jackets (7) are encased.

9. Heat exchanger according to claim 8, characterized in that additional Elements (8) made of non-corrosive, electrically non-conductive material are provided are.