KR20240089057A - 다중 실린더 - Google Patents

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KR20240089057A
KR20240089057A KR1020247013657A KR20247013657A KR20240089057A KR 20240089057 A KR20240089057 A KR 20240089057A KR 1020247013657 A KR1020247013657 A KR 1020247013657A KR 20247013657 A KR20247013657 A KR 20247013657A KR 20240089057 A KR20240089057 A KR 20240089057A
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cylinder
heating
fluid
fluid cylinder
heating cylinder
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KR1020247013657A
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English (en)
Inventor
키아라 에네 코헨되르퍼
안드레이 슈스토브
에릭 예네
Original Assignee
바스프 에스이
린데 게엠베하
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Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 복수의 중공 실린더 튜브를 포함하는 디바이스(110)에 관한 것이다. 중공 실린더 튜브 중 적어도 하나는 적어도 하나의 공급원료를 수용하기 위한 유체 실린더(112)로서 설계된다. 중공 실린더 튜브 중 적어도 다른 하나는 전류 전도성 가열 실린더(129)로서 설계된다. 디바이스(110)는, 전류가 가열 실린더(129)를 통과할 때 생성되는 주울 가열에 의해 유체 실린더(112)를 가열하는 전류를 가열 실린더(129) 내에 발생하도록 구성된 적어도 하나의 전류 또는 전압원(126)을 갖는다.

Description

다중 실린더
본 발명은 다수의 중공 실린더 파이프를 포함하는 디바이스 및 유체 실린더 내에서 공급원료(feedstock)를 가열하는 방법에 관한 것이다. 디바이스는 플랜트, 예를 들어 적어도 하나의 흡열 반응의 수행을 위한 플랜트, 가열용 플랜트, 예열용 플랜트, 증기 분해기(steamcracker), 증기 개질기, 알칸 탈수소화용 장치, 개질기, 건식 개질용 장치, 스티렌 생산용 장치, 에틸벤젠 탈수소화용 장치, 우레아(ureas), 이소시아네이트, 멜라민의 분해(cracking)용 장치, 분해기(cracker), 접촉 분해기(catalytic cracker), 탈수소화용 장치의 부분일 수도 있다. 디바이스는 특히 200℃ 내지 1700℃, 바람직하게는 300℃ 내지 1400℃, 더 바람직하게는 400℃ 내지 875℃ 범위의 온도로 공급원료의 가열을 위해 사용될 수도 있다. 그러나, 다른 사용 분야가 또한 고려 가능하다.
이러한 디바이스는 원리적으로 알려져 있다. 예를 들어, WO 2015/197181 A1은 유체를 수용하기 위한 적어도 하나의 전기 전도성 파이프라인, 및 적어도 하나의 파이프라인에 연결된 적어도 하나의 전압원을 포함하는 유체를 가열하기 위한 디바이스를 설명하고 있다. 적어도 하나의 전압원은 유체를 가열하기 위해 적어도 하나의 파이프라인을 가열하는 교류 전류를 적어도 하나의 파이프라인 내에 발생하도록 셋업된다.
WO 2020/035575는 유체를 가열하는 디바이스를 설명하고 있다. 디바이스는 - 유체를 수용하기 위한 적어도 하나의 전기 전도성 파이프라인 및/또는 적어도 하나의 전기 전도성 파이프라인 세그먼트, 및 - 적어도 하나의 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 포함하고, 각각의 파이프라인 및/또는 각각의 파이프라인 세그먼트는 각각의 파이프라인 및/또는 각각의 파이프라인 세그먼트에 연결되는 DC 전원 및/또는 DC 전압원이 할당되고, 각각의 DC 전원 및/또는 DC 전압원은 유체를 가열하기 위해, 전도성 파이프 재료를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울(Joule) 열에 의해 각각의 파이프라인 및/또는 각각의 파이프라인 세그먼트를 가열하는 전류를 각각의 파이프라인 내에 및/또는 각각의 파이프라인 세그먼트 내에 발생하도록 설계된다.
WO 2021/160777 A1은 유체를 가열하기 위한 디바이스를 설명하고 있다. 디바이스는 - 유체를 수용하기 위한 적어도 하나의 전기 전도성 파이프라인 및/또는 적어도 하나의 전기 전도성 파이프라인 세그먼트, 및 - 적어도 하나의 단상 AC 전원 및/또는 적어도 하나의 단상 AC 전압원을 포함하고, 각각의 파이프라인 및/또는 각각의 파이프라인 세그먼트는 각각의 파이프라인 및/또는 각각의 파이프라인 세그먼트에 연결된 단상 AC 전원 및/또는 단상 AC 전압원이 할당되고, 각각의 단상 AC 전원 및/또는 단상 AC 전압원은 유체를 가열하기 위해, 전도성 파이프 재료를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 각각의 파이프라인 및/또는 각각의 파이프라인 세그먼트를 가열하는 전류를 각각의 파이프라인 내에 및/또는 각각의 파이프라인 세그먼트 내에 발생하도록 설계되고, 단상 AC 전원 및/또는 단상 AC 전압원은, 발생된 교류가 순방향 전도체를 통해 파이프라인 및/또는 파이프라인 세그먼트 내로 흐르고 복귀 전도체를 통해 AC 전원 및/또는 AC 전압원으로 다시 흐르는 이러한 방식으로 전기 전도성 방식으로 파이프라인 및/또는 파이프라인 세그먼트에 연결된다.
유체 가열을 위한 다른 디바이스는 특히 다른 기술 분야에서, 예를 들어 US 3,492,463 A, DE 1 690 665 C2, DE 3 118 030 C2, CN 2768367 U, CN202385316U, CN 205546000 U, GB 2 084 284 A, US 2002/028070 A1, US 2013/108251 A에 또한 설명되어 있다. 예를 들어, 파이프라인의 가열은 GB 2 341 442, US 8,763,692 또는 WO 2011/138596에 설명되어 있다. 다른 디바이스가 FR 2 722 359 A1, CN 106 288 346 B, CN 201 135 883 Y로부터 공지되어 있다.
그러나, 파이프라인 내의 유체를 가열하기 위한 공지의 디바이스는 종종 기술적으로 복잡하거나 고레벨의 기술적 복잡성으로만 구현될 수 있다. 더욱이, 결함의 경우에도 전기 안전에 대한 높은 요구가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 공지의 장치 및 방법의 단점을 적어도 대부분 회피하는, 다수의 중공 실린더 파이프를 포함하는 디바이스 및 공급원료의 가열 방법을 제공하는 것이다. 특히, 디바이스 및 방법은 구현 및 수행이 기술적으로 간단해야 하고, 고레벨의 전기 안전을 보장해야 한다.
이 목적은 독립항의 특징을 갖는 디바이스, 방법 및 플랜트에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 구성은 특히 연관 종속항 및 종속항의 종속성 참조에 명시되어 있다.
용어 "갖는다", "포함한다" 또는 "구비한다" 또는 이들의 이하의 또는 임의의 문법적 변형은 비배타적인 방식으로 사용된다. 이에 따라, 이들 용어는 이들 용어에 의해 소개된 특징부 이외에 다른 특징부가 없는 상황 또는 하나 이상의 다른 특징부가 존재하는 상황과 관련될 수도 있다. 예를 들어, 표현 "A는 B를 갖는다", "A는 B를 포함한다" 또는 "A는 B를 구비한다"는, B 이외에, 다른 요소가 A에 존재하지 않는 상황(즉, A가 B로만 구성되는 상황) 및 B에 추가하여, 하나 이상의 다른 요소, 예를 들어 요소 C, 요소 C 및 D 또는 심지어 다른 요소가 A에 존재하는 상황의 모두와 관련될 수도 있다.
용어 "적어도 하나" 및 "하나 이상" 및 이들 용어의 문법적 변형, 또는 다른 용어는, 이들이 하나 이상의 요소 또는 특징부와 관련하여 사용되고 요소 또는 특징부가 1회 이상 제공될 수도 있는 것을 표현하도록 의도될 때, 예를 들어 특징부 또는 요소가 최초 소개될 때 일반적으로 단지 한 번만 사용된다는 것이 또한 지적된다. 특징부 또는 요소가 이후에 다시 언급될 때, 특징부 또는 요소가 1회 이상 제공될 수도 있는 가능성을 제한하지 않고, 대응 용어 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"은 일반적으로 더 이상 사용되지 않는다.
더욱이, 용어 "바람직하게는", "특히", "예를 들어" 또는 유사한 용어는 대안 실시형태가 한정되지 않고, 선택적 특징부와 관련하여 이하에 사용된다. 따라서, 이들 용어에 의해 소개된 특징부 선택적 특징부이고, 이들 특징부에 의해, 청구항 및 특히 독립항의 보호 범주를 한정하도록 의도되지는 않는다. 따라서, 통상의 기술자가 이해할 수 있는 바와 같이, 본 발명은 또한 다른 구성을 사용하여 수행될 수도 있다. 유사한 방식으로, "본 발명의 실시형태에서" 또는 "본 발명의 실시예에서"에 의해 소개된 특징부는, 대안적인 구성 또는 독립항의 보호 범주가 이에 의해 한정되도록 의도되지 않고, 선택적 특징부로서 이해된다. 더욱이, 이에 의해 소개된 특징과 다른 특징의 모든 가능한 조합은, 이들이 선택적 또는 비선택적 특징부이든, 이들 소개 표현의 영향을 받지 않고 남아 있어야 한다.
본 발명의 제1 양태에서, 다수의 중공 실린더 파이프를 포함하는 디바이스가 제안된다.
특히, 디바이스는 적어도 하나의 흡열 반응의 수행을 위한 플랜트, 가열용 플랜트, 예열용 플랜트, 증기 분해기, 증기 개질기, 알칸 탈수소화용 장치, 개질기, 건식 개질용 장치, 스티렌 생산용 장치, 에틸벤젠 탈수소화용 장치, 우레아, 이소시아네이트, 멜라민의 분해용 장치, 분해기, 접촉 분해기, 탈수소화용 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 플랜트에서 사용 가능하고 아래에 더 설명되는 방법은 이 플랜트에서 채용 가능하다.
중공 실린더 파이프 중 적어도 하나는 적어도 하나의 공급원료를 수용하기 위해, 유체 실린더로서 셋업된다. 적어도 하나의 다른 중공 실린더 파이프가 전류 전도성 가열 실린더로서 구성된다. 디바이스는 가열 실린더를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더를 가열하는 전류를 가열 실린더 내에 발생하도록 셋업된 적어도 하나의 전원 또는 전압원을 갖는다.
가열 실린더로부터 유체 실린더로 주울 열을 전달하는 다른 중공 실린더가 필요할 수도 있다. 더욱이, 전류 전도 가열 실린더에 인접하여, 전압으로부터 유체 실린더를 절연하는(감전의 방지) 절연 특성을 갖는 갈바닉 절연체가 제공될 수도 있다.
본 발명의 맥락에서 "중공 실린더 파이프"는 적어도 부분적으로 원통형 섹션을 갖는 파이프라인 또는 파이프라인 세그먼트를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 본 발명의 맥락에서 "파이프라인"은 외부면에 의해 외부 환경으로부터 경계한정되는 내부를 갖는 임의의 형상의 장치를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 파이프라인은 적어도 하나의 파이프 및/또는 적어도 하나의 파이프라인 세그먼트 및/또는 적어도 하나의 파이프라인 코일을 포함할 수도 있다. 파이프라인 세그먼트는 파이프라인의 하위 영역일 수도 있다. 표현 "파이프라인" 및 "파이프라인 세그먼트" 및 "파이프라인 코일"은 이하에서 동의어로서 사용된다. 중공 실린더 파이프는 예를 들어, 반경(r) 및 높이라고도 또한 칭하는 길이(h)를 갖는 원형 실린더일 수도 있다. 원형 실린더는 축을 따라 보어를 가질 수도 있다. 원형 실린더 기하학 형상으로부터의 변형이 또한 고려 가능하다. 예를 들어, 중공 실린더 파이프는 타원형 실린더일 수도 있다. 예를 들어, 중공 실린더 파이프는 프리즘형 실린더일 수도 있다.
각각의 중공 실린더는 벽 두께를 가질 수도 있다. 각각의 중공 실린더는 다른 중공 실린더, 예를 들어 중공 실린더를 둘러싸는 중공 실린더 또는 이에 의해 둘러싸인 중공 실린더로부터 각각의 중공 실린더를 경계한정하는 외부면을 가질 수도 있다. 중공 실린더 파이프는, 특히 가열 실린더가 유체 실린더를 직접 둘러싸는 실시형태에서 서로에 대해 점착성이 아닌 파이프로서 구성될 수도 있다. 예를 들어, 전기 비전도성 유체 실린더, 예를 들어 세라믹 유체 실린더는 전기 전도성 가열 실린더, 예를 들어 금속 가열 실린더에 의해 둘러싸일 수도 있고, 여기서 유체 실린더의 파이프와 가열 실린더의 파이프는 점착성 접합되지 않는다.
디바이스는 적어도 2개의 중공 실린더 파이프, 특히 적어도 하나의 유체 실린더 및 적어도 하나의 가열 실린더를 가질 수도 있다. 아래에 더 설명되는 바와 같이, 다른 중공 실린더를 제공하는 것도 또한 가능하다. 중공 실린더 파이프는 적어도 부분적으로 서로를 둘러쌀 수도 있다. "서로 적어도 부분적으로 둘러싼다"라는 것은 제1 중공 실린더의 적어도 하위 영역이 제2 중공 실린더의 적어도 하위 영역을 둘러싸는 것을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 예를 들어, 중공 실린더 파이프는 공통 축을 제공하기 위해 동심으로 배열될 수도 있다. 중공 실린더 파이프는 공통 중심에 대해 대칭성 배열일 수도 있다. 단면에서 볼 때, 중공 실린더 파이프는 동심 원형 배열일 수도 있다. 예를 들어, 중공 실린더 파이프 중 하나는 그 주위에 다른 중공 실린더 파이프가 동심 배열로 있는 중앙 파이프로서 배열될 수도 있다. 내부로부터 외향으로 볼 때, 이 배열의 중공 실린더 파이프는 증가하는 반경 및/또는 직경을 가질 수도 있다.
본 발명의 맥락에서 "공급원료"는 원리적으로 임의의 재료를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 공급원료는 특히 적어도 하나의 화학 반응에 의해, 반응 생성물이 제조 및/또는 준비될 수 있는 적어도 하나의 재료를 포함할 수도 있다. 반응은 유체 실린더 내에서 및/또는 유체 실린더 외부에서 실행될 수 있다. 반응은 흡열 반응일 수도 있다. 반응은 예를 들어, 예열 또는 가열 작업과 같은 비흡열 반응일 수도 있다. 공급원료는 특히 화학 반응이 수행될 반응물일 수도 있다. 공급원료는 액체 또는 기체일 수도 있다. 공급원료는 열 분해를 받게 될 탄화수소 및/또는 혼합물일 수도 있다. 공급원료는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 나프타, 에틸벤젠, 가스 오일, 응축물, 바이오유체, 바이오가스, 열분해 오일, 폐오일 및 재생 가능한 원재료로 구성된 액체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함할 수도 있다. 바이오유체는 예를 들어, 재생 가능한 원재료, 예를 들어 바이오 오일 또는 바이오디젤로부터의 지방, 오일 또는 그 유도체일 수도 있다. 다른 공급원료가 또한 고려 가능하다. 본 발명의 맥락에서, 열거된 임의의 다른 공급원료에 대해 대표적인 방식으로, 유체가 예로서 참조된다.
본 발명의 맥락에서, "유체 실린더"는 공급원료를 수용 및/또는 운송하도록 셋업된 중공 실린더를 의미하는 것으로 이해된다. 유체 실린더의 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료는 운송될 공급원료에 의존할 수도 있다. 유체 실린더는 예를 들어, 파이프라인 및/또는 파이프 세그먼트 및/또는 파이프 시스템일 수도 있다. 유체 실린더는 예를 들어, 적어도 하나의 반응을 수행하고 그리고/또는 공급원료를 가열하도록 셋업될 수도 있다. 따라서, 디바이스, 특히 유체 실린더는 또한 반응기 또는 노, 특히 전기로라고도 칭할 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 적어도 하나의 화학 반응이 진행될 수 있는 적어도 하나의 반응 튜브일 수도 있고 그리고/또는 포함할 수도 있다. 유체 실린더의 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료는 또한 원하는 반응 및/또는 특정 반응의 회피에 따라 선택될 수도 있다. 예를 들어, 코킹을 감소시키기 위해 세라믹 튜브를 선택하는 것이 가능하다. 유체 실린더는 전기 전도성 중공 실린더로서 또는 전기 비전도성 중공 실린더로서 구성될 수도 있다. 유체 실린더는 예를 들어 원심 주조 재료, CrNi 합금, 또는 다른 재료로 제조된 금속 중공 실린더일 수도 있다. 대안적으로, 유체 실린더는 비전도성일 수도 있고, 예를 들어 세라믹 또는 유사한 비저항의 재료로 제조될 수도 있다. 유체 실린더는 주울 열에 의해 전기적으로 직접 가열되지 않는 중공 실린더 파이프로서 구성될 수도 있다. 디바이스는 유체 실린더를 통한 전류의 흐름 없이 유체 실린더를 가열하는 전류를 가열 실린더 내에 발생하도록 셋업될 수도 있다.
디바이스는 다수의 유체 실린더를 가질 수도 있다. 디바이스는 l개의 유체 실린더를 가질 수도 있고, 여기서 l은 2 이상의 자연수이다. 예를 들어, 디바이스는 적어도 2개, 3개, 4개, 5개 또는 더 많은 유체 실린더를 가질 수도 있다. 디바이스는 예를 들어 최대 100개의 유체 실린더를 가질 수도 있다. 유체 실린더는 동일하게 또는 상이하게 구성될 수도 있다. 유체 실린더는 직경, 및/또는 길이 및/또는 기하학 형상과 관련하여 상이하게 구성될 수도 있다.
유체 실린더는 대칭 및/또는 비대칭 파이프 및/또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 유체 실린더의 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료는 운송될 공급원료에 의존하거나 반응의 최적화 또는 다른 요인에 의존할 수도 있다. 전적으로 대칭 구성에서, 디바이스는 동일한 파이프 유형의 유체 실린더를 포함할 수도 있다. "비대칭 파이프" 및 "대칭 및 비대칭 파이프의 조합"은, 디바이스가 예를 들어 추가로 원하는 대로 병렬 또는 직렬로 연결될 수도 있는 파이프 유형의 임의의 조합을 포함할 수도 있는 것을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. "파이프 유형"은 특정 특징에 의해 특징화되는 파이프라인의 카테고리 또는 유형을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 파이프 유형은 적어도 파이프라인의 수평 구성; 파이프라인의 수직 구성; 입구(l1) 및/또는 출구(l2) 및/또는 전이부(l3)의 길이; 입구(d1) 및 출구(d2) 및/또는 전이부(d3)의 직경; 패스 수(n); 패스당 길이; 패스당 직경; 기하학 형상; 표면; 및 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 특징에 의해 특징화될 수도 있다. 디바이스는 병렬 및/또는 직렬로 연결된 적어도 2개의 상이한 파이프 유형의 조합을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스는 입구(l1) 및/또는 출구(l2) 및/또는 전이부(l3)에 상이한 길이의 파이프라인을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스는 입구(d1) 및/또는 출구(d2) 및/또는 전이부(d3)의 직경의 비대칭을 갖는 파이프라인을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스는 상이한 패스 수를 갖는 파이프라인을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스는 상이한 패스당 길이 및/또는 상이한 패스당 직경을 갖는 패스를 갖는 파이프라인을 포함할 수도 있다. 원리적으로, 병렬 및/또는 직렬의 임의의 파이프 유형의 임의의 조합이 고려 가능하다.
디바이스는 다수의 입구 및/또는 출구 및/또는 생산 스트림을 포함할 수도 있다. 상이하거나 동일한 파이프 유형의 유체 실린더는 다수의 입구 및/또는 출구와 병렬 및/또는 직렬로 배열될 수도 있다. 유체 실린더를 위한 가능한 파이프라인은 구성 키트의 형태의 다양한 파이프 유형의 형태를 취할 수도 있고 최종 용도에 따라 원하는 대로 선택되고 조합될 수도 있다. 상이한 파이프 유형의 파이프라인의 사용은 공급물이 변동할 때 더 정확한 온도 제어 및/또는 반응의 조정 및/또는 선택적 반응 수율 및/또는 최적화된 방법론을 가능하게 할 수 있다. 파이프라인은 동일한 또는 상이한 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료를 포함할 수도 있다.
유체 실린더의 파이프라인은 관통-연결될 수도 있고, 따라서 공급원료를 수용하기 위한 파이프 시스템을 형성할 수도 있다. "파이프 시스템"은 특히 서로 연결된 적어도 2개의 파이프라인을 포함하는 장치를 의미하는 것으로서 이해될 수도 있다. 파이프 시스템은 유입 및 유출 파이프라인을 포함할 수도 있다. 파이프 시스템은 공급원료를 수용하기 위한 적어도 하나의 입구를 포함할 수도 있다. 파이프 시스템은 공급원료를 배출하기 위한 적어도 하나의 출구를 포함할 수도 있다. "관통-연결"은 파이프라인이 서로 유체 연결되어 있는 것을 의미하는 것으로서 이해될 수도 있다. 따라서, 파이프라인은 공급원료가 파이프라인을 통해 차례로 유동하는 이러한 방식으로 배열되고 연결될 수도 있다. 2개 이상 또는 모든 파이프라인은 직렬 및/또는 병렬로 구성될 수도 있다. 파이프라인은 공급원료가 적어도 2개의 파이프라인을 통해 병렬로 유동할 수 있는 이러한 방식으로 서로 평행하게 상호 연결될 수도 있다. 파이프라인, 특히 병렬로 연결된 파이프라인은 상이한 공급원료를 병렬로 운송하는 이러한 방식으로 설계될 수도 있다. 특히, 병렬로 연결된 파이프라인은 상이한 공급원료의 운송을 위해 서로 상이한 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료를 가질 수도 있다. 특히, 공급원료의 운송을 위해, 다수의 또는 모든 파이프라인이 병렬 구성일 수도 있어, 공급원료가 병렬 구성으로 이들 파이프라인 사이에서 분할될 수 있게 된다. 직렬 연결과 병렬 연결의 조합도 또한 고려 가능하다.
유체 실린더는 금속 중공 실린더 또는 전기 비전도성 중공 실린더일 수도 있다.
유체 실린더는 전기 전도성일 수도 있다. "전기 전도성"은 유체 실린더, 특히 유체 실린더의 재료가 전류를 전도하도록 설계된 것을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 유체 실린더는 10-1 Ωm 미만의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 본 발명의 맥락에서 전기 비저항은 실온에서의 전기 비저항에 관련된다. 유체 실린더는 1·10-8 Ωm ≤ ρ ≤ 10-1 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 구리, 알루미늄, 철, 강철 또는 Cr 또는 Ni 합금, 흑연, 탄소, 카바이드, 실리사이드와 같은 하나 이상의 금속 및 합금으로부터 제조되고 그리고/또는 포함할 수도 있다. 유체 실린더는 페라이트 및 오스테나이트 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 CrNi 합금으로부터 제조되고 그리고/또는 포함할 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 적어도 하나의 금속으로부터 제조될 수도 있고 1·10-8 Ω 내지 100·10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 금속 실리사이드로부터 제조될 수도 있고 1·10-8 Ω 내지 200·10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 금속 카바이드로부터 제조될 수도 있으며 20·10-8 Ω 내지 5000·10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 탄소로부터 제조될 수도 있고 50,000·10-8 Ω 내지 100,000·10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 흑연으로부터 제조될 수도 있고 5000·10-8 Ω 내지 100,000·10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 붕소 카바이드로부터 제조될 수도 있고 10-1 내지 10-2의 전기 비저항을 가질 수도 있다.
유체 실린더 및 대응하여 유입 및 유출 파이프라인은 서로 유체적으로 연결될 수도 있다. 유체 실린더로서 전기 전도성 파이프라인의 사용의 경우, 유입 및 유출 파이프라인은 서로 갈바닉 절연될 수도 있다. "서로 갈바닉 절연"이라는 것은, 파이프라인과 유입 및 유출 파이프라인 사이에 전기 전도 및/또는 허용 가능한 전기 전도가 존재하지 않는 이러한 방식으로 파이프라인과 유입 및 유출 파이프라인이 서로 절연되는 것을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 디바이스는 적어도 하나의 절연체, 특히 다수의 절연체를 포함할 수도 있다. 각각의 파이프라인과 유입 및 유출 파이프라인 사이의 갈바닉 절연은 절연체에 의해 보장될 수 있다. 절연체는 공급원료의 자유 유동을 보장할 수 있다.
그러나, 전기 비전도성 중공 실린더 또는 열악한 전도성 중공 실린더로서 구성이 또한 고려 가능하다. 유체 실린더는 갈바닉 절연체로서 구성될 수도 있다. 유체 실린더는 106 Ωm 초과의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 유체 실린더는 1×105 Ωm ≤ ρ ≤ 1×1020 Ωm, 바람직하게는 1×105 Ωm ≤ ρ ≤ 1×1014 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 세라믹 파이프라인으로서 구성될 수도 있다. 예를 들어, 이하의 전기 비저항을 갖는 이하의 재료를 사용하는 것이 가능하다:
본 발명의 맥락에서 "가열 실린더"는 열의 형태로 그에 공급된 에너지를 유체 실린더에 전달하도록 셋업된 임의의 중공 실린더일 수도 있다. 가열 실린더의 기하학 형상 및/또는 재료는 가열될 유체 실린더에 정합될 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더의 에너지 효율적 가열이 가능할 수도 있다. 본 발명의 맥락에서 "전류 전도 가열 실린더"는 가열 실린더, 특히 가열 실린더의 적어도 하나의 재료가 전류를 전도하도록 셋업되는 것을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 특히, 연결된 전원 또는 전압원을 갖는 가열 실린더는 1×10-8 Ωm ≤ ρ ≤ 105 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 가질 수도 있다. 반도체는 온도와 도핑에 매우 의존하기 때문에, 전기 비저항에 대한 매우 큰 대역폭을 갖는다. 가열 실린더는 10 W/(mK) ≤ λ ≤ 6000 W/(mK), 바람직하게는 20 W/(mK) ≤ λ ≤ 5000 W/(mK)의 열 전도도(λ)를 가질 수도 있다. 예를 들어, 이하의 전기 비저항 및 열 전도도를 갖는 이하의 재료를 사용하는 것이 가능하다(본 발명의 맥락에서 열 전도도는 실온에서의 열 전도도와 관련됨):
가열 실린더는 최대 2000℃, 바람직하게는 최대 1300℃, 더 바람직하게는 최대 1000℃의 범위 내에서 열적으로 안정할 수도 있다. 본 발명의 맥락에서 "열 안정성"은 특히 고온에 대한 가열 실린더의 내구성, 특히 가열 실린더 재료의 내구성을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다.
가열 실린더는 페라이트 및 오스테나이트 재료, 예를 들어 CrNi 합금, CrMo 또는 세라믹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 가열 실린더는 구리, 알루미늄, 철, 강철 또는 Cr 또는 Ni 합금, 흑연, 탄소, 카바이드, 실리사이드와 같은 적어도 하나의 금속 및/또는 적어도 하나의 합금으로 제조될 수도 있다. 가열 실린더용 재료로서 반도체, 예를 들어 Ge, Si, 셀렌화물, 텔루르화물, 비소화물, 안티몬화물이 또한 고려 가능하다.
가열 실린더는 벽 두께를 가질 수도 있다. 예를 들어, 가열 실린더의 벽 두께(bHZ)는 0.05 mm ≥ bHZ ≥ 3 mm, 예를 들어 0.1 mm ≥ bHZ ≥ 2 mm일 수도 있다. 가열 실린더의 벽 두께는 유체 실린더의 벽 두께보다 얇을 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더의 벽 두께(bFZ)는 5 mm ≥ bFZ ≥ 8 mm일 수도 있다. 이는 유체가 관통 유동하지 않고 따라서 더 높은 온도가 동일한 전류 흐름으로 가능해질 수 있기 때문에 가능할 수도 있다.
디바이스는 가열 실린더를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더를 가열하는 전류를 가열 실린더 내에 발생하도록 셋업된 적어도 하나의 전원 또는 적어도 하나의 전압원을 갖는다.
전원 및/또는 전압원은 단상 또는 다상 AC 전원 및/또는 단상 또는 다상 AC 전압원, 또는 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 포함할 수도 있다. 디바이스는 전원 및/또는 전압원을 가열 실린더에 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 입력 및 출력을 가질 수도 있다.
디바이스는 예를 들어, 적어도 하나의 AC 전원 및/또는 적어도 하나의 AC 전압원을 가질 수도 있다. AC 전원 및/또는 AC 전압원은 단상 또는 다상 소스일 수도 있다. "AC 전원"은 교류를 제공하도록 설계된 전원을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. "교류"는 시간 경과에 따라 규칙적인 반복으로 변화하는 극성의 전류를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 예를 들어, 교류는 정현파 교류일 수도 있다. "단상" AC 전원은 단상으로 전류를 제공하는 AC 전원을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. "다상" AC 전원은 하나 초과의 상으로 전류를 제공하는 AC 전원을 의미하는 것으로서 이해될 수도 있다. "AC 전압원"은 AC 전압을 제공하도록 셋업된 전압원을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. "AC 전압"은 그 레벨 및 극성이 시간 경과에 따라 규칙적으로 반복되는 전압을 의미하는 것으로서 이해될 수도 있다. 예를 들어, AC 전압은 정현파 AC 전압일 수도 있다. AC 전압원에 의해 발생된 전압은 전류가 흐르게, 특히 교류가 흐르게 한다. "단상" AC 전압원은 단상으로 교류를 제공하는 AC 전압원을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. "다상" AC 전압원은 하나 초과의 상으로 교류를 제공하는 AC 전압원을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다.
디바이스는 적어도 하나의 DC 전원 및/또는 적어도 하나의 DC 전압원을 가질 수도 있다. "DC 전원"은 DC 전류를 제공하도록 셋업된 장치를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. "DC 전압원"은 DC 전압을 제공하도록 셋업된 장치를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. DC 전원 및/또는 DC 전압원은 가열 실린더 내에 DC 전류를 발생하도록 셋업될 수도 있다. "DC 전류"는 강도와 방향의 관점에서 실질적으로 일정한 전류를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. "DC 전압"은 실질적으로 일정한 전압을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. "실질적으로 일정한"이라는 것은 의도된 효과에 대해 중요하지 않은 변화를 갖는 전류 또는 전압을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다.
디바이스는 다수의 전원 및/또는 전압원을 가질 수도 있고, 상기 전원 및/또는 전압원은 단상 또는 다상 AC 전원 및/또는 단상 또는 다상 AC 전압원, 또는 DC 전원 및/또는 DC 전압원, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 디바이스는 2 내지 M개의 상이한 전원 및/또는 전압원을 가질 수도 있고, 여기서 M은 3 이상의 자연수이다. 전원 및/또는 전압원은 적어도 하나의 전기 출력 변수를 제어할 가능성을 갖거나 갖지 않고 구성될 수도 있다. 전원 및/또는 전압원은 서로 독립적으로 전기적으로 제어 가능할 수도 있다. 전원 및/또는 전압원은 동일하거나 상이한 구성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 디바이스는 전류 및/또는 전압이 디바이스의, 특히 가열 실린더(들)의 상이한 구역, 특히 가열 구역에 대해 조정 가능하도록 셋업될 수도 있다. 디바이스는 다수의 유체 실린더를 가질 수도 있다. 유체 실린더는 공통 가열 실린더를 공유할 수도 있거나 할당된 가열 실린더를 각각 가질 수도 있다. 유체 실린더는 상이한 온도 영역 또는 구역에 속할 수도 있다. 유체 실린더 자체는 마찬가지로 온도 구역을 가질 수도 있다. 개별 유체 실린더는 하나 이상의 전원 또는 전압원이 할당될 수도 있다. 전력 공급 및/또는 전압 공급은 예를 들어, 각각의 경우 반응 및 방법론에 따라, 적어도 하나의 제어기의 사용에 의해 조정될 수도 있다. 다수의 전원 및/또는 전압원을 사용하는 것은 전압이 특히 상이한 구역에 대해 변경될 수 있게 한다. 예를 들어, 과도하게 고온인 유체 실린더 또는 역으로, 과도하게 저온인 유체 실린더를 야기할 것인 너무 높지 않은 전류를 달성하는 것이 가능하다.
디바이스는 다수의 단상 또는 다상 AC 전원 또는 AC 전압원을 가질 수도 있다. 유체 실린더는 특히 적어도 하나의 전기적 연결부를 통해 전기적으로 가열 실린더에 연결된 적어도 하나의 AC 전원 및/또는 AC 전압원을 갖는 적어도 하나의 가열 실린더가 각각 할당될 수도 있다. 적어도 2개의 유체 실린더가 가열 실린더 및 AC 전원 및/또는 AC 전압원을 공유하는 실시형태가 또한 고려 가능하다. AC 전원 또는 AC 전압원과 가열 실린더의 연결을 위해, 전기적 가열 가능 반응기는 2 내지 N개의 입력 및 출력을 가질 수도 있고, 여기서 N은 3 이상의 자연수이다. 각각의 AC 전원 및/또는 AC 전압원은 각각의 가열 실린더 내에 전류를 발생하도록 셋업될 수도 있다. AC 전원 및/또는 AC 전압원은 제어되거나 제어되지 않을 수도 있다. AC 전원 및/또는 AC 전압원은 적어도 하나의 전기 출력 변수를 제어할 가능성을 갖거나 갖지 않고 구성될 수도 있다. "출력 변수"는 전류 값 및/또는 전압 값 및/또는 전류 신호 및/또는 전압 신호를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 디바이스는 2 내지 M개의 상이한 AC 전원 및/또는 AC 전압원을 가질 수도 있고, 여기서 M은 3 이상의 자연수이다. AC 전원 및/또는 AC 전압원은 독립적으로 전기적으로 제어 가능할 수도 있다. 예를 들어, 상이한 전류가 각각의 가열 실린더 내에 발생될 수도 있고 유체 실린더 내에서 상이한 온도에 도달할 수도 있다.
디바이스는 다수의 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 포함할 수도 있다. 각각의 유체 실린더는 특히 적어도 하나의 전기적 연결부를 통해 전기적으로 가열 실린더에 연결된 적어도 하나의 DC 전원 및/또는 DC 전압원 및 적어도 하나의 가열 실린더가 각각 할당될 수도 있다. 적어도 2개의 유체 실린더가 가열 실린더 및 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 공유하는 실시형태가 또한 고려 가능하다. DC 전류원 및/또는 DC 전압원과 가열 실린더의 연결을 위해, 디바이스는 2 내지 N개의 양극 단자 및/또는 전도체와 2 내지 N개의 음극 단자 및/또는 전도체를 가질 수도 있고, 여기서 N은 3 이상의 자연수이다. 각각의 DC 전원 및/또는 DC 전압원은 각각의 가열 실린더 내에 전류를 발생하도록 셋업될 수도 있다. 발생된 전류는 공급원료를 가열하기 위해, 가열 실린더를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 각각의 유체 실린더를 가열할 수 있다.
가열 실린더 내에 발생된 전류는 공급원료를 가열하기 위해, 가열 실린더를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 각각의 유체 실린더를 가열할 수 있다. "유체 실린더를 가열"이라는 것은 유체 실린더의 온도 변화, 특히 유체 실린더의 온도 상승을 초래하는 작업을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 유체 실린더의 온도는, 예를 들어 유체 실린더에서 발생하는 반응이 그가 수용하는 만큼 많은 열을 흡수할 때 일정하게 유지될 수도 있다.
디바이스는 200℃ 내지 1700℃, 바람직하게는 300℃ 내지 1400℃, 더 바람직하게는 400℃ 내지 875℃ 범위의 온도로 공급원료를 가열하도록 셋업될 수도 있다.
유체 실린더는 가열 실린더에 의해 발생된 주울 열을 적어도 부분적으로 흡수하고 이를 공급원료에 적어도 부분적으로 방출하도록 셋업될 수도 있다. 적어도 하나의 흡열 반응이 유체 실린더 내에서 발생할 수도 있다. "흡열 반응"은 특히 열의 형태의 에너지가 환경으로부터 흡수되는 반응을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 흡열 반응은 공급원료의 가열 및/또는 예열을 포함할 수도 있다. 특히, 공급원료는 유체 실린더 내에서 가열될 수도 있다. 공급원료를 "가열"하는 것은 공급원료의 온도 변화, 특히 공급원료의 온도 상승, 예를 들어 공급원료의 가열을 초래하는 작업을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 공급원료는 예를 들어, 가열에 의해 정의된 또는 미리 결정된 온도 값으로 가온될(warmed) 수도 있다.
디바이스는 플랜트의 부분일 수도 있다. 예를 들어, 플랜트는 적어도 하나의 흡열 반응의 수행을 위한 플랜트, 가열용 플랜트, 예열용 플랜트, 증기 분해기, 증기 개질기, 알칸 탈수소화용 장치, 개질기, 건식 개질용 장치, 스티렌 생산용 장치, 에틸벤젠 탈수소화용 장치, 우레아, 이소시아네이트, 멜라민의 분해용 장치, 분해기, 접촉 분해기, 탈수소화용 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수도 있다.
디바이스는 예를 들어, 증기 분해기의 부분일 수도 있다. "증기 분해"는 장쇄 탄화수소, 예를 들어 나프타, 프로판, 부탄 및 에탄, 뿐만 아니라 가스 오일 및 히드로왁스가 증기의 존재 하에 열 분해에 의해 단쇄 탄화수소로 변환되는 프로세스를 의미하는 것으로서 이해될 수도 있다. 증기 분해는 주요 생성물로서 수소, 메탄, 에텐, 프로펜, 및 또한 특히 부텐과 열분해 벤젠을 생성할 수 있다. 증기 분해기는 550℃ 내지 1100℃ 범위의 온도로 유체를 가열하도록 셋업될 수도 있다.
예를 들어, 디바이스는 개질기로(reformer furnace)의 부분일 수도 있다. "증기 개질"은 물 및 탄소-함유 에너지 운반체, 특히 천연 가스, 경질 가솔린, 메탄올, 바이오가스 및 바이오매스와 같은 탄화수소로부터 수소 및 탄소 산화물을 생성하기 위한 프로세스를 의미하는 것으로서 이해될 수도 있다. 예를 들어, 유체는 200℃ 내지 875℃, 바람직하게는 400℃ 내지 700℃ 범위의 온도로 가열될 수도 있다.
예를 들어, 디바이스는 알칸 탈수소화용 장치의 부분일 수도 있다. "알칸 탈수소화"는 알칸을 탈수소화함으로써, 예를 들어 부탄을 부텐으로 탈수소화(BDH) 또는 프로판을 프로펜으로 탈수소화(PDH)함으로써 알켄을 생성하기 위한 프로세스를 의미하는 것으로서 이해될 수도 있다. 알칸 탈수소화용 장치는 400℃ 내지 700℃ 범위의 온도로 유체를 가열하도록 셋업될 수도 있다.
그러나, 다른 온도 및 온도 범위가 또한 고려 가능하다.
디바이스는 다수의 가열 구역을 가질 수도 있다. 예를 들어, 디바이스는 2개 이상의 가열 구역을 가질 수도 있다. 각각의 가열 구역은 적어도 하나의 가열 실린더를 포함할 수도 있다. 디바이스는 또한 공급원료의 가열이 없는 영역, 예를 들어 단순한 운송 구역을 가질 수도 있다.
디바이스는 유체 실린더의 온도를 측정하도록 셋업된 적어도 하나의 온도 센서를 가질 수도 있다. 온도 센서는 온도의 함수로서 전기 신호를 발생하도록 셋업된 전기 또는 전자 요소를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 온도 센서는 고온 전도체, 저온 전도체, 반도체 온도 센서, 진동 결정(oscillating crystal)을 갖는 온도 센서, 열전쌍, 초전 재료, 고온계, 열 화상 카메라, 강자성 온도 센서, 광섬유 온도 센서로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 가질 수도 있다. 온도는 유체 실린더 내에서 및/또는 유체 실린더에서 공급원료의 입력 및 출력에서 측정될 수도 있다. 예를 들어, 반응기의 길이에 걸쳐 온도를 결정하고 이를 최적의 프로세스 체제에 정합하기 위해 유체 실린더 내의 여러 지점에서 측정을 수행하는 것이 가능하다. 온도에 대한 폐루프 제어는 적어도 하나의 폐루프 제어 요소에 의해 실행될 수 있다. 이는 예를 들어, 핫스팟이 경우에 전력 또는 전압의 공급을 스위치 오프할 수 있다. 온도가 너무 낮을 때, 폐루프 제어는 전력 또는 전압의 공급을 증가시킬 수 있다. 온도 센서는 원격 연결 또는 고정 연결에 의해 폐루프 제어기에 연결될 수도 있다. 폐루프 제어기는 원격 연결 또는 고정 연결에 의해 전원 또는 전압원에 연결될 수도 있다.
디바이스는 온도 센서에 의해 측정된 온도의 함수로서 폐루프 제어에 의해 전원 또는 전압원을 제어하도록 셋업된 적어도 하나의 제어기 유닛을 가질 수도 있다. "제어기 유닛"은 일반적으로 개루프 및/또는 폐루프 제어에 의해 디바이스의 적어도 하나의 요소를 제어하도록 셋업된 전자 디바이스를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 예를 들어, 제어기 유닛은 온도 센서에 의해 발생된 신호를 평가하고 측정된 온도의 함수로서 폐루프 제어에 의해 전원 또는 전압원을 제어하도록 셋업될 수도 있다. 예를 들어, 이 목적으로, 하나 이상의 전자 연결부가 온도 센서와 제어 유닛 사이에 제공될 수도 있다. 제어 유닛은 예를 들어, 적어도 하나의 데이터 처리 디바이스, 예를 들어 적어도 하나의 컴퓨터 또는 마이크로제어기를 포함할 수도 있다. 데이터 처리 디바이스는 하나 이상의 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리 요소를 가질 수도 있고, 이 경우 데이터 처리 디바이스는 예를 들어, 온도 센서를 작동하도록 프로그래밍될 수도 있다. 제어 유닛은 또한 적어도 하나의 인터페이스, 예를 들어 전자 인터페이스 및/또는 인간-기계 인터페이스, 예를 들어 디스플레이 및/또는 키보드와 같은 입출력 디바이스를 포함할 수도 있다. 제어 유닛은 예를 들어, 중앙 집중식 또는 분산식 방식으로 구성될 수도 있다. 다른 구성이 또한 고려 가능하다. 제어 유닛은 적어도 하나의 A/D 변환기를 포함할 수도 있다. 디바이스는 온라인 온도 측정을 포함할 수도 있다. 본 발명의 맥락에서 "온라인 온도 측정"은 유체 실린더 내의 공급원료의 운송 및/또는 반응 중에 이루어지는 적어도 하나의 온도 센서에 의한 온도의 측정을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 예를 들어, 작업 중 온도의 폐루프 제어가 가능하다. 특히, 온도 측정 및 폐루프 제어는 반응기의 길이에 걸쳐 실행될 수 있다.
디바이스는 다수의 중공 실린더를 가질 수도 있다. 유체 실린더는 다른 중공 실린더에 의해 둘러싸여 있을 수도 있다. 중공 실린더는 동심 배열일 수도 있다. 유체 실린더는 다른 중공 실린더에 의해 둘러싸인 중앙 중공 실린더로서 배열될 수도 있다. 디바이스는 예를 들어 유체 실린더로서 M-, U- 또는 W-형 코일을 갖고 동일한 길이의 직선 섹션 상에 다른 중공 실린더의 장착을 갖는 다부품 구성을 가질 수도 있다.
가열 실린더는 가열 실린더가 유체 실린더를 둘러싸도록 배열될 수도 있다. "적어도 부분적으로 둘러싸는"이라는 것은 가열 실린더가 유체 실린더를 둘러싸는 실시형태 및 유체 실린더의 하위 영역만이 가열 실린더에 의해 둘러싸인 실시형태를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 가열 실린더의 중공 실린더 내에 내부 실린더로서 배열될 수도 있다. 예를 들어, 다수의 유체 실린더가 가열 실린더 내에 배열될 수도 있다. 예를 들어, 2개 이상의 가열 실린더가 유체 실린더 주위에 링 형태로 배열될 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더는 나선형 형상일 수도 있고, 가열 실린더는 유체 실린더 주위에 배열될 수도 있다. 상이하거나 동일한 가열 실린더가 유체 실린더 또는 2개 이상의 유체 실린더의 상이한 영역 주위에 배열되고, 유체 실린더의 영역의 개별 가열이 가능해질 수 있는 실시형태가 또한 고려 가능하다.
가열 실린더는 가열 실린더가 유체 실린더, 특히 전기 비전도성 중공 실린더를 직접 둘러싸거나, 또는 특히 금속 중공 실린더로서 구성된 유체 실린더의 경우 전기 비전도성 중공 실린더를 통해 간접적으로 둘러싸도록 배열될 수도 있다. 가열 실린더는 가열 실린더가 유체 실린더, 특히 비금속 유체 실린더를 직접 둘러싸도록 배열될 수도 있고, 그 현재 발생된 열을 유체 실린더에 방출하도록 셋업된다. 본 발명의 맥락에서 "직접" 둘러싸는 것은 유체 실린더와 가열 실린더가 디바이스 내에 인접한 중공 실린더로서 배열되는 것을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 특히, 유체 실린더와 가열 실린더 사이에 배치된 다른 중공 실린더가 없을 수도 있다. 예를 들어, 가열 실린더는 예를 들어 세라믹 내부 층을 갖는 내부가 코팅된 금속 파이프 및/또는 금속 파이프에 의해 둘러싸인 세라믹 내부 파이프로서 구성될 수도 있다.
그러나, 디바이스 내의 유체 실린더 및 가열 실린더의 다른 배열이 또한 고려 가능하다. 예를 들어, 가열 실린더는 또한 유체 실린더를 간접적으로 둘러쌀 수도 있다. 본 발명의 맥락에서 "간접적으로" 둘러싸는 것은 디바이스의 적어도 하나의 다른 요소, 특히 다른 중공 실린더가 유체 실린더와 가열 실린더 사이에 배치되는 것을 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 유체 실린더는 금속 중공 실린더일 수도 있다. 디바이스는 적어도 하나의 갈바닉 절연체, 특히 열 전도성인 갈바닉 절연체를 포함할 수도 있다. 갈바닉 절연체는 유체 실린더와 가열 실린더 사이에 배치될 수도 있다. 갈바닉 절연체는 가열 실린더로부터 유체 실린더를 갈바닉 절연하고 가열 실린더로부터 유체 실린더로 열을 전달하도록 셋업될 수도 있다. 본 발명의 맥락에서 "갈바닉 절연체"는 특히 부도체 또는 열악한 전도체를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 갈바닉 절연체는 1×105 Ωm ≤ ρ ≤ 1×1014 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 가질 수도 있다. 예를 들어, 이하의 전기 비저항을 갖는 이하의 재료를 사용하는 것이 가능하다:
열 전달 계수가 높을 수도 있다. 갈바닉 절연체는 10 W/(mK) ≤ λ ≤ 6000 W/(mK), 바람직하게는 20 W/(mK) ≤ λ ≤ 5000 W/(mK)의 열 전도도(λ)를 가질 수도 있다.
갈바닉 절연체는 세라믹, 유리질, 유리 섬유 보강, 플라스틱 유사 또는 수지 유사 재료, 예를 들어 세라믹, 스테아타이트, 도자기, 유리, 유리 섬유 보강 플라스틱, 에폭시 수지, 열경화성 물질, 엘라스토머 및 또한 충분한 전기 절연성 액체, 절연 페인트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수도 있다. 갈바닉 절연체는 튜브, 얇은 필름, 커버링 또는 층 중 하나 이상으로서 구성될 수도 있다.
갈바닉 절연체는 대전된 가열 실린더로부터 유체 실린더로 열을 전달하도록 셋업될 수도 있다. 동시에, 갈바닉 절연체는 가열 실린더로부터 유체 실린더를 갈바닉 절연할 수 있다.
디바이스는 적어도 하나의 외부 실린더를 포함할 수도 있다. 외부 실린더는 특히 동심 배열로 가열 실린더보다 외부로 더 멀리 배치된 중공 실린더를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 외부 실린더는 최외측 중공 실린더일 수도 있고, 디바이스의 모든 중공 실린더를 수용할 수도 있다. 외부 실린더는 하우징으로서 셋업될 수도 있다. 외부 실린더는 가열 실린더를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 셋업될 수도 있다. 외부 실린더는 가열 실린더를 갈바닉 및 열적으로 절연하고 외부로의 열 손실을 적어도 부분적으로 감소시키도록 셋업될 수도 있다. 본 발명의 맥락에서 "외부로의 열 손실을 적어도 부분적으로 감소"라는 것은 완전한 단열을 갖는 실시형태, 및 또한 예를 들어 미리 결정된 온도로 가열 실린더로부터의 열의 불완전한 열 감소가 있는 실시형태를 의미하는 것으로 이해될 수도 있다. 예를 들어, 외부 실린더는 가열 실린더를 따라 적어도 하나의 하위 영역, 예를 들어 적어도 특히 환경의 열에 민감한 외부 영역을 둘러쌀 수도 있다. 외부 실린더는 사용된 재료와 관련하여, 설명된 갈바닉 절연체와 같이 전기 비저항 및 열 전도도를 갖도록 셋업될 수도 있다.
디바이스는 공지의 장치에 비해 다수의 장점을 갖는다.
디바이스는 디바이스 영역, 특히 유체 실린더 및 외부 실린더가 결함의 경우에도 대전되지 않는 것을 가능하게 할 수도 있어, 디바이스 부품에 접촉하게 되는 사람의 감전을 회피하는 것을 가능하게 한다. 훨씬 더 높은 전류 및 전압 레벨이 가능할 수도 있다. 모든 종류의 전류 및/또는 전압이 활용 가능할 수도 있다.
온도 측정 및 폐루프 제어가 설치된 온도 센서와 폐루프 전류 및/또는 전압 제어에 의해 가능할 수도 있다. 디바이스는 예를 들어 유체 실린더로서 M-, U- 또는 W-형 코일을 갖고 동일한 길이의 직선 섹션 상에 다른 중공 실린더의 장착을 갖는 다부품 구성을 가질 수도 있다. 종래의 코일 개념은 대부분 유지될 수도 있다.
디바이스는 전기로로서 사용될 수도 있다. 예를 들어, 가스, 전력 또는 가스와 전력으로 동작되는 하이브리드 노로서 활용이 또한 가능할 수도 있다. 2개 이상의 노가 전력 또는 가스에 의해 독립적으로 가열되는 것이 또한 가능할 수도 있다. 예를 들어, 그 내용이 여기에 참조로서 합체되어 있는, 2020년 10월 2일자로 출원된 유럽 특허 출원 20 199 922.4에 설명된 바와 같은 열 통합 개념을 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 디바이스는 반응 생성물의 생산을 위한 플랜트에서 사용될 수도 있다. 플랜트는 적어도 하나의 예열기를 가질 수도 있다. 플랜트는 적어도 하나의 원재료, 즉, 공급원료를 예열기에 공급하도록 셋업된 적어도 하나의 원재료 공급부를 가질 수도 있다. 예열기는 미리 결정된 온도로 원재료를 예열하도록 셋업될 수도 있다. 플랜트는 전기적 가열 가능 반응기로서 적어도 하나의 디바이스를 포함할 수도 있다. 전기적 가열 가능 반응기는 예열된 원재료를 반응 생성물 및 부산물로 적어도 부분적으로 변환하도록 셋업될 수도 있다. 플랜트는 부산물을 예열기에 적어도 부분적으로 공급하도록 셋업된 적어도 하나의 열 통합 장치를 가질 수도 있다. 예열기는 부산물로부터 원재료의 예열을 위해 필요한 에너지를 적어도 부분적으로 활용하도록 셋업될 수도 있다. 따라서, 반응기로부터의 폐열(응축기, 냉각 매체의 증가하는 온도)은 출발 물질(예를 들어, 나프타, 증기, 공기 등)을 가열하는 데 사용될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명의 맥락에서, 본 발명의 디바이스를 포함하는 플랜트가 제안된다. 플랜트의 구성과 관련하여, 위 또는 아래의 디바이스 설명을 또한 참조한다.
플랜트는 적어도 하나의 흡열 반응의 수행을 위한 플랜트, 가열용 플랜트, 예열용 플랜트, 증기 분해기, 증기 개질기, 알칸 탈수소화용 장치, 개질기, 건식 개질용 장치, 스티렌 생산용 장치, 에틸벤젠 탈수소화용 장치, 우레아, 이소시아네이트, 멜라민의 분해용 장치, 분해기, 접촉 분해기, 탈수소화용 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수도 있다.
다른 양태에서, 본 발명의 맥락에서, 공급원료를 가열하는 방법이 제안된다. 방법에서, 본 발명의 디바이스가 사용된다.
이 방법은 이하의 단계:
- 공급원료를 수용하고 유체 실린더 내에 공급원료를 수용하기 위한 적어도 하나의 유체 실린더를 제공하는 단계;
- 적어도 하나의 전원 및/또는 적어도 하나의 전압원을 제공하는 단계;
- 공급원료의 가열을 위해, 가열 실린더를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더를 가열하는 전류를 적어도 하나의 전류 전도성 가열 실린더 내에 발생하는 단계를 포함한다.
실시형태 및 정의와 관련하여, 디바이스의 상기 설명이 참조될 수도 있다. 방법 단계는 명시된 순서로 수행될 수도 있지만, 단계의 하나 이상이 적어도 부분적으로 동시에 수행되는 것이 또한 가능하고, 단계의 하나 이상이 1회 초과 반복되는 것도 또한 가능하다. 게다가, 본 설명에서 언급되었는지 여부와 무관하게, 추가의 단계가 추가적으로 수행될 수도 있다.
요약하면, 본 발명의 맥락에서, 이하의 실시형태가 특히 바람직하다:
실시형태 1 다수의 중공 실린더 파이프를 포함하는 디바이스이며, 중공 실린더 파이프 중 적어도 하나는 적어도 하나의 공급원료를 수용하기 위한 유체 실린더로서 셋업되고, 적어도 하나의 다른 중공 실린더 파이프는 전류 전도성 가열 실린더로서 구성되고, 디바이스는 가열 실린더를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더를 가열하는 전류를 가열 실린더 내에 발생하도록 셋업된 적어도 하나의 전원 또는 전압원을 갖는, 디바이스.
실시형태 2 실시형태 1에 있어서, 디바이스는 200℃ 내지 1700℃, 바람직하게는 300℃ 내지 1400℃, 더 바람직하게는 400℃ 내지 875℃ 범위의 온도로 공급원료를 가열하도록 셋업되는, 디바이스.
실시형태 3 실시형태 1 또는 2에 있어서, 디바이스는 유체 실린더의 온도를 결정하도록 셋업된 적어도 하나의 온도 센서를 갖고, 디바이스는 온도 센서에 의해 측정된 온도의 함수로서 폐루프 제어에 의해 전원 또는 전압원을 제어하도록 셋업된 적어도 하나의 제어기 유닛을 갖는, 디바이스.
실시형태 4 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 유체 실린더는 금속 중공 실린더 또는 전기 비전도성 중공 실린더인, 디바이스.
실시형태 5 실시형태 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 가열 실린더는 가열 실린더가 유체 실린더를 둘러싸도록 배열되는, 디바이스.
실시형태 6 실시형태 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 가열 실린더는 가열 실린더가 유체 실린더를 직접 둘러싸도록 배열되고 그 현재 발생된 열을 유체 실린더에 방출하도록 셋업되는, 디바이스.
실시형태 7 실시형태 5에 있어서, 유체 실린더는 금속 중공 실린더이고, 디바이스는 적어도 하나의 갈바닉 절연체를 갖고, 갈바닉 절연체는 유체 실린더와 가열 실린더 사이에 배치되고, 갈바닉 절연체는 가열 실린더로부터 유체 실린더를 갈바닉 절연하고 가열 실린더로부터 유체 실린더로 열을 전달하도록 셋업되는, 디바이스.
실시형태 8 실시형태 1 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 갈바닉 절연체는 세라믹, 유리질, 유리 섬유 보강, 플라스틱 유사 또는 수지 유사 재료, 절연 페인트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하고, 갈바닉 절연체는 튜브, 얇은 필름, 커버링 또는 층 중 하나 이상으로서 구성되는, 디바이스.
실시형태 9 실시형태 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서, 디바이스는 적어도 하나의 외부 실린더를 갖고, 외부 실린더는 가열 실린더를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 셋업되고, 외부 실린더는 가열 실린더를 갈바닉 절연하고 외부로의 열의 손실을 적어도 부분적으로 감소시키도록 셋업되는, 디바이스.
실시형태 10 실시형태 1 내지 9 중 어느 하나에 있어서, 가열 실린더는 1×10-8 Ωm ≤ ρ ≤ 105 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 갖는, 디바이스.
실시형태 11 실시형태 1 내지 10 중 어느 하나에 있어서, 가열 실린더 및 갈바닉 절연체는 10 W/(mK) ≤ λ ≤ 6000 W/(mK), 바람직하게는 20 W/(mK) ≤ λ ≤ 5000 W/(mK)의 열 전도도(λ)를 갖는, 디바이스.
실시형태 12 실시형태 1 내지 11 중 어느 하나에 있어서, 가열 실린더는 최대 2000℃, 바람직하게는 최대 1300℃, 더 바람직하게는 최대 1000℃의 범위 내에서 열적으로 안정한, 디바이스.
실시형태 13 실시형태 1 내지 12 중 어느 하나에 있어서, 가열 실린더는 페라이트 및 오스테나이트 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는, 디바이스.
실시형태 14 실시형태 1 내지 13 중 어느 하나에 있어서, 전원 및/또는 전압원은 단상 또는 다상 AC 전원 및/또는 단상 또는 다상 AC 전압원, 또는 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 포함하는, 디바이스.
실시형태 15 실시형태 1 내지 14 중 어느 하나에 있어서, 디바이스는 다수의 유체 실린더를 갖고, 상기 디바이스는 l개의 유체 실린더를 갖고, 여기서 l은 2 이상의 자연수이고, 상기 유체 실린더는 대칭 또는 비대칭 파이프 및/또는 그 조합을 갖는, 디바이스.
실시형태 16 실시형태 1 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 유체 실린더는 직경, 및/또는 길이 및/또는 기하학 형상의 관점에서 상이한 구성을 갖는, 디바이스.
실시형태 17 실시형태 15 또는 16에 있어서, 유체 실린더 중 2개 이상 또는 모두는 직렬 및/또는 병렬 구성인, 디바이스.
실시형태 18 실시형태 1 내지 17 중 어느 하나에 있어서, 공급원료는 열 분해를 받게 될 탄화수소 및/또는 혼합물인, 디바이스.
실시형태 19 디바이스에 관한 실시형태 1 내지 18 중 어느 하나에 따른 적어도 하나의 디바이스를 포함하는 플랜트이며, 플랜트는 적어도 하나의 흡열 반응의 수행을 위한 플랜트, 가열용 플랜트, 예열용 플랜트, 증기 분해기, 증기 개질기, 알칸 탈수소화용 장치, 개질기, 건식 개질용 장치, 스티렌 생산용 장치, 에틸벤젠 탈수소화용 장치, 우레아, 이소시아네이트, 멜라민의 분해용 장치, 분해기, 접촉 분해기, 탈수소화용 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 플랜트.
실시형태 20 실시형태 1 내지 19 중 어느 하나에 따른 디바이스를 사용하여 적어도 하나의 공급원료를 가열하는 방법이며, 상기 방법은 이하의 단계:
- 공급원료를 수용하고 유체 실린더 내에 공급원료를 수용하기 위한 적어도 하나의 유체 실린더를 제공하는 단계;
- 적어도 하나의 전원 및/또는 적어도 하나의 전압원을 제공하는 단계;
- 공급원료의 가열을 위해, 가열 실린더를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더를 가열하는 전류를 적어도 하나의 전류 전도성 가열 실린더 내에 발생하는 단계를 포함하는, 방법.
본 발명의 추가 상세 및 특징은 특히 종속항과 함께, 이어지는 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다. 이 경우 각각의 특징은 그 자체로 구현될 수도 있거나, 2개 이상이 서로 조합하여 구현될 수도 있다. 본 발명은 실시예에 한정되지 않는다. 실시예는 도면에 도식적으로 예시되어 있다. 개별 도면에서 동일한 참조 번호는 동일하거나 동일한 기능을 갖거나, 또는 그 기능의 관점에서 서로 대응하는 요소에 관련된다.
개별 도면에서:
도 1a 내지 도 1d는 2개 내지 4개의 실린더를 갖는 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 2a 내지 도 2d는 다수의 유체 파이프를 갖는 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 3a 및 도 3b는 하나의 전원/전압원을 갖는 갈바닉 전도성 유체 실린더를 갖는 2개의 가열 구역을 포함하는 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 3c 및 도 3d는 하나의 전원/전압원을 갖는 갈바닉 절연 유체 실린더를 갖는 2개의 가열 구역을 포함하는 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 4a 및 도 4b는 2개의 전원/전압원을 갖는 갈바닉 전도성 유체 실린더를 갖는 2개의 가열 구역을 포함하는 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 4c 및 도 4d는 2개의 전원/전압원을 갖는 갈바닉 절연 유체 실린더를 갖는 2개의 가열 구역을 포함하는 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 5a 내지 도 5d는 3상 AC 전력을 사용하는 도 1a 내지 도 1d로부터의 본 발명 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 6a 내지 도 6d는 3상 AC 전력을 사용하는 도 2a 내지 도 2d로부터의 본 발명 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 7a 내지 도 7d는 3상 AC 전력을 사용하는 도 3a 내지 도 3d로부터의 본 발명 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 8a 내지 도 8y는 가능한 유체 실린더 또는 파이프를 위한 파이프 유형을 갖는 구성 키트를 갖는 본 발명의 디바이스의 실시형태 및 유체 실린더와 유체 파이프의 조합에 대한 본 발명의 실시형태를 도시하고 있다.
도 9a1 및 도 9a2는 갈바닉 전도성 유체 실린더를 사용하는 본 발명의 디바이스의 다른 실시형태를 도시하고 있고, 도 9a1은 온도 센서 및 폐루프 제어기가 제공되어 있지 않고 도 9a2는 제공되어 있다.
도 9b 내지 도 9g는 다양한 전원/전압원을 사용하는 도 9a1 및 9a2로부터의 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
도 10a1 및 도 10a2는 갈바닉 절연 유체 실린더를 사용하는 도 9a1 및 도 9a2로부터의 본 발명의 디바이스의 다른 실시형태를 도시하고 있고, 도 10a1은 온도 센서 및 폐루프 제어기가 제공되어 있지 않고 도 10a2는 제공되어 있다.
도 10b 내지 도 10g는 다양한 전원/전압원을 사용하는 도 10a1 및 10a2로부터의 본 발명의 디바이스의 실시형태를 도시하고 있다.
실시예
도 1a 내지 도 1d는 3개의 중공 실린더 파이프를 갖는 본 발명의 디바이스(110)의 실시예의 개략도를 각각 도시하고 있다. 디바이스(110)는 적어도 하나의 반응 공간(111)을 가질 수도 있다.
중공 실린더 파이프는 적어도 부분적으로 원통형 섹션을 갖는 파이프라인 또는 파이프라인 세그먼트를 각각 포함할 수도 있다. 각각의 중공 실린더 파이프는 예를 들어, 반경(r) 및 높이라고도 또한 칭하는 길이(h)를 갖는 원형 실린더일 수도 있다. 원형 실린더는 축을 따라 보어를 가질 수도 있다. 원형 실린더 기하학 형상으로부터의 변형이 또한 고려 가능하다. 예를 들어, 중공 실린더 파이프는 타원형 실린더일 수도 있다. 예를 들어, 중공 실린더 파이프는 프리즘형 실린더일 수도 있다.
중공 실린더 파이프 중 적어도 하나는 적어도 하나의 공급원료를 수용하기 위해, 유체 실린더(112) 또는 유체 실린더 세그먼트(114)로서 셋업된다.
공급물 또는 공급원료는 원리적으로 임의의 재료일 수도 있다. 공급원료는 특히 적어도 하나의 화학 반응에 의해, 반응 생성물이 제조 및/또는 준비될 수 있는 적어도 하나의 재료를 포함할 수도 있다. 반응은 유체 실린더(112) 내에서 및/또는 유체 실린더(112) 외부에서 실행될 수 있다. 반응은 흡열 반응일 수도 있다. 반응은 예를 들어, 예열 또는 가열 작업과 같은 비흡열 반응일 수도 있다. 공급원료는 특히 화학 반응이 수행될 반응물일 수도 있다. 공급원료는 액체 또는 기체일 수도 있다. 공급원료는 열 분해를 받게 될 탄화수소 및/또는 혼합물일 수도 있다. 공급원료는 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 나프타, 에틸벤젠, 가스 오일, 응축물, 바이오유체, 바이오가스, 열분해 오일, 폐오일 및 재생 가능한 원재료로 구성된 액체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 포함할 수도 있다. 바이오유체는 예를 들어, 재생 가능한 원재료, 예를 들어 바이오 오일 또는 바이오디젤로부터의 지방, 오일 또는 그 유도체일 수도 있다. 다른 공급원료가 또한 고려 가능하다.
유체 실린더(112)는 공급원료를 수용 및/또는 운송하도록 셋업된 중공 실린더일 수도 있다. 유체 실린더(112)는 공급원료를 수용하기 위한 적어도 하나의 입구(120)를 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 공급원료를 배출하기 위한 적어도 하나의 출구(122)를 가질 수도 있다.
유체 실린더의 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료는 운송될 공급원료에 좌우될 수도 있다. 유체 실린더(112)는 예를 들어, 파이프라인 및/또는 파이프 세그먼트(참조 번호 114) 및/또는 파이프 시스템(118)일 수도 있다. 용어 "파이프라인", "파이프 세그먼트" 및 "파이프 시스템"은 이하에서 유체 실린더(112)로서의 파이프라인에만 관하여, 동의어로서 사용된다. 유체 실린더(112)는 예를 들어, 적어도 하나의 반응을 수행하고 그리고/또는 공급원료를 가열하도록 셋업될 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 적어도 하나의 화학 반응이 진행될 수 있는 적어도 하나의 반응 튜브일 수도 있고 그리고/또는 포함할 수도 있다. 유체 실린더(112)의 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료는 또한 원하는 반응 및/또는 특정 반응의 회피에 따라 선택될 수도 있다. 예를 들어, 코킹을 감소시키기 위해 세라믹 튜브를 선택하는 것이 가능하다. 유체 실린더(112)는 전기 전도성 중공 실린더로서 또는 전기 비전도성 중공 실린더로서 구성될 수도 있다. 유체 실린더(112)는 예를 들어 원심 주조 재료, CrNi 합금, 또는 다른 재료로 제조된 금속 중공 실린더일 수도 있다. 대안적으로, 유체 실린더(112)는 비전도성일 수도 있고, 예를 들어 세라믹 또는 유사한 비저항의 재료로 제조될 수도 있다.
적어도 하나의 다른 중공 실린더 파이프가 전류 전도성 가열 실린더(129)로서 구성된다. 디바이스(110)는 가열 실린더(112)를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더(112)를 가열하는 전류를 가열 실린더(129) 내에 발생하도록 셋업된 적어도 하나의 전원 또는 전압원(126)을 갖는다.
디바이스(110)는 적어도 2개의 중공 실린더 파이프, 특히 적어도, 적어도 하나의 유체 실린더(114) 및 적어도 하나의 가열 실린더(129)를 가질 수도 있다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 다른 중공 실린더를 제공하는 것도 또한 가능하다. 중공 실린더 파이프는 적어도 부분적으로 서로를 둘러쌀 수도 있다. 예를 들어, 중공 실린더 파이프는 공통 축을 제공하기 위해 동심으로 배열될 수도 있다. 중공 실린더 파이프는 공통 중심에 대해 대칭성 배열일 수도 있다. 단면에서 볼 때, 중공 실린더 파이프는 동심 원형 배열일 수도 있다. 예를 들어, 중공 실린더 파이프 중 하나, 예를 들어 유체 실린더(112)는 그 주위에 다른 중공 실린더 파이프가 동심 배열로 있는 중앙 파이프로서 배열될 수도 있다. 내부로부터 외향으로 볼 때, 이 배열의 중공 실린더 파이프는 증가하는 반경 및/또는 직경을 가질 수도 있다.
유체 실린더(112)는 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이, 갈바닉 전도성 중공 실린더일 수도 있고, 도 1c 및 도 1d에 도시되어 있는 바와 같이, 갈바닉 비전도성 중공 실린더일 수도 있다. 유체 실린더(112)는 전기 전도성 또는 갈바닉 비전도성일 수도 있다. 유체 실린더(112)는 10-1 Ωm 미만의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 1×10-8 Ωm ≤ ρ ≤ 10-1 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 구리, 알루미늄, 철, 강철 또는 Cr 또는 Ni 합금, 흑연, 탄소, 카바이드, 실리사이드와 같은 하나 이상의 금속 및 합금으로부터 제조되고 그리고/또는 포함할 수도 있다. 유체 실린더(112)는 페라이트 및 오스테나이트 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 CrNi 합금으로부터 제조되고 그리고/또는 포함할 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 적어도 하나의 금속으로부터 제조될 수도 있고 1*10-8 Ω 내지 100*10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 금속 실리사이드로부터 제조될 수도 있고 1*10-8 Ω 내지 200*10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 금속 카바이드로부터 제조될 수도 있으며 20*10-8 Ω 내지 5000*10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 탄소로부터 제조될 수도 있고 50,000*10-8 Ω 내지 100,000*10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 흑연으로부터 제조될 수도 있고 5000*10-8 Ω 내지 100,000*10-8 Ωm의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 붕소 카바이드로부터 제조될 수도 있고 10-1 내지 10-2의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 그러나, 전기 비전도성 중공 실린더로서의 다른 실시형태가 또한 고려 가능하다.
유체 실린더(112)는 갈바닉 절연체로서 구성될 수도 있다. 유체 실린더(112)는 106 Ωm 초과의 전기 비저항을 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 1×105 Ωm ≤ ρ ≤ 1×1020 Ωm, 바람직하게는 1×105 Ωm ≤ ρ ≤ 1×1014 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 가질 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더(112)는 세라믹 파이프라인으로서 구성될 수도 있다. 예를 들어, 이하의 전기 비저항을 갖는 이하의 재료를 사용하는 것이 가능하다:
가열 실린더(129)는 열의 형태로 그에 공급된 에너지를 유체 실린더(112)에 전달하도록 셋업된 임의의 중공 실린더일 수도 있다. 가열 실린더(129)의 기하학 형상 및/또는 재료는 가열될 유체 실린더(112)에 정합될 수도 있다. 예를 들어, 유체 실린더의 에너지 효율적 가열이 가능할 수도 있다. 특히, 연결된 전원 또는 전압원을 갖는 가열 실린더(129)는 1×10-8 Ωm ≤ ρ ≤ 105 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 가질 수도 있다. 가열 실린더(129)는 10 W/(mK) ≤ λ ≤ 6000 W/(mK), 바람직하게는 20 W/(mK) ≤ λ ≤ 5000 W/(mK)의 열 전도도(λ)를 가질 수도 있다. 예를 들어, 이하의 전기 비저항 및 열 전도도를 갖는 이하의 재료를 사용하는 것이 가능하다:
가열 실린더(129)는 최대 2000℃, 바람직하게는 최대 1300℃, 더 바람직하게는 최대 1000℃의 범위 내에서 열적으로 안정할 수도 있다. 가열 실린더(129)는 페라이트 및 오스테나이트 재료, 예를 들어 CrNi 합금, CrMo 또는 세라믹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 가열 실린더(129)는 구리, 알루미늄, 철, 강철 또는 Cr 또는 Ni 합금, 흑연, 탄소, 카바이드, 실리사이드와 같은 적어도 하나의 금속 및/또는 적어도 하나의 합금으로 제조될 수도 있다. 가열 실린더(129)용 재료로서 반도체, 예를 들어 Ge, Si, 셀렌화물, 텔루르화물, 비소화물, 안티몬화물이 또한 고려 가능하다.
디바이스(110)는 가열 실린더(129)를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더(112)를 가열하는 전류를 가열 실린더(129) 내에 발생하도록 셋업된 적어도 하나의 전원 또는 적어도 하나의 전압원(126)을 갖는다.
전원 및/또는 전압원(126)은 단상 또는 다상 AC 전원 및/또는 단상 또는 다상 AC 전압원, 또는 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 포함할 수도 있다. 디바이스(110)는 특히 전기 단자(128)를 통해, 전원 및/또는 전압원(126)을 가열 실린더(129)에 전기적으로 연결하는 적어도 하나의 입력 및 출력(127)을 가질 수도 있다.
가열 실린더(129)는 가열 실린더(129)가 유체 실린더(112)를 둘러싸도록 배열될 수도 있다. 예를 들어, 도 1a 내지 도 1d에 도시되어 있는 바와 같이, 유체 실린더(112)는 가열 실린더(129)의 중공 실린더 내에 내부 실린더로서 배치될 수도 있다. 예를 들어, 다수의 유체 실린더(112)는 예를 들어, 도 2a 내지 도 2d에 도시되어 있는 바와 같이, 가열 실린더(129) 내에 배치될 수도 있다.
가열 실린더(129) 내에 발생된 전류는 공급원료를 가열하기 위해, 가열 실린더(129)를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 각각의 유체 실린더(112)를 가열할 수 있다. 유체 실린더(112)의 가열은 유체 실린더(112)의 온도 변화, 특히 유체 실린더(112)의 온도 상승을 초래하는 작업을 포함할 수도 있다. 유체 실린더(112)의 온도는, 예를 들어 유체 실린더(112)에서 발생하는 반응이 그가 수용하는 만큼 많은 열을 흡수할 때 일정하게 유지될 수도 있다. 디바이스(110)는 200℃ 내지 1700℃, 바람직하게는 300℃ 내지 1400℃, 더 바람직하게는 400℃ 내지 875℃ 범위의 온도로 공급원료를 가열하도록 셋업될 수도 있다.
가열 실린더(129)는 가열 실린더(129)가 유체 실린더(112), 특히 전기 비전도성 중공 실린더를 직접 둘러싸거나, 또는 특히 금속 중공 실린더로서 구성된 유체 실린더(112)의 경우 전기 비전도성 중공 실린더를 통해 간접적으로 둘러싸도록 배열될 수도 있다.
도 1a는 가열 실린더(129)가 유체 실린더(112)를 간접적으로 둘러싸는 실시형태를 도시하고 있다. 유체 실린더(112)는 금속 중공 실린더일 수도 있다. 이 실시형태의 디바이스(110)는 가열 실린더(129)와 유체 실린더(112) 사이에 다른 중공 실린더를 갖는다. 디바이스(110)는 가열 실린더(129)로부터 유체 실린더(112)로 간접적인 열 전달을 가능하게 하는 적어도 하나의 갈바닉 절연체(124), 특히 열 전도성인 갈바닉 절연체를 가질 수도 있다. 갈바닉 절연체(124)는 유체 실린더(112)와 가열 실린더(129) 사이에 배치될 수도 있다. 갈바닉 절연체(124)는 가열 실린더(129)로부터 유체 실린더(112)를 갈바닉 절연하고 가열 실린더(129)로부터 유체 실린더(112)로 열을 전달하도록 셋업될 수도 있다. 갈바닉 절연체(124)는 1×105 Ωm ≤ ρ ≤ 1×1014 Ωm의 전기 비저항(ρ)의 지점을 가질 수도 있다. 열 전달 계수가 높을 수도 있다. 갈바닉 절연체(124)는 10 W/(mK) ≤ λ ≤ 6000 W/(mK), 바람직하게는 20 W/(mK) ≤ λ ≤ 5000 W/(mK)의 열 전도도(λ)를 가질 수도 있다.
갈바닉 절연체(124)는 세라믹, 유리질, 유리 섬유 보강, 플라스틱 유사 또는 수지 유사 재료, 예를 들어 세라믹, 스테아타이트, 도자기, 유리, 유리 섬유 보강 플라스틱, 에폭시 수지, 열경화성 물질, 엘라스토머 및 또한 충분한 전기 절연성 액체, 절연 페인트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수도 있다. 갈바닉 절연체(124)는 튜브, 얇은 필름, 커버링 또는 층 중 하나 이상으로서 구성될 수도 있다. 예를 들어, 이하의 전기 비저항을 갖는 이하의 재료를 사용하는 것이 가능하다:
갈바닉 절연체(124)는 대전된 가열 실린더(129)로부터 유체 실린더(112)로 열을 전달하도록 셋업될 수도 있다. 동시에, 갈바닉 절연체(124)는 가열 실린더(129)로부터 유체 실린더(112)를 갈바닉 절연할 수 있다.
도 1b는 도 1a에 도시되어 있는 실시형태에 추가하여, 디바이스(110)가 외부 실린더(130)를 갖는 본 발명의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 외부 실린더(130)는 특히 외부 단열을 위한 단열재(140)일 수도 있다. 외부 실린더(130)는 특히 동심 배열로 가열 실린더(120)보다 외부로 더 멀리 배치된 중공 실린더일 수도 있다. 외부 실린더(130)는 최외측 중공 실린더일 수도 있고, 디바이스(110)의 모든 중공 실린더를 수용할 수도 있다. 외부 실린더(130)는 하우징으로서 셋업될 수도 있다. 외부 실린더(130)는 가열 실린더(129)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 셋업될 수도 있다. 외부 실린더(130)는 가열 실린더(129)를 갈바닉 절연하고 외부로의 열 손실을 적어도 부분적으로 감소시키도록 셋업될 수도 있다. 예를 들어, 외부 실린더(130)는 가열 실린더(129)를 따라 적어도 하나의 하위 영역, 예를 들어 적어도 특히 환경의 열에 민감한 외부 영역을 둘러쌀 수도 있다. 외부 실린더(130)는 사용된 재료, 전기 비저항 및 열 전도도와 관련하여, 124에 설명된 갈바닉 절연체와 같이 전기 비저항 및 열 전도도를 갖도록 셋업될 수도 있다.
도 1c는 본 발명의 디바이스(110)의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 도 1a에 도시되어 있는 실시형태와의 비교에 의해, 도 1c는 갈바닉 절연체(124)가 없다. 본 실시형태의 가열 실린더(129)는 가열 실린더(129)가 유체 실린더(112), 특히 비금속 유체 실린더를 직접 둘러싸도록 배열되고, 그 현재 발생된 열을 유체 실린더(112)에 방출하도록 셋업된다. 유체 실린더(112)와 가열 실린더(129)는 디바이스(110) 내에 인접한 중공 실린더로서 배열된다. 특히, 유체 실린더(112)와 가열 실린더(129) 사이에 배치된 다른 중공 실린더가 없을 수도 있다. 도 1d는 도 1c에 도시되어 있는 실시형태에 추가하여, 디바이스(110)가 외부 실린더(130)를 갖는 본 발명의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 외부 실린더(130)의 구성에 관련하여, 도 1b의 설명이 참조될 수도 있다.
도 2a 내지 도 2d는 다수의 유체 파이프(112)를 갖는 본 발명의 디바이스(110)의 실시형태를 도시하고 있다.
디바이스(110)는 다수의 유체 실린더(112)를 가질 수도 있다. 디바이스는 l개의 유체 실린더를 가질 수도 있고, 여기서 l은 2 이상의 자연수이다. 예를 들어, 디바이스(110)는 적어도 2개, 3개, 4개, 5개 이상의 유체 실린더(112)를 가질 수도 있다. 디바이스(110)는 예를 들어 최대 100개의 유체 실린더(112)를 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 동일하거나 상이한 구성을 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 직경, 및/또는 길이 및/또는 기하학 형상과 관련하여 상이하게 구성될 수도 있다.
디바이스(110)는 다수의 입구(120) 및/또는 출구(122) 및/또는 생산 스트림을 포함할 수도 있다. 상이하거나 동일한 파이프 유형의 유체 실린더(112)는 복수의 입구(120) 및/또는 출구(122)와 병렬 및/또는 직렬로 배열될 수도 있다. 유체 실린더(112)를 위한 가능한 파이프라인은 구성 키트의 형태의 다양한 파이프 유형의 형태를 취할 수도 있고 최종 용도에 따라 원하는 대로 선택되고 조합될 수도 있다. 상이한 파이프 유형의 파이프라인의 사용은 공급물이 변동할 때 더 정확한 온도 제어 및/또는 반응의 조정 및/또는 선택적 반응 수율 및/또는 최적화된 방법론을 가능하게 할 수 있다. 파이프라인은 동일한 또는 상이한 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료를 포함할 수도 있다.
도 2a는 도 1a와 비교에 의해 다수의 유체 실린더(112)의 제공을 갖는, 도 1a와 유사하게, 본 발명의 디바이스(110)의 일 실시형태를 도시하고 있다. 특히, 유체 실린더(112)는 공통 가열 실린더(129)에 의해 둘러싸일 수도 있다. 그러나, 예를 들어, 각각의 유체 실린더(112)가 개별 가열 실린더(129)가 할당되거나 단지 몇몇 유체 실린더만이 공통 가열 실린더(120)를 공유하는 다른 실시형태가 또한 고려 가능하다. 도 2b는 도 2a와 유사하게 본 발명의 실시형태를 도시하고 있고, 도 1b와 관련하여 설명된 바와 같이, 외부 실린더(130)가 추가로 제공된다. 도 2c는 도 1c와 비교에 의해 다시 다수의 유체 실린더(112)의 제공을 갖는, 도 1c와 유사한 본 발명의 실시형태를 도시하고 있다. 도 2d는 도 1d와 비교에 의해 다시 다수의 유체 실린더(112)의 제공을 갖는, 도 1d와 유사한 본 발명의 실시형태를 도시하고 있다.
도 3a 내지 도 3d는 다수의 2개의 가열 구역(144), 이 경우에는 정확히 2개의 가열 구역(144)을 포함하는 본 발명의 디바이스(110)의 실시형태를 도시하고 있다. 각각의 가열 구역(144)은 적어도 하나의 가열 실린더(129)를 포함할 수도 있다. 가열 실린더(129)는 전기적 연결부(133)에 의해 연결될 수도 있다. 디바이스(110)는 또한 공급원료의 가열이 없는 영역, 예를 들어 단순한 운송 구역을 가질 수도 있다.
도 3a는 도 1a의 실시형태와 유사하지만, 이제 하나의 가열 실린더(129)를 각각 갖는 2개의 가열 구역(144)을 갖는 실시형태를 도시하고 있다. 2개의 가열 실린더(129)는 공통 전원/전압원(126)에 의해 공급된다. 도 3b는 도 3a와 유사하게, 마찬가지로 2개의 가열 구역(144)을 갖는 실시형태를 도시하고 있고, 이 실시형태에서는 외부 실린더(130)가 각각의 가열 실린더(129)를 위해 추가로 제공된다. 외부 실린더(130)는 외부 단열을 위한 단열재(140)일 수도 있다. 도 3c는, 예를 들어 도 3c에서 세라믹으로 제조된 전기 비전도성 유체 실린더(112)의 사용을 갖는, 도 3a의 실시형태와 유사한 실시형태를 도시하고 있다. 공통 전원 또는 전압원(126)이 제공된다. 도 3d는 도 3c와 유사하게, 마찬가지로 2개의 가열 구역(144)을 갖는 실시형태를 도시하고 있고, 이 실시형태에서는 외부 실린더(130)가 각각의 가열 실린더(129)를 위해 추가로 제공된다. 외부 실린더(130)는 외부 단열을 위한 단열재(140)일 수도 있다.
디바이스(110)는 다수의 전원 및/또는 전압원(126)을 가질 수도 있고, 상기 전원 및/또는 전압원(126)은 단상 또는 다상 AC 전원 및/또는 단상 또는 다상 AC 전압원, 또는 DC 전원 및/또는 DC 전압원, 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 디바이스(110)는 2 내지 M개의 상이한 전원 및/또는 전압원(126)을 가질 수도 있고, 여기서 M은 3 이상의 자연수이다. 전원 및/또는 전압원(126)은 적어도 하나의 전기 출력 변수를 제어할 가능성을 갖거나 갖지 않고 구성될 수도 있다. 전원 및/또는 전압원(126)은 서로 독립적으로 전기적으로 제어 가능할 수도 있다. 전원 및/또는 전압원(126)은 동일하거나 상이한 구성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 디바이스(110)는 전류 및/또는 전압이 디바이스(110)의, 특히 가열 실린더(들)(129)의 상이한 구역에 대해 조정 가능하도록 셋업될 수도 있다. 디바이스(110)는 다수의 유체 실린더(112)를 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 공통 가열 실린더(129)를 공유할 수도 있거나 할당된 가열 실린더(129)를 각각 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 상이한 온도 영역 또는 구역에 속할 수도 있다. 유체 실린더(112) 자체는 마찬가지로 온도 구역을 가질 수도 있다. 개별 유체 실린더(112)는 하나 이상의 전원 또는 전압원(126)이 할당될 수도 있다. 전력 공급 및/또는 전압 공급은 예를 들어, 각각의 경우 반응 및 방법론에 따라, 적어도 하나의 제어기의 사용에 의해 조정될 수도 있다. 다수의 전원 및/또는 전압원(126)을 사용하는 것은 전압이 특히 상이한 구역에 대해 변경될 수 있게 한다. 예를 들어, 과도하게 고온인 유체 실린더(112) 또는 역으로, 과도하게 저온인 유체 실린더(112)를 야기할 것인 너무 높지 않은 전류를 달성하는 것이 가능하다.
디바이스(110)는 다수의 단상 또는 다상 AC 전원 또는 AC 전압원을 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 특히 적어도 하나의 전기적 연결부를 통해 전기적으로 가열 실린더(129)에 연결된 적어도 하나의 AC 전원 및/또는 AC 전압원을 갖는 적어도 하나의 가열 실린더(129)가 각각 할당될 수도 있다. 적어도 2개의 유체 실린더(112)가 가열 실린더(129) 및 AC 전원 및/또는 AC 전압원을 공유하는 실시형태가 또한 고려 가능하다. AC 전원 또는 AC 전압원과 가열 실린더(129)의 연결을 위해, 전기적 가열 가능 반응기는 2 내지 N개의 입력 및 출력(127)을 가질 수도 있고, 여기서 N은 3 이상의 자연수이다. 각각의 AC 전원 및/또는 AC 전압원은 각각의 가열 실린더(129) 내에 전류를 발생하도록 셋업될 수도 있다. AC 전원 및/또는 AC 전압원은 제어되거나 제어되지 않을 수도 있다. AC 전원 및/또는 AC 전압원은 적어도 하나의 전기 출력 변수를 제어할 가능성을 갖거나 갖지 않고 구성될 수도 있다. 디바이스(110)는 2 내지 M개의 상이한 AC 전원 및/또는 AC 전압원을 가질 수도 있고, 여기서 M은 3 이상의 자연수이다. AC 전원 및/또는 AC 전압원은 독립적으로 전기적으로 제어 가능할 수도 있다. 예를 들어, 상이한 전류가 각각의 가열 실린더(129) 내에 발생될 수도 있고 유체 실린더(112) 내에서 상이한 온도에 도달할 수도 있다.
디바이스(110)는 다수의 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 포함할 수도 있다. 각각의 유체 실린더(112)는 특히 적어도 하나의 전기적 연결부를 통해 전기적으로 가열 실린더(129)에 연결된 적어도 하나의 DC 전원 및/또는 DC 전압원 및 적어도 하나의 가열 실린더(129)가 각각 할당될 수도 있다. 적어도 2개의 유체 실린더(112)가 가열 실린더(129) 및 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 공유하는 실시형태가 또한 고려 가능하다. DC 전류원 및/또는 DC 전압원과 가열 실린더(129)의 연결을 위해, 디바이스는 2 내지 N개의 양극 단자 및/또는 전도체와 2 내지 N개의 음극 단자 및/또는 전도체를 가질 수도 있고, 여기서 N은 3 이상의 자연수이다. 각각의 DC 전원 및/또는 DC 전압원은 각각의 가열 실린더(129) 내에 전류를 발생하도록 셋업될 수도 있다. 발생된 전류는 공급원료를 가열하기 위해, 가열 실린더(129)를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 각각의 유체 실린더를 가열할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 2개의 가열 구역(144) 및 다수의 전원 또는 전압원(126)을 갖는 본 발명의 디바이스(110)의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 도 4a는 2개의 가열 구역(144)을 갖는 실시형태를 도시하고 있고, 이 실시형태에서는 2개의 전원 또는 전압원(126)이 제공된다. 이는 가열 실린더(129)의 상이한 충전을 가능하게 할 수도 있다. 예를 들어, 상이한 가열 구역(144) 및/또는 유체 실린더(112)를 따른 온도의 폐루프 제어에서 상이한 온도가 가능해질 수 있다. 가열 실린더(129)는 전류 전도 구성을 가질 수도 있다. 각각의 경우에 열 전도성 및 갈바닉 절연 구성을 갖는 갈바닉 절연체(124)를 제공하는 것이 가능하다. 도 4b에서는, 도 4a의 실시형태와 유사하게, 2개의 전원 또는 전압원(126)이 가열 구역(144)을 위해 사용되고, 이 실시형태에서는 외부 실린더(130)가 각각의 가열 실린더(129)에 대해 추가로 제공된다. 외부 실린더(130)는 외부 단열을 위한 단열재(140)일 수도 있다. 도 4c는 도 3c의 것과 유사하지만, 마찬가지로 2개의 가열 구역(144)과 2개의 전원 또는 전압원(126)을 갖는 실시형태를 도시하고 있다. 가열 실린더(129)는 전류 전도 구성을 가질 수도 있다. 예를 들어, 세라믹과 같은 전기 비전도성 유체 실린더(112)를 사용하는 것이 가능하다. 도 4d는 도 4c와 유사한 실시형태를 도시하고 있고, 이 실시형태에서는 외부 단열을 위한 외부 실린더(130)가 각각의 가열 실린더(129)에 대해 추가로 제공된다.
도 5a 내지 도 5d는 3상 AC 전력의 활용을 갖는 본 발명의 디바이스(110)의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 디바이스(110)의 구성과 관련하여, 이어지는 특정 특징을 갖고, 도 5a와 관련하여 도 1a, 도 5b와 관련하여 도 1b, 도 5c와 관련하여 도 1c, 및 도 5d와 관련하여 도 1d에 관한 설명을 참조한다. 도 5a 내지 도 5d의 이들 실시형태에서, 디바이스(110)는 3상 AC 전원 또는 AC 전압원(126)을 갖는다. 3개의 외부 전도체는 L1, L2, L3로 표기되고, 중성 전도체는 N으로 표기되어 있다. 또한 n×3 전도체를 갖는 다상 AC 전원 또는 AC 전압원이 또한 고려 가능하다.
도 6a 내지 도 6d는 3상 AC 전력의 활용을 갖는 본 발명의 디바이스(110)의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 디바이스(110)의 구성과 관련하여, 이어지는 특정 특징을 갖고, 도 6a와 관련하여 도 2a, 도 6b와 관련하여 도 2b, 도 6c와 관련하여 도 2c, 및 도 6d와 관련하여 도 2d에 관한 설명을 참조한다. 도 6a 내지 도 6d의 이들 실시형태에서, 디바이스(110)는 3상 AC 전원 또는 AC 전압원(126)을 갖는다. 3개의 외부 전도체는 다시 L1, L2, L3로 표기되고, 중성 전도체는 N으로 표기되어 있다. 또한 n×3 전도체를 갖는 다상 AC 전원 또는 AC 전압원이 또한 고려 가능하다.
도 7a 내지 도 7d는 3상 AC 전력의 활용을 갖는 본 발명의 디바이스(110)의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 디바이스(110)의 구성에 관련하여, 도 7a와 관련하여 도 3a에 관한 설명이 참조된다. 디바이스(110)의 구성에 관련하여, 도 7b와 관련하여 도 3b에 관한 설명이 참조된다. 디바이스(110)의 구성에 관련하여, 도 7c와 관련하여 도 3c에 관한 설명이 참조된다. 디바이스(110)의 구성에 관련하여, 도 7d와 관련하여 도 3d에 관한 설명이 참조된다.
3상 전원 또는 전압원을 갖는 3개의 가열 구역(144)이 도시되어 있다. 3개의 외부 전도체는 다시 L1, L2, L3로 표기되고, 중성 전도체는 N으로 표기되어 있다. 또한 n×3 전도체를 갖는 다상 AC 전원 또는 AC 전압원이 또한 고려 가능하다.
디바이스(110)는 다수의 유체 실린더(112)를 가질 수도 있다. 유체 실린더(112)는 대칭 및/또는 비대칭 파이프 및/또는 그 조합을 포함할 수도 있다. 유체 실린더(112)의 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료는 운송될 공급원료에 의존하거나 반응의 최적화 또는 다른 요인에 의존할 수도 있다. 전적으로 대칭 구성에서, 디바이스(110)는 동일한 파이프 유형의 유체 실린더(112)를 포함할 수도 있다. 파이프 유형은 적어도 파이프라인의 수평 구성; 파이프라인의 수직 구성; 입구(l1) 및/또는 출구(l2) 및/또는 전이부(l3)의 길이; 입구(d1) 및 출구(d2) 및/또는 전이부(d3)의 직경; 패스 수(n); 패스당 길이; 패스당 직경; 기하학 형상; 표면; 및 재료로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 특징에 의해 특징화될 수도 있다. 디바이스(110)는 병렬 및/또는 직렬로 연결된 적어도 2개의 상이한 파이프 유형의 조합을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스(110)는 입구(l1) 및/또는 출구(l2) 및/또는 전이부(l3)에 상이한 길이의 파이프라인을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스(110)는 입구(d1) 및/또는 출구(d2) 및/또는 전이부(d3)의 직경의 비대칭을 갖는 파이프라인을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스(110)는 상이한 패스 수를 갖는 파이프라인을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 디바이스(110)는 상이한 패스당 길이 및/또는 상이한 패스당 직경을 갖는 패스를 갖는 파이프라인을 포함할 수도 있다. 원리적으로, 병렬 및/또는 직렬의 임의의 파이프 유형의 임의의 조합이 고려 가능하다.
디바이스(110)는 다수의 입구(120) 및/또는 출구(122) 및/또는 생산 스트림을 포함할 수도 있다. 상이하거나 동일한 파이프 유형의 유체 실린더(112)는 복수의 입구(120) 및/또는 출구(122)와 병렬 및/또는 직렬로 배열될 수도 있다. 유체 실린더(112)는 구성 키트의 형태의 다양한 파이프 유형의 형태를 취할 수도 있고 최종 용도에 따라 원하는 대로 선택되고 조합될 수도 있다. 상이한 파이프 유형의 유체 실린더(112)의 사용은 공급물이 변동할 때 더 정확한 온도 제어 및/또는 반응의 조정 및/또는 선택적 반응 수율 및/또는 최적화된 방법론을 가능하게 할 수 있다. 유체 실린더(112)는 동일한 또는 상이한 기하학 형상 및/또는 표면 및/또는 재료를 포함할 수도 있다.
도 8 내지 도 8y는 파이프 또는 실린더 유형의 예를 통해 가능한 실시형태를 개략도로 도시하고 있다. 이 파이프 유형은 이하의 카테고리로 분류될 수 있고, 카테고리의 모든 고려 가능한 조합이 가능하다:
- 카테고리 A는 유체 실린더(112) 및/또는 유체 실린더 세그먼트(114)의 코스를 나타내고, 여기서 A1은 수평 코스를 갖는 파이프 또는 실린더 유형을 나타내고, A2는 수직 코스, 즉, 수평 코스에 수직인 코스를 갖는 파이프 유형을 나타낸다.
- 카테고리 B는 구성 키트(134)에 제공된 6개의 가능한 상이한 조합으로, 입구의 길이(l1) 및/또는 출구의 길이(l2)의 길이 및/또는 입구의 직경(d1) 및/또는 출구의 직경(d2) 및/또는 전이부의 직경(d3)의 비를 지정한다.
- 카테고리 C는 입구의 길이(l1) 및/또는 출구의 길이(l2)와 패스의 길이의 비를 나타낸다. 본 경우에 Ci로 표기된 모든 조합이 여기서 고려 가능하다.
- 카테고리 F는 전극의 수를 포함하는데: F1은 예를 들어 DC 전원 또는 AC 전원의 경우 전극의 수가 ≤ 2인 것을 나타낸다. F2는 예를 들어 3상 전원의 경우 전극의 수가 > 2인 것을 나타낸다.
도 8b 내지 도 8y는 동일한 및/또는 상이한 파이프 유형의 유체 실린더(112) 및/또는 유체 실린더 세그먼트(114)의 조합의 본 발명의 실시예를 도시하고 있다. 도 8b는 연속적으로 배열된 파이프 유형 A1의 3개의 수평 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)와 유체 실린더(112)의 조합을 도시하고 있다. 도 8c는 병렬로 연결된 파이프 유형 A2의 2개의 수직 파이프 및 마찬가지로 파이프 유형 A2의 하나의 하류 파이프라인(112) 및/또는 하류 파이프라인 세그먼트(114)를 도시하고 있다. 도 8d는 모두 병렬로 연결된 파이프 유형 A2의 다수의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)를 도시하고 있다. 도 8e는 카테고리 B의 다수의 파이프 유형이 연속적으로 배열된 실시형태를 도시하고 있다. 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)는 여기서 Bi로 식별되는 카테고리 B의 동일한 또는 상이한 파이프 유형일 수도 있다. 도 8f는 카테고리 B의 6개의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)를 갖는 실시형태를 도시하고 있고, 각각의 경우에 2개의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 2개의 평행 스트랜드의 배열 및 하류에 연결된 2개의 다른 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)를 갖는다. 도 8g는 카테고리 C의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)를 갖는 실시형태를 도시하고 있고, 2개의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 병렬 연결 및 하류에 연결된 하나의 파이프라인(112) 및/또는 하나의 파이프라인 세그먼트(114)를 갖는다. 도 8h 내지 도 8m에 도시되어 있는 바와 같이, 카테고리 A, B 및 C의 혼합 형태가 또한 가능하다.
디바이스(110)는 다수의 공급물 입구 및/또는 공급물 출구 및/또는 생산 스트림을 가질 수도 있다. 상이한 또는 동일한 파이프 유형의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)는 예를 들어 도 8k 및 도 8m에 도시되어 있는 바와 같이, 복수의 공급물 입구 및/또는 공급물 출구와 병렬 및/또는 직렬로 배열될 수도 있다. 도 8n 내지 도 8p는 카테고리 A 및 Fi의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 예시적인 조합을 도시하고 있다. 도 8q 및 도 8r은 카테고리 B 및 Fi의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 예시적인 조합을 도시하고 있다. 도 8s는 카테고리 C 및 Fi의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 예시적인 조합을 도시하고 있다. 도 8t는 카테고리 A, B, C 및 Fi의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 예시적인 조합을 도시하고 있다. 도 8u는 카테고리 A, C 및 Fi의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 예시적인 조합을 도시하고 있다. 도 8v는 카테고리 B, C 및 Fi의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 예시적인 조합을 도시하고 있다. 도 8w 및 도 8y는 카테고리 A, B, C 및 Fi의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 예시적인 조합을 도시하고 있다. 도 8x는 카테고리 A, B 및 Fi의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)의 예시적인 조합을 도시하고 있다. 디바이스(110)는 다수의 공급물 입구 및/또는 공급물 출구 및/또는 생산 스트림을 가질 수도 있다. 카테고리 A, B, C 및 Fi의 상이한 또는 동일한 파이프 유형의 파이프라인(112) 및/또는 파이프라인 세그먼트(114)는 복수의 공급물 입구 및/또는 공급물 출구와 병렬 및/또는 직렬로 배열될 수도 있다. 다수의 공급물 입구 및/또는 공급물 출구 및/또는 생산 스트림의 예가 도 8o, 도 8p, 도 8r, 도 8s, 도 8v 내지 도 8y에 도시되어 있다. 라인은 공급물 스트림 또는 유체 스트림을 표현할 수도 있지만, 이들은 또한 전기적 연결을 나타낼 수도 있다.
상이한 파이프 유형의 유체 실린더(112) 및/또는 유체 실린더 세그먼트(114)의 사용은 변동하는 공급물이 있을 때 더 정확한 온도 제어 및/또는 반응의 조정 및/또는 선택적 반응 수율 및/또는 최적화된 방법론을 가능하게 할 수 있다.
디바이스(110)는 유체 실린더(112)의 온도를 결정하도록 셋업된 적어도 하나의 온도 센서(145)를 가질 수도 있다. 온도 센서(145)는 온도의 함수로서 전기 신호를 발생하도록 셋업된 전기 또는 전자 요소를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 온도 센서(145)는 고온 전도체, 저온 전도체, 반도체 온도 센서, 진동 결정을 갖는 온도 센서, 열전쌍, 초전 재료, 고온계, 열 화상 카메라, 강자성 온도 센서, 광섬유 온도 센서(145)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 요소를 가질 수도 있다.
디바이스(110)는 온도 센서(145)에 의해 측정된 온도의 함수로서 폐루프 제어에 의해 전원 또는 전압원(126)을 제어하도록 셋업된 적어도 하나의 제어기 유닛을 가질 수도 있다. 디바이스(110)는 온라인 온도 측정, 특히 유체 실린더(112) 내의 공급원료의 운송 및/또는 반응 중에 이루어지는 적어도 하나의 온도 센서(145)에 의한 온도의 측정을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 작업 중 온도의 폐루프 제어가 가능하다. 특히, 온도 측정 및 폐루프 제어는 반응기의 길이에 걸쳐 실행될 수 있다.
도 9a1 내지 도 9g는 본 발명의 디바이스(110)의 다른 실시형태를 도시하고 있다. 도 9a1 또는 도 9a2의 디바이스(110)의 구성과 관련하여, 도 4a에 관한 설명이 참조된다. 본 실시형태의 가열 실린더(129)는 전류 전도성일 수도 있다. 디바이스는 열 전도성 및 갈바닉 절연 구성을 갖는 갈바닉 절연체(124)를 포함할 수도 있다. 유체 실린더(112, 114)는 "U"형 튜브일 수도 있다. 디바이스(110)는 폐루프 제어를 갖지 않는 3개의 1상 전원 또는 전압원(126)을 갖는 3개의 가열 구역(144)을 가질 수도 있다. 도 9a2는 도 9a1과 유사한 실시형태를 도시하고 있고, 이 실시형태에서는 폐루프 제어(131) 및 온도 센서(145)를 갖는 3개의 1상 전원 또는 전압원(126)이 제공된다. 도 9b는 도 9a1과 유사한 실시형태를 도시하고 있고, 이 실시형태에서는 반응기에 스타 브리지를 갖지 않는 하나의 3상 전원 또는 전압원(126)이 있다. 도 9c는 도 9a1과 유사한 실시형태를 도시하고 있고, 이 실시형태에서는 반응기에 스타 브리지를 갖는 하나의 3상 전원 또는 전압원(126)이 제공된다.
도 9d 내지 도 9g는 삼중 유체 실린더(112, 114)를 갖는 실시형태를 도시하고 있다. 유체 실린더(112, 114)는 3개의 서로 분리된 "U"형 튜브일 수도 있다. 각각의 가열 실린더(129)는 전류 전도 구성을 가질 수도 있다. 디바이스는 열 전도성 및 갈바닉 절연 구성을 갖는 갈바닉 절연체(124)를 포함할 수도 있다. 도 9d는 3상 AC 전력의 활용을 도시하고 있다. 도 9e는 DC 전력의 활용을 도시하고 있다. 양극 단자/전도체는 참조 번호 142로 표시된다. 접지는 참조 번호 125로 표시된다. 도 9f는 1상 AC 전력의 활용을 도시하고 있다. 도 9g는 전기 목적을 위해 서로에 대해 120°만큼 시프트된 3개의 1상 전원 또는 전압원(126)의 활용을 도시하고 있다.
도 10은 본 발명의 디바이스(110), 예를 들어 반응기의 다른 실시형태를 도시하고 있다.
도 10a1 및 도 10a2는 도 4c와 유사한 실시형태를 도시하고 있다. 본 실시형태의 가열 실린더(129)는 전류 전도성일 수도 있다. 디바이스는 열 전도성 및 갈바닉 절연 구성을 갖는 갈바닉 절연체(124)를 포함할 수도 있다. 유체 실린더(112, 114)는 예를 들어 세라믹으로 제조된 갈바닉 비전도성 "U"형 튜브로서 구성될 수도 있다. 디바이스(110)는 도 10a1에 도시되어 있는 바와 같이, 폐루프 제어를 갖지 않는 3개의 1상 전원 또는 전압원(126)을 갖는 3개의 가열 구역(144)을 가질 수도 있다. 디바이스(110)는 도 10a1에 도시되어 있는 바와 같이, 폐루프 제어를 갖는 3개의 1상 전원 또는 전압원(126)을 갖는 3개의 가열 구역(144)을 가질 수도 있다. 도 10a2는 도 10a1과 유사한 실시형태를 도시하고 있고, 이 실시형태에서는 폐루프 제어(131) 및 온도 센서(145)를 갖는 3개의 1상 전원 또는 전압원(126)이 제공된다.
도 10b는 가열 실린더(129)와 유체 실린더(112, 114)로 구성된 이중 실린더를 갖는 실시형태를 도시하고 있다. 본 실시형태의 가열 실린더(129)는 전류 전도성일 수도 있다. 유체 실린더(112, 114)는 예를 들어 세라믹으로 제조된 "U"형 갈바닉 비전도성 파이프일 수도 있다. 디바이스(110)는 반응기 내에 스타 브리지를 갖지 않는 3개의 가열 구역(144), 하나의 3상 전원 또는 전압원(126)을 가질 수도 있다. 도 10c에는 유사한 디바이스(110)가 있는데, 여기에는 반응기 내에 스타 브리지를 갖는 3상 전원 또는 전압원(126)을 갖는 3개의 가열 구역(144)이 제공된다.
도 10d는 가열 실린더(129)와 유체 실린더(112, 114)로 구성된 이중 실린더를 갖는 실시형태를 도시하고 있다. 본 실시형태의 가열 실린더(129)는 전류 전도성일 수도 있다. 유체 실린더(112, 114)는 3개의 분리된 갈바닉 비전도성 "U"형 파이프로서 구성될 수도 있다. 도 10d는 3상 AC 전력의 활용을 도시하고 있다. 도 10e는 DC 전류의 활용을 갖는 유사한 디바이스(110)를 도시하고 있다. 도 10f는 1상 AC 전류의 활용을 갖는 유사한 디바이스(110)를 도시하고 있다. 도 10g는 전기 목적을 위해 서로에 대해 120°만큼 시프트된 3개의 1상 전원 또는 전압원(126)의 활용을 갖는 유사한 디바이스(110)를 도시하고 있다.
110: 디바이스
111: 반응 공간 또는 히터
112: 유체 실린더
114: 유체 실린더 세그먼트
118: 파이프 시스템
120: 입구
122: 출구
124: 갈바닉 절연체
125: 접지
126: 전압원/전원
127: 전기 입력 및 출력
128: 전기 단자
129: 가열 실린더
130: 외부 실린더
131: 폐루프 제어
133: 전기적 연결부
134: 구성 키트
140: 단열재
142: 양극 단자/전도체
144: 가열 구역
145: 온도 센서

Claims (13)

  1. 다수의 중공 실린더 파이프를 포함하는 디바이스(110)이며, 중공 실린더 파이프 중 적어도 하나는 적어도 하나의 공급원료를 수용하기 위한 유체 실린더(112)로서 셋업되고, 적어도 하나의 다른 중공 실린더 파이프는 전류 전도성 가열 실린더(129)로서 구성되고, 가열 실린더(129)는 가열 실린더(129)가 유체 실린더(112)를 둘러싸도록 배열되고, 디바이스(110)는 가열 실린더(129)를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더(112)를 가열하는 전류를 가열 실린더(129) 내에 발생하도록 셋업된 적어도 하나의 전원 또는 전압원(126)을 갖고, 디바이스(110)는 적어도 400℃의 온도로 공급원료를 가열하도록 셋업되고,
    가열 실린더(129)는 가열 실린더(129)가 유체 실린더(112)를 직접 둘러싸도록 배열되고 그 현재 발생된 열을 유체 실린더(112)에 방출하도록 셋업되고, 또는
    디바이스는 적어도 하나의 갈바닉 절연체(124)를 갖고, 갈바닉 절연체(124)는 유체 실린더(112)와 가열 실린더(129) 사이에 배치되고, 갈바닉 절연체(124)는 가열 실린더(129)로부터 유체 실린더(112)를 갈바닉 절연하고 가열 실린더(129)로부터 유체 실린더(112)로 열을 전달하도록 셋업되는, 디바이스(110).
  2. 제1항에 있어서, 디바이스(110)는 400℃ 내지 1700℃, 바람직하게는 400℃ 내지 1400℃, 더 바람직하게는 400℃ 내지 875℃ 범위의 온도로 공급원료를 가열하도록 셋업되는, 디바이스(110).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 디바이스(110)는 유체 실린더(112)의 온도를 결정하도록 셋업된 적어도 하나의 온도 센서를 갖고, 디바이스(110)는 온도 센서에 의해 측정된 온도의 함수로서 폐루프 제어에 의해 전원 또는 전압원(126)을 제어하도록 셋업된 적어도 하나의 제어기 유닛을 갖는, 디바이스(110).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 갈바닉 절연체(124)는 세라믹, 유리질, 유리 섬유 보강, 플라스틱 유사 또는 수지 유사 재료, 절연 페인트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하고, 갈바닉 절연체는 튜브, 얇은 필름, 커버링 또는 층 중 하나 이상으로서 구성되는, 디바이스(110).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 디바이스(110)는 적어도 하나의 외부 실린더(130)를 갖고, 외부 실린더(130)는 가열 실린더(129)를 적어도 부분적으로 둘러싸도록 셋업되고, 외부 실린더(130)는 가열 실린더(129)를 갈바닉 절연하고 외부로의 열의 손실을 적어도 부분적으로 감소시키도록 셋업되는, 디바이스(110).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 실린더(129)는 1×10-8 Ωm ≤ ρ ≤ 105 Ωm의 전기 비저항(ρ)을 갖는, 디바이스(110).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 실린더(129) 및 갈바닉 절연체(124)는 10 W/(mK) ≤ λ ≤ 6000 W/(mK), 바람직하게는 20 W/(mK) ≤ λ ≤ 5000 W/(mK)의 열 전도도(λ)를 갖는, 디바이스(110).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 가열 실린더(129)는 벽 두께를 갖고, 가열 실린더(129)의 벽 두께는 유체 실린더(112)의 벽 두께보다 작은, 디바이스(110).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 전원 및/또는 전압원(126)은 단상 또는 다상 AC 전원 및/또는 단상 또는 다상 AC 전압원, 또는 DC 전원 및/또는 DC 전압원을 포함하는, 디바이스(110).
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 디바이스(110)는 다수의 유체 실린더(112)를 갖고, 상기 디바이스(110)는 l개의 유체 실린더(112)를 갖고, 여기서 l은 2 이상의 자연수이고, 상기 유체 실린더(112)는 대칭 또는 비대칭 파이프 및/또는 그 조합을 갖는, 디바이스(110).
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 공급원료는 열 분해를 받게 될 탄화수소 및/또는 혼합물인, 디바이스(110).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 디바이스(110)를 포함하는 플랜트이며, 플랜트는 적어도 하나의 흡열 반응의 수행을 위한 플랜트, 가열용 플랜트, 예열용 플랜트, 증기 분해기, 증기 개질기, 알칸 탈수소화용 장치, 개질기, 건식 개질용 장치, 스티렌 생산용 장치, 에틸벤젠 탈수소화용 장치, 우레아, 이소시아네이트, 멜라민의 분해용 장치, 분해기, 접촉 분해기, 탈수소화용 장치로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 플랜트.
  13. 디바이스에 관한 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 디바이스(110)를 사용하여 적어도 하나의 공급원료를 가열하는 방법이며, 상기 방법은 이하의 단계:
    - 공급원료를 수용하고 유체 실린더(112) 내에 공급원료를 수용하기 위한 적어도 하나의 유체 실린더(112)를 제공하는 단계;
    - 적어도 하나의 전원 및/또는 적어도 하나의 전압원(126)을 제공하는 단계;
    - 공급원료의 가열을 위해, 가열 실린더(129)를 통한 전류의 통과시에 발생하는 주울 열에 의해 유체 실린더(112)를 가열하는 전류를 적어도 하나의 전류 전도성 가열 실린더(129) 내에 발생하는 단계를 포함하는, 방법.
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