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特開2024-61862直流電流によりパイプライン内の流体を加熱するためのデバイスおよび方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024061862
(43)【公開日】2024-05-08
(54)【発明の名称】直流電流によりパイプライン内の流体を加熱するためのデバイスおよび方法
(51)【国際特許分類】
H05B 3/40 20060101AFI20240426BHJP
H05B 3/00 20060101ALI20240426BHJP
F16L 53/30 20180101ALI20240426BHJP
【ＦＩ】
H05B3/40 A
H05B3/00 310C
F16L53/30
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024041226
(22)【出願日】2024-03-15
(62)【分割の表示】P 2021507745の分割
【原出願日】2019-08-15
(31)【優先権主張番号】18189370.2
(32)【優先日】2018-08-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(71)【出願人】
【識別番号】521037411
【氏名又は名称】ベーアーエスエフ・エスエー
(74)【代理人】
【識別番号】100188558
【弁理士】
【氏名又は名称】飯田 雅人
(74)【代理人】
【識別番号】100133086
【弁理士】
【氏名又は名称】堀江 健太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100163522
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 晋平
(72)【発明者】
【氏名】キアラ・アンネ・コチェンデルファー
(72)【発明者】
【氏名】ハインリヒ・ライプ
(72)【発明者】
【氏名】アンドレイ・シュストフ
(72)【発明者】
【氏名】ハインツ－ユルゲン・キューン
(72)【発明者】
【氏名】エリック・イェンネ
(72)【発明者】
【氏名】ライナー・ヤーコプ
(57)【要約】
【課題】流体を加熱するためのデバイスおよび方法を提供する。
【解決手段】デバイスは、流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントと、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源であって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、接続され、それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するように具現化され、前記電流は、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加温する、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源とを備える。
【選択図】図１ａ
【解決手段】デバイスは、流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントと、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源であって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、接続され、それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するように具現化され、前記電流は、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加温する、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源とを備える。
【選択図】図１ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体を加熱するためのデバイス（１１０）であって、
前記流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプライン（１１２）および／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメント（１１４）と、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源（１２６）であって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源（１２６）が、各パイプライン（１１２）および／または各パイプラインセグメント（１１４）に対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源またはＤＣ電圧源は、前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）に対して接続され、前記それぞれのＤＣ電流源および／または前記ＤＣ電圧源（１２６）は、前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）中に電流を生成するように具現化され、前記電流は、前記流体を加熱するために、前記電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱により前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）を加温し、前記デバイス（１１０）は、複数のパイプライン（１１２）および／またはパイプラインセグメント（１１４）を備え、前記パイプライン（１１２）および／または前記パイプラインセグメント（１１４）は、貫通連結され、結果として前記流体を受けるためのパイプシステム（１１８）を形成する、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源（１２６）と
を備える、デバイス（１１０）。
前記流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプライン（１１２）および／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメント（１１４）と、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源（１２６）であって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源（１２６）が、各パイプライン（１１２）および／または各パイプラインセグメント（１１４）に対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源またはＤＣ電圧源は、前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）に対して接続され、前記それぞれのＤＣ電流源および／または前記ＤＣ電圧源（１２６）は、前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）中に電流を生成するように具現化され、前記電流は、前記流体を加熱するために、前記電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱により前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）を加温し、前記デバイス（１１０）は、複数のパイプライン（１１２）および／またはパイプラインセグメント（１１４）を備え、前記パイプライン（１１２）および／または前記パイプラインセグメント（１１４）は、貫通連結され、結果として前記流体を受けるためのパイプシステム（１１８）を形成する、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源（１２６）と
を備える、デバイス（１１０）。
【請求項2】
前記デバイス（１１０）は、Ｌ個のパイプラインセグメント（１１４）を備え、ここでＬは、２以上の自然数であり、前記パイプラインセグメント（１１４）は、非対称状パイプおよび／またはその組合せを備える、請求項１に記載のデバイス（１１０）。
【請求項3】
前記パイプライン（１１２）および／または前記パイプラインセグメント（１１４）ならびに適切な供給パイプラインおよび除去パイプラインが、相互に流体伝導連結され、前記パイプライン（１１２）および／または前記パイプラインセグメント（１１４）ならびに前記供給パイプラインおよび前記除去パイプラインが、相互にガルバニック絶縁される、請求項１または２に記載のデバイス（１１０）。
【請求項4】
前記デバイス（１１０）は、前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記パイプラインセグメント（１１４）と前記供給パイプラインおよび前記除去パイプラインとの間のガルバニック絶縁のために構成された絶縁部（１２４）を備え、前記絶縁部（１２４）は、前記流体の自由流通を確保するように構成される、請求項３に記載のデバイス（１１０）。
【請求項5】
前記パイプライン（１１２）および／または前記パイプラインセグメント（１１４）のうちの複数またはすべてが、直列および／または並列に構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス（１１０）。
【請求項6】
前記デバイス（１１０）は、複数のＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源（１２６）を備え、前記ＤＣ電流源および／または前記ＤＣ電圧源（１２６）は、少なくとも１つの電気出力変数の閉ループ制御のためのオプションを有してまたは有さずに具現化される、請求項１から５のいずれか一項に記載のデバイス（１１０）。
【請求項7】
前記デバイス（１１０）は、前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）に対して前記ＤＣ電流源または前記ＤＣ電圧源（１２６）を接続するために、２～Ｎ個の正端子および／または正導体（１２８）ならびに２～Ｎ個の負端子および／または負導体（１３０）を備え、ここでＮは、３以上の自然数である、請求項６に記載のデバイス（１１０）。
【請求項8】
前記それぞれのＤＣ電流源または前記ＤＣ電圧源（１２６）は、同一にまたは異なって構成される、請求項６または７に記載のデバイス（１１０）。
【請求項9】
前記デバイスは、２～Ｍ個のそれぞれ異なるＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源（１２６）を備え、ここでＭは、３以上の自然数であり、前記ＤＣ電流源および／または前記ＤＣ電圧源（１２６）は、相互に独立して電気制御可能である、請求項８に記載のデバイス（１１０）。
【請求項10】
請求項１から９のいずれか一項に記載の少なくとも１つのデバイス（１１０）を備える設備。
【請求項11】
前記設備は、スチームクラッカー、蒸気改質器、およびアルカン脱水素用の装置からなる群より選択される、請求項１０に記載の設備。
【請求項12】
デバイスに関する請求項１から９のいずれか一項に記載のデバイス（１１０）を使用することにより流体を加熱するための方法であって、
前記流体を受けるために少なくとも１つの導電性パイプライン（１１２）および／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメント（１１４）を用意するステップと、
前記パイプライン（１１２）および／または前記パイプラインセグメント（１１４）内に前記流体を受けるステップと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源（１２６）を用意するステップであって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源（１２６）が、各パイプライン（１１２）および／または各パイプラインセグメント（１１４）に対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源またはＤＣ電圧源は、前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）に対して接続される、ステップと、
前記それぞれのＤＣ電流源および／または前記ＤＣ電圧源（１２６）により前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）中に電流を生成するステップであって、前記電流は、前記流体を加熱するために、前記電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱により前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）を加温する、ステップと
を含む、方法。
前記流体を受けるために少なくとも１つの導電性パイプライン（１１２）および／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメント（１１４）を用意するステップと、
前記パイプライン（１１２）および／または前記パイプラインセグメント（１１４）内に前記流体を受けるステップと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源（１２６）を用意するステップであって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源（１２６）が、各パイプライン（１１２）および／または各パイプラインセグメント（１１４）に対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源またはＤＣ電圧源は、前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）に対して接続される、ステップと、
前記それぞれのＤＣ電流源および／または前記ＤＣ電圧源（１２６）により前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）中に電流を生成するステップであって、前記電流は、前記流体を加熱するために、前記電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱により前記それぞれのパイプライン（１１２）および／または前記それぞれのパイプラインセグメント（１１４）を加温する、ステップと
を含む、方法。
【請求項13】
熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物が、流体として加熱される、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
水または蒸気が流体として加熱され、前記水または前記蒸気は、より具体的には５５０℃～７００℃の範囲内の温度まで加熱され、前記流体は、熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物を追加的に含み、加熱対象の前記流体は、予熱された熱分解対象の炭化水素混合物および蒸気である、方法に関する請求項１２または１３に記載の方法。
【請求項15】
改質炉の燃焼空気が、流体として、２００℃～８００℃の範囲内の温度まで予熱される、方法に関する請求項１２から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パイプライン内の流体を加熱するためのデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
原則的には、かかるデバイスは既知である。例えば、国際公開第２０１５／１９７１８１号は、流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプランと、この少なくとも１つのパイプラインに対して接続された少なくとも１つの電圧源とを用いて流体を加熱するためのデバイスについて説明している。少なくとも１つの電圧源は、少なくとも１つのパイプライン内に電流を発生させるように設計され、この電流が、少なくとも１つのパイプラインを加温することにより流体を加熱する。少なくとも１つの電圧源は、Ｍ個の外方導体を有し、ここでＭは、２以上の自然数である。少なくとも１つの電圧源は、外方導体に対してＡＣ電圧を供給するように設計される。これらのＡＣ電圧は、２π／Ｍだけ相互に対して位相変異される。これらの外方導体は、導電的に少なくとも１つのパイプラインに対して接続されて、スター回路を形成する。
【0003】
原則的には、パイプライン内の流体を加熱するための装置は既知である。例として、仏国特許出願公開第２８３１１５４号明細書は、連続式炭化水素改質反応器において高温での発熱酸化反応および吸熱熱分解反応を支援するための電気加熱について説明している。米国特許出願公開第２０１４／２３８５２３号明細書は、電気抵抗加熱素子が沿うように延在する少なくとも２つのパイプラインを備えるパイプラインシステムを加熱するための装置について説明している。米国特許出願公開第２０１６／１１５０２５号明細書は、化学反応を促進するためのシステムおよび方法である。このシステムは、化学混合物を保持するように構成された電気導体を備える。この導体は、エネルギー源に対して直接的に接続され、エネルギー源がオンにある場合に加熱される。化学混合物は、化学混合物が導体内に位置し、エネルギー源がオンである場合に加熱され、化学反応が発生し得る。中国実用新案第２０１１３５８８３号明細書は、即時加熱タイプのパイプ反応器について説明しており、このパイプ反応器は、中央に配置された反応パイプと、反応パイプの外部を覆う断熱層と、電気加熱制御デバイスとを備える。この反応パイプは、電気加熱制御デバイスに対して直接的に接続される。反応パイプは、導電性材料からなる。反応パイプは、加熱素子として使用される。仏国特許出願公開第２７２２３５９号明細書は、流体がラインの均一中央ボアを通過することについて説明しており、この中央ボアの壁部厚さは、軸方向へ均一に増加する。電気エネルギー源が、その端部間に接続される。単位長さにおける抵抗加熱は、厚さが増加するにつれて低下し、必要とされるエネルギー分布は、適切な寸法を選択することにより実現される。米国特許出願公開第２０１３／０２８５８０号明細書は、炭化水素を輸送するためのラインについて説明している。このラインは、中空内方パイプを備え、この中空内方パイプは、内方パイプ内の流体を輸送するために長手方向に延在し、電気絶縁性外方表面を有する。加熱層が、内方パイプ上に配置され、前記加熱層は、ポリマー材料中に埋設された炭素繊維を備える。断熱層が、加熱層の周囲に配置される。外方パイプが、断熱層の周囲に配置される。外方パイプは、少なくとも１００バールの外圧に耐え得るように設計される。スペーサ手段が、固定的な様式で内方パイプから外方パイプを一定の距離だけ離間した状態におく。電流供給手段が、内方パイプを加温するために加熱層に対して電流を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１５／１９７１８１号
【特許文献2】仏国特許出願公開第２８３１１５４号明細書
【特許文献3】米国特許出願公開第２０１４／２３８５２３号明細書
【特許文献4】米国特許出願公開第２０１６／１１５０２５号明細書
【特許文献5】中国実用新案第２０１１３５８８３号明細書
【特許文献6】仏国特許出願公開第２７２２３５９号明細書
【特許文献7】米国特許出願公開第２０１３／０２８５８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、パイプライン内の流体を加熱するための既知のデバイスは、技術的観点からしばしば複雑なものとなるか、または高額な技術費用でようやく実現され得る。したがって、本発明の目的は、既知の装置および方法の欠点を少なくとも大幅に回避する、流体を加熱するためのデバイスおよび方法を提供することである。特に、このデバイスおよび方法は、その実現が技術的に簡易であり、実施が容易でありまた経済的であるように意図される。特に、このデバイスおよび方法は、例えば分解炉における炭化など、断熱性の低下を引き起こす流体を加熱する場合に適用可能であるべきである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この目的は、請求項１の特徴を有するデバイスと、請求項１２の特徴を有する方法とにより達成される。本発明の好ましい改良形態は、とりわけ関連する従属請求項およびそれらの従属請求項の従属性の言及において明記される。
【0007】
以降では、用語「有する」、「備える」、もしくは「含む」、またはそれらの任意の文法的変形例は、非排他的な意味で使用される。したがって、これらの用語は、これらの用語により紹介される特徴以外の他の特徴が存在しない状況と、１つまたは複数の他の特徴が存在する状況との両方に関係し得る。例えば、「ＡがＢを有する」、「ＡがＢを備える」、または「ＡがＢを含む」という表現は、Ｂとは別の他の要素がＡの中に存在しない状況（すなわちＡが排他的にＢのみから構成される状況）と、Ｂに加えて、例えば要素Ｃ、要素Ｃおよび要素Ｄ、またはさらに他の要素などの１つまたは複数の他の要素がＡの中に存在する状況との両方に関係し得る。
【0008】
さらに、用語「少なくとも１つの」および「１つまたは複数の」ならびにこれらの用語の文法的変形例または類似用語は、それらの用語が、１つまたは複数の要素または特徴との関連において使用され、その要素または特徴が１回または複数回にわたり提示され得ることを表現するように意図される場合には、例えばその特徴または要素が初めて紹介される場合など一般的に１回のみ使用される。その特徴または要素が以降で再び述べられる場合には、対応する用語「少なくとも１つの」または「１つまたは複数の」は、一般的にはもはや使用されなくなるが、その特徴または要素が１回または複数回にわたり提示され得る可能性を制限するものではない。
【0009】
さらに、以降では、用語「好ましくは」、「とりわけ」、「例えば」、または同様の用語は、オプションの特徴との関連において使用されるが、それにより代替的な実施形態が限定されることはない。したがって、これらの用語により紹介される特徴は、オプションの特徴であり、これらの特徴がそれらの請求項の、およびとりわけそれらの独立請求項の保護範囲を限定するようには意図されない。したがって、当業者に理解されるように、本発明は、他の構成を利用することによっても実施され得る。同様に、「本発明の一実施形態において」または「本発明の一例において」により紹介される特徴は、オプションの特徴として理解され、それにより代替的な構成または独立請求項の保護範囲が限定されるようには意図されない。さらに、オプションまたは非オプションの特徴のいずれであるかにかかわらず他の特徴とこれらの紹介された特徴とを組み合わせるあらゆる可能性が、これらの紹介表現による影響を被らないままとなるように意図される。
【0010】
本発明の第１の態様では、流体を加熱するためのデバイスが提案される。本発明の範囲内において、「流体」は、気体および／または液体の媒体を意味するものとして理解される。例えば、流体は、水、蒸気、燃焼空気、炭化水素混合物、および熱分解対象の炭化水素からなる群より選択され得る。例えば、流体は、熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物であり得る。例えば、流体は、水または蒸気であり、さらに熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物を含み得る。流体は、例えば、予熱された熱分解対象の炭化水素混合物および蒸気であり得る。さらに他の流体が考えられ得る。「流体を加熱する」は、流体の温度変化をもたらす、とりわけ流体の温度上昇をもたらす、例えば流体の加温をもたらすプロセスを意味するものとして理解され得る。例えば、加熱により、流体は、指定または所定の温度数値まで加温され得る。例えば、流体は、４００℃～１２００℃の範囲内の温度まで加熱され得る。
【0011】
デバイスは、設備の一部であり得る。例えば、この設備は、スチームクラッカー、蒸気改質器、およびアルカン脱水素用の装置からなる群より選択され得る。例えば、この設備は、蒸気分解、蒸気改質、およびアルカン脱水素からなる群より選択される少なくとも１つのプロセスを実施するように設計され得る。
【0012】
本デバイスは、例えばスチームクラッカーの一部であり得る。「スチームクラッカー」は、例えばナフサ、プロパン、ブタン、およびエタンなどの長鎖炭化水素ならびにガスオイルおよびハイドロワックスが蒸気存在下において熱分解により短鎖炭化水素へと変換されるプロセスを意味するものとして理解され得る。蒸気分解では、水素、メタン、エテン、およびプロペンは、主要生成物ならびにとりわけブテンおよび熱分解ベンゼンとして生成され得る。スチームクラッカーは、５５０℃～１１００℃の範囲内の温度まで流体を加温するように設計され得る。
【0013】
例えば、デバイスは、改質炉の一部であり得る。「蒸気改質」は、水および炭素含有エネルギーキャリア、とりわけ天然ガス、軽質ガソリン、メタノール、バイオガス、およびバイオマスなどの炭化水素から蒸気および炭素酸化物を生成するためのプロセスを意味するものとして理解され得る。例えば、流体は、２００℃～８００℃の範囲内、好ましくは４００℃～７００℃の範囲内の温度まで加温され得る。
【0014】
例えば、デバイスは、アルカン脱水素用の装置の一部であり得る。「アルカン脱水素」は、例えばブタンを脱水素してブテン（ＢＤＨ）にするまたはプロパンを脱水素してプロペン（ＰＤＨ）にするなど、アルカンを脱水素することによりアルケンを生成するためのプロセスを意味するものとして理解され得る。アルカン脱水素用のこの装置は、４００℃～７００℃の範囲内の温度まで流体を加温するように設計され得る。
【0015】
しかし、他の温度および温度範囲もまた考えられ得る。
【0016】
本デバイスは、
流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源であって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して接続され、それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するように具現化され、前記電流が、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加熱する、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源と
を備える。
流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源であって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して接続され、それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するように具現化され、前記電流が、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加熱する、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源と
を備える。
【0017】
本発明の範囲内において、パイプラインは、流体を受け輸送するように設計された任意形状のデバイスを意味するものとして理解され得る。パイプラインセグメントは、パイプラインの一部を意味するものとして理解され得る。パイプラインは、少なくとも１つの対称状のおよび／または少なくとも１つの非対称状のパイプを備え得る。パイプラインのジオメトリおよび／または表面および／または材料は、輸送対象の流体により決定され得る。「導電性パイプライン」は、そのパイプライン、とりわけパイプラインの材料が電流を伝導するように設計されることを意味するものとして理解され得る。パイプラインは、改質炉の反応パイプとして設計され得る。パイプラインは、スチームクラッカー、蒸気改質器、およびアルカン脱水素用の装置からなる群より選択される少なくとも１つの設備内の反応パイプとして構成され得る。
【0018】
本デバイスは、複数のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。デバイスは、Ｌ個のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え、ここでＬは、２以上の自然数である。例えば、デバイスは、少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上の個数のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。例えば、デバイスは、最大で１００個のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。これらのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、それぞれ同一にまたは異なって構成され得る。これらのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、対称状パイプおよび／または非対称状パイプおよび／またはその組合せを備え得る。完全対称状構成の場合に、デバイスは、同一タイプのパイプのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。「非対称状パイプ」ならびに「対称状パイプおよび非対称状パイプの組合せ」は、デバイスが例えばさらに所望に応じて並列または直列に連結され得る種々のタイプのパイプの任意の組合せを備えてもよいことを意味するものとして理解され得る。「パイプタイプ」は、特定の特徴により特徴づけられるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントのカテゴリーまたはタイプを意味するものとして理解され得る。パイプタイプは、水平構成のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメント、垂直構成のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメント、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）および／または移行部長さ（Ｌ３）、進入部直径（ｄ１）および／または退出部直径（ｄ２）および／または移行部直径（ｄ３）、パス個数ｎ、パス長さ、パス直径、ジオメトリ、表面、ならびに材料からなる群より選択される少なくとも１つの特徴によって特徴づけられ得る。デバイスは、並列および／または直列に連結される少なくとも２つの異なるタイプのパイプの組合せを備え得る。例として、デバイスは、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）および／または移行部長さ（Ｌ３）がそれぞれ異なるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。例として、デバイスは、進入部直径（ｄ１）および／または退出部直径（ｄ２）および／または移行部直径（ｄ３）が非対称であるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。例として、デバイスは、異なる個数のパスを有するパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。例として、デバイスは、パスがそれぞれ異なるパス長さおよび／またはそれぞれ異なるパス直径を有するパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。原則的に、並列および／または直列における任意タイプのパイプの任意の組合せが考えられ得る。デバイスは、複数の供給物入口および／または供給物出口および／または生成フローを備え得る。「供給物」は、デバイスに対して供給される物質流を意味するものとして理解され得る。種々のタイプのパイプまたは同一タイプのパイプのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、複数の供給物入口および／または供給物出口を有して並列および／または直列に配置され得る。パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、キットの形態において種々のタイプのパイプとして使用可能であってもよく、使用目的に応じて所望に応じた選択および組合せがあり得る。種々のタイプのパイプのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを使用することにより、供給物および／または反応の選択的収量および／または最適化されたプロセス技術を変更する場合により正確な温度制御および／または反応の適合化を促進することが可能となる。パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、同一のまたは異なるジオメトリおよび／または表面および／または材料を備え得る。パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、貫通連結されてもよく、したがって流体を受けるためのパイプシステムを形成し得る。「パイプシステム」は、とりわけ相互に対して連結された少なくとも２つのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備える装置を意味するものとして理解され得る。パイプシステムは、入出パイプラインを備え得る。パイプシステムは、流体を受けるための少なくとも１つの入口を備え得る。パイプシステムは、流体を排出するための少なくとも１つの出口を備え得る。「貫通連結」は、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントが相互に流体連結状態にあることを意味するものとして理解され得る。したがって、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、流体がパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを順次通り流れるように配置および連結され得る。パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、流体が少なくとも２つのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを通り並列的に流れ得るように相互に対して平行に連結され得る。パイプラインおよび／またはパイプラインセグメント、とりわけ並列連結されたパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、それぞれ異なる流体を並列的に輸送するように設計されてもよい。とりわけ、並列連結されたパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、それぞれ異なる流体を輸送するように相互に異なるジオメトリおよび／または表面および／または材料を備え得る。とりわけ、流体の輸送に関して、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントのうちの複数またはすべてが、並列として構成されてもよく、それにより流体は、並列として構成されたこれらのパイプラインの間で分割され得る。直列連結および並列連結の組合せもまた考えられ得る。
【0019】
パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントならびに対応する供給パイプラインおよび除去パイプラインは、相互に流体伝導連結されてもよく、この場合にパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントならびに供給パイプラインおよび除去パイプラインは、相互にガルバニック絶縁され得る。「ガルバニック絶縁」は、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントならびに供給パイプラインおよび除去パイプラインが、それらの間における電気伝導を有さないおよび／または許容範囲の電気伝導を有するように、相互から分離されることを意味するものとして理解され得る。デバイスは、少なくとも１つの絶縁部、とりわけ複数の絶縁部を備え得る。それぞれのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントならびに供給パイプラインおよび除去パイプラインの間のガルバニック絶縁は、絶縁部により確保され得る。これらの絶縁部は、流体の自由流通を確保することが可能である。
【0020】
「ＤＣ電流源」は、ＤＣ電流を供給するように設計された装置を意味するものとして理解され得る。「ＤＣ電圧源」は、ＤＣ電圧を供給するように設計された装置を意味するものとして理解され得る。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中にＤＣ電流を生成するように構成される。「ＤＣ電流」は、強度および方向に関して実質的に一定である電流を意味するものとして理解され得る。「ＤＣ電圧」は、実質的に一定の電圧を意味するものとして理解され得る。「実質的に一定」は、意図される効果に対してほとんど影響しない変動しか有さない電流または電圧を意味するものとして理解され得る。
【0021】
パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントのそれぞれが、ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を割り当て得、このＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して、とりわけ少なくとも１つの電気接続部により電気的に接続される。それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対してＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を接続するために、デバイスは、１～Ｎ個の正端子および／または正導体ならびに１～Ｎ個の負端子および／または負導体を備えてもよく、ここでＮは、２以上の自然数である。
【0022】
デバイスは、複数のＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を備え得る。各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントが、ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を割り当て得、このＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して、とりわけ少なくとも１つの電気接続部により電気的に接続される。それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対してＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を接続するために、デバイスは、２～Ｎ個の正端子および／または正導体ならびに２～Ｎ個の負端子および／または負導体を備えてもよく、ここでＮは、３以上の自然数である。それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントの中に電流を生成するように構成され得る。生成された電流は、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加温し得る。「パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを加温する」は、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの温度変化をもたらす、とりわけパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの温度上昇をもたらすプロセスを意味するものとして理解され得る。
【0023】
さらに、デバイスは、例えばパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの周囲に巻き付けられ得る少なくとも１つの加熱ワイヤを備え得る。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、この加熱ワイヤに対して接続され得る。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、加熱ワイヤ中に電流を生成し、したがって熱を生成するように構成され得る。加熱ワイヤは、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを加温する、とりわけ加熱するように構成され得る。
【0024】
ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、制御されるまたは制御されないいずれであってもよい。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、少なくとも１つの電気出力変数の閉ループ制御のためのオプションを有してまたは有さずに具現化され得る。「出力変数」は、電流値および／または電圧値、および／または電流信号および／または電圧信号を意味するものとして理解され得る。デバイスは、２～Ｍ個のそれぞれ異なるＤＣ電流源および／または２～Ｍ個のそれぞれ異なるＤＣ電圧源を備えてもよく、ここでＭは、３以上の自然数である。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、相互に独立して電気制御可能であり得る。したがって、例えば、異なる電流がそれぞれのパイプライン中に生成されてもよく、それぞれ異なる温度がそれらのパイプライン中において達成されることが可能である。
【0025】
本発明の範囲内において、さらなる一態様では、流体を加熱するための方法が提案される。この方法では、本発明によるデバイスが使用される。この方法は、以下のステップを、すなわち
流体を受けるために少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントを用意するステップと、
パイプラインおよび／またはパイプラインセグメント内に流体を受けるステップと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を用意するステップであって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して接続される、ステップと、
それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するステップであって、前記電流が、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加温する、ステップと
を含む。
流体を受けるために少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントを用意するステップと、
パイプラインおよび／またはパイプラインセグメント内に流体を受けるステップと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を用意するステップであって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して接続される、ステップと、
それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するステップであって、前記電流が、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加温する、ステップと
を含む。
【0026】
実施形態および定義に関して、ユニットの上記説明を参照することが可能である。これらの方法ステップは、指定の順序で実施され得るが、それらのステップの中の１つまたは複数が少なくとも部分的に同時に実施されることもまた可能であり、それらのステップの中の１つまたは複数が複数回にわたり繰り返されることも可能である。さらに、他のステップが、本願で述べられるか否かにかかわらず、追加的に実施されてもよい。
【0027】
流体は、デバイスのそれぞれのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを通り流れることが可能であり、ジュール加熱がパイプラインおよび／またはパイプラインセグメント中に生成されるようにＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源からこれらのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントに対して印加されたＤＣ電流によりパイプラインが加熱されることによって、それぞれのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメント内において加熱され得る。このジュール加熱は、流体がパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを通り流れるときにこの流体が加熱されるように、流体に対して伝達される。
【0028】
例えば、熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物が、流体として加熱され得る。
【0029】
例として、水または蒸気が流体として加熱され得る。前記水または前記蒸気は、とりわけ５５０℃～７００℃の範囲内の温度まで加熱され、流体は、熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物を追加的に含む。加熱対象の流体は、予熱された熱分解対象の炭化水素混合物および蒸気であり得る。
【0030】
例として、改質炉の燃焼空気が、流体として、例えば２００℃～８００℃の範囲内、好ましくは４００℃～７００℃の範囲内の温度まで予熱または加熱され得る。
【0031】
例として、パイプラインは、改質炉の反応パイプとして具現化され得る。
【0032】
要約すると、以下の実施形態は、本発明の範囲内において特に好ましい。
【0033】
実施形態１：流体を加熱するためのデバイスであって、
流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源であって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して接続され、それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するように具現化され、前記電流が、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加熱する、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源と
を備える、デバイス。
流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源であって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して接続され、それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源は、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するように具現化され、前記電流が、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加熱する、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源と
を備える、デバイス。
【0034】
実施形態２：前出の実施形態に記載のデバイスであって、デバイスが、複数のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントが、貫通連結され、結果として流体を受けるためのパイプシステムを形成する。デバイス。
【0035】
実施形態３：実施形態１または２に記載のデバイスであって、デバイスが、Ｌ個のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え、ここでＬは、２以上の自然数であり、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントは、対称状パイプおよび／または非対称状パイプおよび／またはそれらの組合せを備える、デバイス。
【0036】
実施形態４：実施形態１から３のいずれか１つに記載のデバイスであって、デバイスが、Ｌ個のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え、ここでＬは、２以上の自然数であり、デバイスが、並列および／または直列に連結された少なくとも２つの異なるタイプのパイプの組合せを備え、パイプタイプが、水平構成のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメント、垂直構成のパイプラインおよび／またはパイプラインセグメント、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）および／または移行部長さ（Ｌ３）、進入部直径（ｄ１）および／または退出部直径（ｄ２）および／または移行部直径（ｄ３）、パス個数ｎ、パス長さ、パス直径、ジオメトリ、表面、ならびに材料からなる群より選択される少なくとも１つの特徴によって特徴づけられる、デバイス。
【0037】
実施形態５：実施形態２から４のいずれか１つに記載のデバイスであって、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントならびに適切な供給パイプラインおよび除去パイプラインが、相互に流体伝導連結され、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントならびに供給パイプラインおよび除去パイプラインが、相互にガルバニック絶縁される、デバイス。
【0038】
実施形態６：実施形態５に記載のデバイスであって、デバイスが、それぞれのパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントと供給パイプラインおよび除去パイプラインとの間のガルバニック絶縁のために構成された絶縁部を備え、これらの絶縁部が、流体の自由流通を確保するように構成される、デバイス。
【0039】
実施形態７：実施形態２から６のいずれか１つに記載のデバイスであって、パイプラインおよび／またはパイプラインセグメントのうちの複数またはすべてが、直列および／または並列に構成される、デバイス。
【0040】
実施形態８：実施形態１から７のいずれか１つに記載のデバイスであって、デバイスが、複数のＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を備え、これらのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、少なくとも１つの電気出力変数の閉ループ制御のためのオプションを有して／有さずに具現化される、デバイス。
【0041】
実施形態９：実施形態８に記載のデバイスであって、デバイスが、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対してＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を接続するために、２～Ｎ個の正端子および／または正導体ならびに２～Ｎ個の負端子および／または負導体を備え、ここでＮは、３以上の自然数である、デバイス。
【0042】
実施形態１０：実施形態８または９に記載のデバイスであって、それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、同一にまたは異なって構成される、デバイス。
【0043】
実施形態１１：実施形態１０に記載のデバイスであって、デバイスが、２～Ｍ個のそれぞれ異なるＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を備えてもよく、ここでＭは、３以上の自然数であり、ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源が、相互に独立して電気制御可能である、デバイス。
【0044】
実施形態１２：実施形態１から１１のいずれか１つに記載の少なくとも１つのデバイスを備える設備。
【0045】
実施形態１３：実施形態１２に記載の設備であって、設備が、スチームクラッカー、蒸気改質器、およびアルカン脱水素用の装置からなる群より選択される、設備。
【0046】
実施形態１４：デバイスに関する前出の実施形態のいずれか１つに記載のデバイスを使用することにより流体を加熱するための方法であって、以下のステップを、すなわち
流体を受けるために少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントを用意するステップと、
パイプラインおよび／またはパイプラインセグメント内に流体を受けるステップと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を用意するステップであって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して接続される、ステップと、
それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するステップであって、前記電流が、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加温する、ステップと
を含む、方法。
流体を受けるために少なくとも１つの導電性パイプラインおよび／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメントを用意するステップと、
パイプラインおよび／またはパイプラインセグメント内に流体を受けるステップと、
少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源を用意するステップであって、それぞれ１つのＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、各パイプラインおよび／または各パイプラインセグメントに対して割り当てられ、前記ＤＣ電流源またはＤＣ電圧源が、それぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントに対して接続される、ステップと、
それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメント中に電流を生成するステップであって、前記電流が、流体を加熱するために、電流が導電性パイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプラインおよび／またはそれぞれのパイプラインセグメントを加温する、ステップと
を含む、方法。
【0047】
実施形態１５：実施形態１４に記載の方法であって、熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物が、流体として加熱される、方法。
【0048】
実施形態１６：方法に関する前出の実施形態のいずれか１つに記載の方法であって、水または蒸気が流体として加熱され、前記水または前記蒸気が、より具体的には５５０℃～７００℃の範囲内の温度まで加熱され、流体が、熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物を追加的に含み、加熱対象の流体が、予熱された熱分解対象の炭化水素混合物および蒸気である、方法。
【0049】
実施形態１７：方法に関する前出の実施形態のいずれか１つに記載の方法であって、改質炉の燃焼空気が、流体として、例えば２００℃～８００℃の範囲内、好ましくは４００℃～７００℃の範囲内の温度まで予熱される、方法。
【0050】
実施形態１８：方法に関する前出の実施形態のいずれか１つに記載の方法であって、パイプラインが、改質炉用の反応パイプとして具現化される、方法。
【0051】
本発明のさらなる詳細および特徴が、好ましい実施例の以下の説明においてとりわけ従属請求項との組合せにより理解されよう。これらの特徴は、別個に実装されてもよく、またはそれらの中の複数が組み合わされて実装されてもよい。本発明は、これらの実施例に限定されない。実施例は、図面において概略的に示される。各図面内の同一の参照符号は、同一であるまたは同一機能を有する要素を示す、すなわち機能に関して相互に合致する。
【0052】
具体的には以下のとおりである。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1a】本発明によるデバイスの例の概略図である。
【図1b】本発明によるデバイスの例の概略図である。
【図1c】本発明によるデバイスの例の概略図である。
【図2】本発明によるデバイスのさらなる例の概略図である。
【図3】本発明によるデバイスのさらなる例の概略図である。
【図4a】本発明によるデバイスのさらなる例の概略図である。
【図4b】本発明によるデバイスのさらなる例の概略図である。
【図5a】本発明によるデバイスの例の概略図である。
【図5b】本発明によるデバイスの例の概略図である。
【図5c】本発明によるデバイスの例の概略図である。
【図6】本発明によるデバイスのさらなる例の概略図である。
【図7】本発明によるデバイスのさらなる例の概略図である。
【図8a】本発明によるデバイスのさらなる例の概略図である。
【図8b】本発明によるデバイスのさらなる例の概略図である。
【図9Ai】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Aii】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Aiii】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Aiv】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Av】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Avi】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Bi】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Bii】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Biii】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Biv】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Bv】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Bvi】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Ci】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Cii】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Ciii】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Civ】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Cv】あるタイプのパイプの概略図である。
【図9Cvi】あるタイプのパイプの概略図である。
【図10a】種々のタイプのパイプを有するキットを示す図である。
【図10b】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10c】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10d】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10e】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10f】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10g】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10h】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10i】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10j】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10k】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10l】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10m】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10n】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10o】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10p】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10q】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10r】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10s】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10t】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10u】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10v】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10w】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10x】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【図10y】本発明によるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの組合せの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0054】
実施例
図１ａ～図１ｃはそれぞれ、本発明による流体を加熱するためのデバイス１１０の一例の概略図を示す。デバイス１１０は、流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプライン１１２および／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメント１１４を備える。流体は、気体媒体および／または液体媒体であり得る。流体は、例えば水、蒸気、燃焼空気、炭化水素混合物、および熱分解対象の炭化水素からなる群より選択され得る。例えば、流体は、熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物であり得る。例えば、流体は、水または蒸気であり、さらに熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物を含み得る。流体は、例えば、予熱された熱分解対象の炭化水素混合物および蒸気であり得る。さらに他の流体が考えられ得る。デバイス１１０は、この流体を加温する、とりわけ流体の温度を上昇させるように構成され得る。例えば、この加熱により、流体は、指定のまたは所定の温度数値まで加熱され得る。例えば、流体は、４００℃～１２００℃の範囲内の温度まで加熱され得る。
図１ａ～図１ｃはそれぞれ、本発明による流体を加熱するためのデバイス１１０の一例の概略図を示す。デバイス１１０は、流体を受けるための少なくとも１つの導電性パイプライン１１２および／または少なくとも１つの導電性パイプラインセグメント１１４を備える。流体は、気体媒体および／または液体媒体であり得る。流体は、例えば水、蒸気、燃焼空気、炭化水素混合物、および熱分解対象の炭化水素からなる群より選択され得る。例えば、流体は、熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物であり得る。例えば、流体は、水または蒸気であり、さらに熱分解対象の炭化水素、とりわけ熱分解対象の炭化水素混合物を含み得る。流体は、例えば、予熱された熱分解対象の炭化水素混合物および蒸気であり得る。さらに他の流体が考えられ得る。デバイス１１０は、この流体を加温する、とりわけ流体の温度を上昇させるように構成され得る。例えば、この加熱により、流体は、指定のまたは所定の温度数値まで加熱され得る。例えば、流体は、４００℃～１２００℃の範囲内の温度まで加熱され得る。
【0055】
例えば、デバイス１１０は、設備の一部であり得る。例えば、この設備は、スチームクラッカー、蒸気改質器、およびアルカン脱水素用の装置からなる群より選択され得る。例えば、デバイス１１０は、蒸気分解、蒸気改質、およびアルカン脱水素からなる群より選択される少なくとも１つのプロセスを実施するように設計され得る。デバイス１１０は、例えばスチームクラッカーの一部であり得る。スチームクラッカーは、５５０℃～１１００℃の範囲内の温度まで流体を加温するように設計され得る。例えば、デバイス１１０は、改質炉の一部であり得る。例えば、流体は、例えば２００℃～８００℃の範囲内、好ましくは４００℃～７００℃の範囲内の温度まで予加温または加熱される改質炉の燃焼空気であり得る。例えば、デバイス１１０は、アルカン脱水素用の装置の一部であり得る。アルカン脱水素用のこの装置は、４００℃～７００℃の範囲内の温度まで流体を加温するように設計され得る。しかし、他の温度および温度範囲も考えられ得る。
【0056】
パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、この流体を受けるおよび輸送するように構成され得る。パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、少なくとも１つのリム１１６またはワインディングを備え得る。パイプライン１１２は、少なくとも１つの対称状パイプおよび／または少なくとも１つの非対称状パイプを備え得る。図１ｃは、３つの対称状パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を有する一実施形態を示す。パイプライン１１２のジオメトリおよび／または表面および／または材料は、輸送対象の流体により決定され得る。パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、電流を伝導するように構成され得る。パイプライン１１２は、改質炉の反応パイプとして設計され得る。
【0057】
図１ｂは、デバイスがパイプライン１１２を備える一例を示す。デバイス１１０は、複数のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を、例えば図１ａに示すように２つのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を、または図１ｃに示すように３つのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え得る。デバイス１１０は、Ｌ個のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備えてもよく、ここでＬは、２以上の自然数である。例えば、デバイス１１０は、少なくとも２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え得る。例えば、デバイス１１０は、最大で１００個のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え得る。これらのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、それぞれ同一にまたは異なって構成され得る。パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、貫通連結されてもよく、したがって流体を受けるためのパイプシステム１１８を形成し得る。パイプシステム１１８は、入出パイプライン１１２を備え得る。パイプシステム１１８は、流体を受けるための少なくとも１つの入口１２０を備え得る。パイプシステム１１８は、流体を排出するための少なくとも１つの出口１２２を備え得る。図１は、流体がこれらのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を順次通り流れるようにパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４が配置および連結された一実施形態を示す。
【0058】
パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４ならびに対応する供給パイプラインおよび除去パイプラインは、相互に流体伝導連結されてもよく、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４ならびに供給パイプラインおよび除去パイプラインは、相互にガルバニック絶縁され得る。デバイス１１０は、少なくとも１つのガルバニック絶縁部、とりわけ少なくとも１つの絶縁部１２４を、より具体的には複数の絶縁部１２４を備え得る。それぞれのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４ならびに供給パイプラインおよび除去パイプラインの間のガルバニック絶縁は、絶縁部１２４により確保され得る。これらの絶縁部１２４は、流体の自由流通を確保することが可能である。
【0059】
デバイス１１０は、少なくとも１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６を備える。デバイス１１０は、複数のＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６を、例えば図１ｃに例示的に示すように３つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６を備え得る。デバイス１１０は、２～Ｍ個のそれぞれ異なるＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６を備えてもよく、ここでＭは、３以上の自然数である。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６は、それぞれのパイプライン１１２および／またはそれぞれのパイプラインセグメント１１４に対して接続され、とりわけ少なくとも１つの電気接続部により電気的に接続される。それぞれのパイプライン１１２および／またはそれぞれのパイプラインセグメント１１４に対してＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６を接続するために、デバイス１１０は、２～Ｎ個の正端子および／または正導体１２８と、２～Ｎ個の負端子および／または負導体１３０とを備えてもよく、ここでＮは、３以上の自然数である。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６は、制御されるまたは制御されないのいずれであってもよい。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６は、少なくとも１つの電気出力変数の閉ループ制御のためのオプションを有してまたは有さずに具現化され得る。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６は、相互に独立して電気制御可能なものであってもよい。したがって、例えば、それぞれ異なる電流が、それぞれのパイプライン１１２において生成されてもよく、それぞれ異なる温度が、パイプライン１１２において達成されてもよい。
【0060】
それぞれのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６は、それぞれのパイプライン１１２および／またはそれぞれのパイプラインセグメント１１４において電流を生成するように構成され得る。生成された電流は、流体を加熱するために、電流が導電性のパイプ材料を通過するときに生じるジュール加熱によりそれぞれのパイプライン１１２および／またはそれぞれのパイプラインセグメント１１４を加温することが可能である。
【0061】
図５ａ～図５ｃはそれぞれ、流体を加熱するための本発明によるデバイス１１０の一例の概略図を示す。さらに、デバイス１１０の反応空間１１１が、図５ａ～図５ｃの例のそれぞれに図示される。図５ａの他の要素に関しては、図１ａの説明を参照することが可能である。図５ｂの他の要素に関しては、図１ｂの説明を参照することが可能である。図５ｃの他の要素に関しては、図１ｃの説明を参照することが可能である。
【0062】
図２は、本発明によるデバイス１１０のさらなる実施形態を示す。このデバイスの構成に関しては、図１に関する説明を参照とするが、以下の特徴を有する。この実施形態において、デバイス１１０は、３つのリム１１６もしくはワインディングを有するパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え、これらは流体連結される。デバイスは、入口１２０および出口１２２を備える。流体は、入口１２０から出口１２２へと、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を直列的に通り流れ得る。デバイス１１０は、ガルバニック絶縁のために、絶縁部１２４を、例えば図２に示すように２つの絶縁部１２４を備え得る。この実施形態では、デバイス１１０は、１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６を備える。パイプライン１１２および／またはそれぞれのパイプラインセグメント１１４に対してＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６を接続するために、デバイス１１０は、正端子および／または正導体１２８と負端子および／または負導体１３０とを備え得る。
【0063】
図６は、流体を加熱するための本発明によるデバイス１１０の一例の概略図を示す。さらに、デバイス１１０の１つの反応空間１１１が、図６の例において示される。図６の他の要素に関しては、図２の説明を参照することが可能である。
【0064】
図３は、本発明によるデバイス１１０のさらなる実施形態を示す。このデバイスの構成に関しては、図１に関する説明を参照とするが、以下の特徴を有する。図３の実施形態では、デバイス１１０は、リム１１６もしくはワインディングを有するパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備える。デバイス１１０は、ガルバニック絶縁のために絶縁部１２４を、例えば図３に示すように２つの絶縁部１２４を備え得る。この実施形態では、デバイス１１０は、１つのＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６を備える。さらに、デバイス１１０は、少なくとも１つの加熱ワイヤ１３２を備えてもよく、この加熱ワイヤ１３２は、例えばパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントの周囲に巻き付けられ得る。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６は、加熱ワイヤ１３２に対して接続され得る。ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源１２６は、加熱ワイヤ１３２中に電流を生成し、したがって熱を生成するように構成され得る。加熱ワイヤ１３２は、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を加温するように構成され得る。
【0065】
図７は、流体を加熱するための本発明によるデバイス１１０の一例の概略図を示す。さらに、デバイス１１０の１つの反応空間１１１が、図７の例において示される。図７の他の要素に関しては、図３の説明を参照することが可能である。
【0066】
パイプライン１１２同士は、図１ａおよび図１ｃの例においては直列に配置される。図４ａおよび図４ｂは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４同士が並列に連結された実施形態を示し、図４ａでは２つのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を、図４ｂでは３つの並列パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を有する。他の個数の並列パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４もまた考えられ得る。図４ａおよび図４ｂでは、デバイス１１０は、入口１２０および出口１２２を備える。パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、流体が並列である少なくとも２つのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を通り流れ得るように、相互に対して連結され得る。並列連結されたパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、相互に異なるジオメトリおよび／または表面および／または材料を備え得る。例として、並列連結されたパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、それぞれ異なる個数のリム１１６またはワインディングを有し得る。
【0067】
図８ａおよび図８ｂはそれぞれ、流体を加熱するための本発明によるデバイス１１０の一例の概略図を示す。さらに、デバイス１１０の反応空間１１１が、図８ａおよび図８ｂの例のそれぞれに示される。図８ａの他の要素に関しては、図４ａの説明を参照することが可能である。図８ｂの他の要素に関しては、図４ｂの説明を参照することが可能である。
【0068】
デバイス１１０は、対称状および／または非対称状のパイプおよび／またはその組合せを備え得る。完全対称構成の場合には、デバイス１１０は、同一タイプのパイプのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え得る。デバイス１１０は、例えばさらに所望に応じて並列または直列に連結され得る種々のタイプのパイプの任意の組合せを備えてもよい。パイプタイプは、水平構成のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４、垂直構成のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）および／または移行部長さ（Ｌ３）、進入部直径（ｄ１）および／または退出部直径（ｄ２）および／または移行部直径（ｄ３）、パス個数ｎ、パス長さ、パス直径、ジオメトリ、表面、ならびに材料からなる群より選択される少なくとも１つの特徴によって特徴づけられ得る。代替的にはまたは追加的には、パイプタイプは、ガルバニック絶縁部および／または接地接続部１２５を伴うまたは伴わない少なくとも１つのパイプライン１１２および／または少なくとも１つのパイプラインセグメント１１４から選択され得る。ガルバニック絶縁部は、例えば絶縁部１２４を使用して構成され得る。例えば、ガルバニック絶縁部が、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０に設けられ、ガルバニック絶縁部が、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の出口１２２に設けられてもよい。例えば、ガルバニック絶縁部が、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０に設けられ、接地接続部１２５が、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の出口１２２に設けられてもよい。例えば、ガルバニック絶縁部が、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０のみに設けられてもよい。例えば、接地接続部１２５が、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０のみに設けられてもよい。例えば、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、入口１２０および出口１２２に接地接続部１２５を有さずに、および／または入口１２０および出口１２２にガルバニック絶縁部を有さずに用意されてもよい。代替的にはまたは追加的には、パイプタイプは、流体の流れ方向により特徴づけられ得る。流体は、第１の流れ方向および第２の流れ方向と呼ばれる２つの流れ方向に基本的に流れ得る。第１の流れ方向および第２の流れ方向は、逆であり得る。代替的にはまたは追加的には、パイプタイプは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４に対する直流電流の印加により特徴づけられ得る。例えば、直流電流の送り込みが、少なくとも２つの負端子および／または負導体の間のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の任意箇所にて実施され得る。例えば、送り込みは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の抵抗が２つの部分抵抗Ｒ１およびＲ２へと分割されるように、２つの負端子間の中間部にて実施され得る。直流電流の半分が、第１の負端子へと流れ、第２の半分が、第２の負端子へと流れ得る。さらに、この送り込みは、それぞれ異なる部分抵抗が実現されるように、負端子／負導体間の任意箇所にて実施されてもよい。例えば、直流電流の送り込みは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４上の負端子および／または負導体ならびに正端子および／または正導体を介して実施され得る。例えば、直流電流は正端子から負端子へと流れ、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、全体抵抗Ｒとしてみなすことが可能である。この場合に、パイプタイプの任意の所望の組合せが可能である。
【0069】
図９Ａｉ～図９Ｃｉｖは、種々のタイプのパイプの可能な例示の実施形態を概略図にて示す。ここでは、図９Ａｉ～図９Ｃｉｖにて、それぞれのケースにおけるパイプタイプが示される。これは、以下のカテゴリーに区分することができ、それらのカテゴリーの考えられるすべての組合せが可能である。
カテゴリーＡは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の延在部を指定する。Ａ１は、水平方向延在部を有するタイプのパイプを示し、Ａ２は、垂直方向延在部、すなわち水平方向延在部に対して垂直な延在部を有するタイプのパイプを示す。
カテゴリーＢは、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）および／または進入部直径（ｄ１）および／または退出部直径（ｄ２）および／または移行部直径（ｄ３）の比率を指定する。６つの異なる組合せオプションがキット１３８において列挙される。
カテゴリーＣは、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）ならびにパス長さの比率を指定する。ここでは、本ケースにおいてＣｉで示されるすべての代替が考えられ得る。
カテゴリーＤは、少なくとも１つのパイプライン１１２および／または少なくとも１つのパイプラインセグメント１１４がガルバニック絶縁部および／または接地接続部１２５を有して構成されるかまたは有さずに構成されるかを指定する。ガルバニック絶縁部は、例えば絶縁部１２４を使用して構成され得る。Ｄ１は、ガルバニック絶縁部がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０に設けられ、ガルバニック絶縁部がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の出口１２２に設けられるタイプのパイプを指定する。Ｄ２は、ガルバニック絶縁部がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０に設けられ、接地接続部１２５がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の出口１２２に設けられるタイプのパイプを指定する。Ｄ３は、ガルバニック絶縁部がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０のみに設けられるタイプのパイプを指定する。Ｄ４は、接地接続部１２５がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０のみに設けられるタイプのパイプを指定する。Ｄ５は、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４が入口１２０および出口１２２に接地接続部１２５を有さずに、および／または入口１２０および出口１２２にガルバニック絶縁部を有さずに用意されるタイプのパイプを指定する。
カテゴリーＥは、流体の流れ方向を指定する。流体は、基本的には２つの流れ方向に流れ得る。流体が第１の方向に流れるタイプのパイプは、パイプタイプＥ１と呼ばれ、流体が第２の流れ方向に流れるタイプのパイプは、パイプタイプＥ２と呼ばれる。第１の流れ方向および第２の流れ方向は、逆であり得る。
カテゴリーＦは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４に対する直流電流の印加を指定する。Ｆ１は、直流電流の送り込みが２つの負端子および／または負導体間においてパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の任意箇所にて実施されるタイプのパイプを指定する。例えば、この送り込みは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の抵抗が２つの部分抵抗Ｒ１およびＲ２へと分割されるように、２つの負端子間の中間部にて実施され得る。直流電流の半分は、第１の負端子へと流れ、第２の半分は、第２の負端子へと流れ得る。また、送り込みは、それぞれ異なる部分抵抗が実現されるように、負端子／負導体間の任意箇所にて実施されてもよい。Ｆ２は、直流電流の送り込みまたは接続がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４に対して負端子および／または負導体ならびに正端子および／または正導体を介して実施されるタイプのパイプを指定する。例えば、直流電流は、正端子から負端子へと流れ、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、全体抵抗Ｒとしてみなすことが可能である。ここでは、これらのタイプのパイプの任意の所望の組合せが可能である。
カテゴリーＡは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の延在部を指定する。Ａ１は、水平方向延在部を有するタイプのパイプを示し、Ａ２は、垂直方向延在部、すなわち水平方向延在部に対して垂直な延在部を有するタイプのパイプを示す。
カテゴリーＢは、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）および／または進入部直径（ｄ１）および／または退出部直径（ｄ２）および／または移行部直径（ｄ３）の比率を指定する。６つの異なる組合せオプションがキット１３８において列挙される。
カテゴリーＣは、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）ならびにパス長さの比率を指定する。ここでは、本ケースにおいてＣｉで示されるすべての代替が考えられ得る。
カテゴリーＤは、少なくとも１つのパイプライン１１２および／または少なくとも１つのパイプラインセグメント１１４がガルバニック絶縁部および／または接地接続部１２５を有して構成されるかまたは有さずに構成されるかを指定する。ガルバニック絶縁部は、例えば絶縁部１２４を使用して構成され得る。Ｄ１は、ガルバニック絶縁部がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０に設けられ、ガルバニック絶縁部がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の出口１２２に設けられるタイプのパイプを指定する。Ｄ２は、ガルバニック絶縁部がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０に設けられ、接地接続部１２５がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の出口１２２に設けられるタイプのパイプを指定する。Ｄ３は、ガルバニック絶縁部がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０のみに設けられるタイプのパイプを指定する。Ｄ４は、接地接続部１２５がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の入口１２０のみに設けられるタイプのパイプを指定する。Ｄ５は、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４が入口１２０および出口１２２に接地接続部１２５を有さずに、および／または入口１２０および出口１２２にガルバニック絶縁部を有さずに用意されるタイプのパイプを指定する。
カテゴリーＥは、流体の流れ方向を指定する。流体は、基本的には２つの流れ方向に流れ得る。流体が第１の方向に流れるタイプのパイプは、パイプタイプＥ１と呼ばれ、流体が第２の流れ方向に流れるタイプのパイプは、パイプタイプＥ２と呼ばれる。第１の流れ方向および第２の流れ方向は、逆であり得る。
カテゴリーＦは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４に対する直流電流の印加を指定する。Ｆ１は、直流電流の送り込みが２つの負端子および／または負導体間においてパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の任意箇所にて実施されるタイプのパイプを指定する。例えば、この送り込みは、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の抵抗が２つの部分抵抗Ｒ１およびＲ２へと分割されるように、２つの負端子間の中間部にて実施され得る。直流電流の半分は、第１の負端子へと流れ、第２の半分は、第２の負端子へと流れ得る。また、送り込みは、それぞれ異なる部分抵抗が実現されるように、負端子／負導体間の任意箇所にて実施されてもよい。Ｆ２は、直流電流の送り込みまたは接続がパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４に対して負端子および／または負導体ならびに正端子および／または正導体を介して実施されるタイプのパイプを指定する。例えば、直流電流は、正端子から負端子へと流れ、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、全体抵抗Ｒとしてみなすことが可能である。ここでは、これらのタイプのパイプの任意の所望の組合せが可能である。
【0070】
図９Ａｉは、パイプタイプＡ１Ｄ１Ｆ２のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を示す。パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、水平方向延在部を有する。この実施形態では、デバイス１１０は、２つの絶縁部１２４を備え、これらの絶縁部１２４は、入口１２０の後および出口１２２の前に配置される。図９Ａｉの他の要素に関しては、図５ｂの説明を参照することが可能である。図９Ａｉにおいて、可能な流れ方向Ｅｉが、例として入口１２０および出口１２２に両矢印により示される。さらに図９では、入口１２０および出口１２２は、一体的なものとしてみなされる。図９Ａｉｉの例は、パイプタイプＡ１Ｄ２Ｆ２を示し、デバイス１１０が絶縁部１２４のみを備え、接地接続部１２５が第２の絶縁部の代わりに設けられる点において図９Ａｉとは異なる。図９Ａｉｉｉの例は、パイプタイプＡ１Ｄ３Ｆ２を示し、接地接続部１２５が設けられない点において図９Ａｉｉとは異なる。パイプタイプＡ１Ｄ４Ｆ２を示す図９Ａｉｖでは、デバイス１１０は、図９Ａｉｉｉとは対照的に、絶縁部の代わりに接地接続部１２５のみを備える。パイプタイプＡ１Ｄ５Ｆ２を示す図９Ａｖに示すように、絶縁部１２４または接地接続部１２５を有さない実施形態もまた可能である。図９Ａｉ～図９Ａｖｉは、直流電流の送り込みがパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の上の負端子および／または負導体ならびに正端子および／または正導体を介して実施されるタイプのパイプを示す。図９Ａｖｉは、直流電流の送り込みが少なくとも２つの負端子および／または負導体の間のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の任意の箇所にて実施されるパイプタイプＡ１Ｆ１を示す。
【0071】
パイプタイプＢｉＤ１Ｆ２を示す図９Ｂｉは、進入部長さ（Ｌ１）、退出部長さ（Ｌ２）、および移行部長さ（Ｌ３）と、進入部直径（ｄ１）、退出部直径（ｄ２）、および移行部直径（ｄ３）とを示す。デバイス１１０は、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）および／または移行部長さ（Ｌ３）、および／または進入部直径（ｄ１）および／または退出部直径（ｄ２）および／または移行部直径（ｄ３）がそれぞれ異なる、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え得る。図９Ｂｉの他の要素に関しては、図５ｂの説明を参照することが可能である。図９Ｂｉｉの例は、パイプタイプＢｉＤ２Ｆ２を示し、デバイス１１０が１つのみの絶縁部１２４を備える点において図９Ｂｉとは異なる。接地接続部１２５は、第２の絶縁部の代わりに設けられる。図９Ｂｉｉｉの例は、パイプタイプＢｉＤ３Ｆ２を示し、接地接続部１２５が設けられない点で図９Ｂｉｉとは異なる。パイプタイプＢｉＤ４Ｆ２を示す図９Ｂｉｖでは、デバイス１１０は、図９Ｂｉｉｉとは対照的に、絶縁部の代わりに接地接続部１２５のみを備える。パイプタイプＢｉＤ５Ｆ２を示す図９Ｂｖに示すように、絶縁部１２４または接地接続部１２５を有さない実施形態もまた可能である。図９Ｂｉ～図９Ｂｖｉは、直流電流の送り込みがパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の上の負端子および／または負導体ならびに正端子および／または正導体を介して実施されるタイプのパイプを示す。図９Ｂｖｉは、直流電流の送り込みが少なくとも２つの負端子および／または負導体の間においてパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の任意の箇所にて実施されるパイプタイプＢｉＦ１を示す。
【0072】
パイプタイプＣｉＤ１Ｆ２を示す図９Ｃｉは、デバイス１１０が複数ｎ個のパスを、例えばここで図示されるように３つのパスを有するパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備える一例を示す。これらのパスは、種々の長さＬ３、Ｌ４、Ｌ５および／または種々の直径ｄ３、ｄ４、ｄ５をそれぞれ有し得る。図９Ｃｉの他の要素に関しては、図６の説明を参照することが可能である。図９Ｃｉｉの例は、パイプタイプＣｉＤ２Ｆ２を示し、デバイス１１０が１つのみの絶縁部１２４を備える点において図９Ｃｉとは異なる。接地接続部１２５が、第２の絶縁部の代わりに設けられる。図９Ｃｉｉｉの例は、パイプタイプＣｉＤ３Ｆ２を示し、接地接続部１２５が設けられない点において図９Ｃｉｉとは異なる。パイプタイプＣｉＤ４Ｆ２を示す図９Ｃｉｖでは、デバイス１１０は、図９Ｃｉｉｉとは対照的に、絶縁部の代わりに接地接続部１２５のみを備える。パイプタイプＣｉＤ５Ｆ２を示す図９Ｃｖに示すように、絶縁部１２４または接地接続部１２５を有さない実施形態もまた可能である。図９Ｃｉ～図９Ｃｖｉは、直流電流の送り込みがパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の上の負端子および／または負導体ならびに正端子および／または正導体を介して実施されるタイプのパイプを示す。図９Ｃｖｉは、直流電流の送り込みが少なくとも２つの負端子および／または負導体の間のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の任意の箇所にて実施されるパイプタイプＣｉＦ１を示す。
【0073】
デバイス１１０は、並列および／または直列に連結された少なくとも２つの異なるタイプのパイプの組合せを備え得る。例として、デバイス１１０は、進入部長さ（Ｌ１）および／または退出部長さ（Ｌ２）および／または移行部長さ（Ｌ３）がそれぞれ異なるパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え得る。例として、デバイスは、進入部直径（ｄ１）および／または退出部直径（ｄ２）および／または移行部直径（ｄ３）が非対称であるパイプラインおよび／またはパイプラインセグメントを備え得る。例として、デバイス１１０は、異なる個数のパスを有するパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え得る。例として、デバイス１１０は、パスがそれぞれ異なるパス長さおよび／またはそれぞれ異なるパス直径を有するパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を備え得る。
【0074】
原則的に、並列および／または直列における任意のパイプタイプの任意の組合せが考えられ得る。パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、キット１３８の形態において種々のタイプのパイプとして使用可能であってもよく、使用目的に応じて所望に応じた選択および組合せがあり得る。図１０Ａは、種々のタイプのパイプを有するキット１３８の一実施形態を示す。図１０ｂ～図１０ｙは、同一タイプのパイプおよび／または種々のタイプのパイプのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の組合せの本発明による例を示す。図１０ｂは、パイプタイプＡ１の３つの水平パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を有する一例を示し、これらの水平方向パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、連続的に配置される。図１０ｃは、並列連結されたパイプタイプＡ２の２つの垂直パイプと、同様にパイプタイプＡ２の後続パイプライン１１２および／または後続パイプラインセグメント１１４とを示す。図１０ｄは、パイプタイプＡ２の複数のパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を示し、これらのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４はいずれも、並列に連結される。図１０ｅは、カテゴリーＢの複数のタイプのパイプが連続的に配置された一実施形態を示す。ここでは、これらのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、Ｂｉで示される、カテゴリーＢの同一のまたは異なるタイプのパイプであることが可能である。図１０ｆは、カテゴリーＢの６つのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を有する一実施形態を示し、２つのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４が、２つの並列ストランドにそれぞれ配置され、２つのさらなるパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４が、その下流に連結される。図１０ｇは、カテゴリーＣのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を有する一実施形態を示し、２つのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４が、並列に配置され、パイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４が、その下流に連結される。図１０ｈ～図１０ｍに示すように、カテゴリーＡ、カテゴリーＢ、およびカテゴリーＣの混合形態もまた可能である。デバイス１１０は、複数の供給物入口および／または供給物出口および／または生成フローを備え得る。種々のタイプのパイプまたは同一タイプのパイプのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、例えば図１０ｋおよび図１０ｍに示すように、複数の供給物入口および／または供給物出口を有して並列および／または直列に配置され得る。
【0075】
図１０ｎ～図１０ｐは、カテゴリーＡ、カテゴリーＤ、およびカテゴリーＦのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の例示の組合せを示す。図１０ｑおよび図１０ｒは、カテゴリーＢ、カテゴリーＤ、およびカテゴリーＦのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の例示の組合せを示す。図１０ｓは、カテゴリーＣ、カテゴリーＤ、およびカテゴリーＦのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の例示の組合せを示す。図１０ｔは、カテゴリーＡ、カテゴリーＤ、およびカテゴリーＦのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の例示の組合せを示す。図１０ｕは、カテゴリーＡ、カテゴリーＣ、カテゴリーＤ、およびカテゴリーＦのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の例示の組合せを示す。図１０ｖは、カテゴリーＢ、カテゴリーＣ、カテゴリーＤ、およびカテゴリーＦのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の例示の組合せを示す。図１０ｗおよび図１０ｙは、カテゴリーＡ、カテゴリーＢ、カテゴリーＣ、カテゴリーＤ、およびカテゴリーＦのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の例示の組合せを示す。図１０ｘは、カテゴリーＡ、カテゴリーＢ、カテゴリーＤ、およびカテゴリーＦのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４の例示の組合せを示す。デバイス１１０は、複数の供給物入口および／または供給物出口および／または生成フローを備え得る。カテゴリーＡ、カテゴリーＢ、カテゴリーＣ、カテゴリーＤ、カテゴリーＥ、およびカテゴリーＦの種々のまたは同一のタイプのパイプのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４は、複数の供給物入口および／または供給物出口を有して並列および／または直列に配置され得る。多様な供給物入口および／または供給物出口および／または生成フローの例が、図１０ｏ、図１０ｐ、図１０ｒ、図１０ｓ、図１０ｖ～図１０ｙに示される。
【0076】
それぞれ異なるタイプのパイプのパイプライン１１２および／またはパイプラインセグメント１１４を使用することにより、供給物および／または反応の選択的収量および／または最適化されたプロセス技術を変更する場合により正確な温度制御および／または反応の適合化を促進することが可能となる。
【符号の説明】
【0077】
１１０ デバイス
１１１ 反応空間
１１２ パイプライン
１１４ パイプラインセグメント
１１６ リム
１１８ パイプシステム
１２０ 入口
１２２ 出口
１２４ 絶縁部
１２５ 接地接続部
１２６ ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源
１２８ 正端子／正導体
１３０ 負端子／負導体
１３２ 加熱ワイヤ
１３４ 第１のパイプライン
１３６ 第２のパイプライン
１３８ キット
１１１ 反応空間
１１２ パイプライン
１１４ パイプラインセグメント
１１６ リム
１１８ パイプシステム
１２０ 入口
１２２ 出口
１２４ 絶縁部
１２５ 接地接続部
１２６ ＤＣ電流源および／またはＤＣ電圧源
１２８ 正端子／正導体
１３０ 負端子／負導体
１３２ 加熱ワイヤ
１３４ 第１のパイプライン
１３６ 第２のパイプライン
１３８ キット
【図1a】
【図1b】
【図1c】
【図2】
【図3】
【図4a】
【図4b】
【図5a】
【図5b】
【図5c】
【図6】
【図7】
【図8a】
【図8b】
【図9Ai】
【図9Aii】
【図9Aiii】
【図9Aiv】
【図9Av】
【図9Avi】
【図9Bi】
【図9Bii】
【図9Biii】
【図9Biv】
【図9Bv】
【図9Bvi】
【図9Ci】
【図9Cii】
【図9Ciii】
【図9Civ】
【図9Cv】
【図9Cvi】
【図10a】
【図10b】
【図10c】
【図10d】
【図10e】
【図10f】
【図10g】
【図10h】
【図10i】
【図10j】
【図10k】
【図10l】
【図10m】
【図10n】
【図10o】
【図10p】
【図10q】
【図10r】
【図10s】
【図10t】
【図10u】
【図10v】
【図10w】
【図10x】
【図10y】
【外国語明細書】