一種新型催化蒸餾組件的制作方法
【專利摘要】一種新型催化蒸餾組件，包括：催化劑顆粒填料、波紋絲網(wǎng)包、波紋板條和板條拉筋；所述的波紋絲網(wǎng)包內(nèi)裝填催化劑顆粒填料；所述的波紋絲網(wǎng)包為多片；所述的波紋絲網(wǎng)包由所述的波紋板條間隔定位和支撐；所述的板條拉筋與各波紋板條的同一端焊接連接。本發(fā)明采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網(wǎng)片并以波峰對應(yīng)的底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合焊接形成的排管作為催化劑包，以具有相同波峰中心距的波紋板條夾在兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間，使兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間形成了固定的波紋狀間隙作為氣相通道。該波紋狀氣相通道由于氣體流和液體流方向的不斷改變，顯著改善了氣液在催化劑中的擴(kuò)散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質(zhì)傳熱效率，具有較高的理論板數(shù)。
【專利說明】
一種新型催化蒸餾組件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型催化蒸餾組件，適用于各種反應(yīng)精餾的催化蒸餾塔中。
【背景技術(shù)】
[0002] 反應(yīng)精餾已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多催化反應(yīng)，其原理是在精餾塔的精餾段和提餾段 之間增加了反應(yīng)精餾段，反應(yīng)精餾段裝入了既具有精餾作用又同時(shí)進(jìn)行催化反應(yīng)的催化蒸 餾組件，使得反應(yīng)微環(huán)境下的反應(yīng)物濃度始終最大，而生成物的濃度最小，從而打破了化學(xué) 平衡，使化學(xué)反應(yīng)始終正向進(jìn)行，催化蒸餾技術(shù)的應(yīng)用大大提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性。
[0003] 為了達(dá)到上述目的，公開了許多催化蒸餾組件的專利和技術(shù)。專利99223276.7和 02233432.7都公開了一種催化蒸餾組件的制作方法，其特征是將金屬絲網(wǎng)與裝有催化劑的 玻璃纖維網(wǎng)袋卷制而成。專利CN1602988公開了一種催化蒸餾組件及使用該組件的催化蒸 餾方法，其特征是將裝填催化劑顆粒的絲網(wǎng)容器逐一或間隔的放置到填料板疊放形成的自 由通道內(nèi)并通過在填料波紋板上開孔達(dá)到提高組件持液量和傳質(zhì)效果的目的。專利 CN101596370公開了一種催化劑裝填構(gòu)件及其裝填方法，其特征是將催化劑裝填在特制的 筐籃內(nèi)，筐藍(lán)內(nèi)設(shè)置通氣的帽罩，氣體通過帽罩橫向穿過催化劑層，與催化劑中的液相發(fā)生 傳質(zhì)和催化反應(yīng)。專利ZL201220268070.1公開了一種高效催化蒸餾構(gòu)件，其特征是催化蒸 餾構(gòu)件由導(dǎo)流槽互成90°角的上下兩個(gè)半圓柱部分構(gòu)成。專利CN 204107073U公開了一種催 化蒸餾組件，其特征是裝填催化劑的絲網(wǎng)袋是由斜波紋交錯(cuò)疊加的規(guī)整填料絲網(wǎng)構(gòu)成，且 組件的氣相通道是由絲網(wǎng)袋之間加入規(guī)整填料板形成。
[0004] 上述專利的構(gòu)造和制作都較復(fù)雜，導(dǎo)致氣相和液相阻力較大，且組件耗材較多。本 發(fā)明催化蒸餾組件采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網(wǎng)片并以波峰底邊為鏡像面進(jìn)行 鏡像扣合焊接形成的排管作為催化劑包，以具有相同波峰中心距的波紋板條夾在兩個(gè)波紋 絲網(wǎng)包之間，使兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間形成了固定的波紋狀間隙作為氣相通道。這種波紋狀 氣相通道由于氣體流和液體流方向的不斷改變，顯著改善了氣液在催化劑顆粒填料中的擴(kuò) 散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質(zhì)傳熱效率，使得本發(fā)明具有較高的理論板數(shù)，而 且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，材料消耗較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種新型的高 效率的催化蒸餾組件。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0007] -種新型催化蒸餾組件，包括:催化劑顆粒填料（1)、波紋絲網(wǎng)包(2)、波紋板條(3) 和板條拉筋(4);所述的波紋絲網(wǎng)包(2)內(nèi)裝填催化劑顆粒填料（1);所述的波紋絲網(wǎng)包(2) 為多片;所述的波紋絲網(wǎng)包(2)由所述的波紋板條(3)間隔定位和支撐;所述的板條拉筋(4) 與各波紋板條(3)的同一端焊接連接。
[0008] 所述的波紋板條(3)夾在兩個(gè)相鄰的波紋絲網(wǎng)包(2)之間，并是與波紋絲網(wǎng)包的波 紋的波峰和波谷彼此吻合對應(yīng)放置的波浪形板條，使兩個(gè)相鄰波紋絲網(wǎng)包之間形成固定的 波紋狀間隙，所述的波紋板條(3)兩端焊接固定在所述的板條拉筋(4)上，所述的波紋板條 (3)與所述的板條拉筋(4)形成固定框架。
[0009] 所述的波紋絲網(wǎng)包（2)是由兩片相同的波紋絲網(wǎng)片（201)以波峰底邊為鏡像面進(jìn) 行鏡像扣合形成排管狀，排管內(nèi)裝催化劑顆粒填料(1);所述的形成波紋絲網(wǎng)包的兩片波紋 絲網(wǎng)片(201)扣合后的周邊和波谷以焊接方式連接和封口。
[0010] 所述的波紋絲網(wǎng)包（2)形成的排管方向?yàn)檩S向水平，即，波紋絲網(wǎng)包（2)的波紋軸 線方向與水平線之間的夾角為〇°。
[0011] 所述的波紋板條(3)的相鄰波峰的中心距(h 1)與波紋絲網(wǎng)包（2)的相鄰波峰的中 心距(h2)相等，且波峰中心距不大于組件高度(H)的1/2,即，hl=h2>l/2H。
[0012] 所述的波紋絲網(wǎng)片(201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)相等，當(dāng) h3 = h4時(shí)，兩個(gè)相鄰波紋絲網(wǎng)包(2)之間的間隙等于波紋板條(3)的厚度。
[0013] 所述的波紋絲網(wǎng)片(201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)不相等； 當(dāng)h3辛 h4時(shí)，并有h3>h4和h3<h4的兩種結(jié)構(gòu)形式，兩個(gè)相鄰波紋絲網(wǎng)包(2)之間的間隙由 波紋板條(3)的波峰高度(h4)決定。
[0014] 所述的固定框架有2個(gè)或2個(gè)以上。
[0015] 本發(fā)明技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于:本發(fā)明催化蒸餾組件采用兩片相同的徑向呈水平的 波紋絲網(wǎng)片并以波峰對應(yīng)的底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合焊接形成的排管作為催化劑包，以 具有相同波峰中心距的波紋板條夾在兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間，使兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間形成了 固定的波紋狀間隙作為氣相通道。這種波紋狀氣相通道由于氣體流和液體流方向的不斷改 變，顯著改善了氣液在催化劑中的擴(kuò)散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質(zhì)傳熱效率， 使得本發(fā)明具有較高的理論板數(shù)，而且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，材料消耗較少。
【附圖說明】
[0016] 圖1:本發(fā)明催化蒸餾組件結(jié)構(gòu)組裝示意圖；
[0017] 圖2-1為本發(fā)明波紋絲網(wǎng)包結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖2-2為圖2-1的A向示意圖；
[0019] 圖2-3為圖2-1的分解示意圖；
[0020] 圖3-1為本發(fā)明h3>h4情況下的B向（1)示意圖，
[0021] 圖3-2、圖3-3、圖3-4為圖3-1分解示意圖；
[0022]圖4-1是本發(fā)明h3<h4情況下的B向（2)示意圖和波紋板條與板條拉筋連接示意 圖；
[0023] 圖4-2、圖4-3、圖4-4為圖4-1分解示意圖；
[0024]其中，1、催化劑顆粒填料，2、波紋絲網(wǎng)包，3、波紋板條，4、板條拉筋，201、波紋絲 網(wǎng)，L、催化蒸餾組件的長度，H、催化蒸餾組件的高度、D、催化蒸餾組件的寬度，hl、波紋板條 的相鄰波峰中心距，h2、波紋絲網(wǎng)的相鄰波峰中心距，h3、波紋絲網(wǎng)的波峰高度，h4、波紋板 條的波峰高度。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不限于以下描述內(nèi)容：
[0026] 參見各附圖，一種新型催化蒸餾組件，包括:催化劑顆粒填料(1)、波紋絲網(wǎng)包(2)、 波紋板條(3)和板條拉筋(4);所述的波紋絲網(wǎng)包(2)內(nèi)裝填催化劑顆粒填料（1);所述的波 紋絲網(wǎng)包(2)為多片見圖1;所述的波紋絲網(wǎng)包(2)由所述的波紋板條(3)間隔定位和支撐； 所述的板條拉筋(4)與各波紋板條(3)的同一端焊接連接。
[0027] 所述的波紋板條(3)夾在兩個(gè)相鄰的波紋絲網(wǎng)包(2)之間，并是與波紋絲網(wǎng)包的波 紋的波峰和波谷彼此吻合對應(yīng)放置的波浪形板條見圖3-4、圖4-4,使兩個(gè)相鄰波紋絲網(wǎng)包 之間形成固定的波紋狀間隙，所述的波紋板條(3)兩端焊接固定在所述的板條拉筋(4)上， 所述的波紋板條(3)與所述的板條拉筋(4)形成固定框架見圖4-3、圖3-3。
[0028] 所述的波紋絲網(wǎng)包（2)是由兩片相同的波紋絲網(wǎng)片（201)以波峰底邊為鏡像面進(jìn) 行鏡像扣合形成排管狀見圖2-1至圖2-3,排管內(nèi)裝催化劑顆粒填料（1)見圖2-1;所述的形 成波紋絲網(wǎng)包的兩片波紋絲網(wǎng)片(201)扣合后的周邊和波谷以焊接方式連接和封口。
[0029] 所述的波紋絲網(wǎng)包（2)形成的排管方向?yàn)檩S向水平見圖1、圖2-1，即，波紋絲網(wǎng)包 (2)的波紋軸線方向與水平線之間的夾角為0°。
[0030] 所述的波紋板條(3)的相鄰波峰的中心距(h 1)與波紋絲網(wǎng)包（2)的相鄰波峰的中 心距(h2)相等，且波峰中心距不大于組件高度(H)的1/2,即，hl=h2>l/2H。
[0031] 所述的波紋絲網(wǎng)片(201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)相等，當(dāng) h3 = h4時(shí)見圖1，兩個(gè)相鄰波紋絲網(wǎng)包(2)之間的間隙等于波紋板條(3)的厚度。
[0032]所述的波紋絲網(wǎng)片(201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)不相等； 當(dāng)h3辛h4時(shí)，并有h3>h4見圖3-1和h3<h4見圖4-1的兩種結(jié)構(gòu)形式，兩個(gè)相鄰波紋絲網(wǎng)包 (2)之間的間隙由波紋板條(3)的波峰高度(h4)決定。
[0033]所述的固定框架有2個(gè)或2個(gè)以上。
[0034] 實(shí)施例1:
[0035] (1)參見圖1、2、3、4所示，首先選擇：①顆粒直徑1.5mm的催化劑；②孔徑Imm的 304SS不銹鋼絲網(wǎng)；③厚度2mm、寬度20mm的304SS不銹鋼板；
[0036] (2)將不銹鋼絲網(wǎng)壓制成波峰高度h3 = 20mm，波峰中心距h2 = 50mm，長度L = 800mm，高度H=400mm的波紋絲網(wǎng)片；
[0037] (3)將兩個(gè)波紋絲網(wǎng)片以波峰底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合形成排管狀并壓邊，留 取排管一頭，其余壓邊全部焊接封死，自預(yù)留的排管口裝填催化劑顆粒填料，然后焊接封 死，制取了波紋絲網(wǎng)包；
[0038] (4)將不銹鋼板壓制成長度400mm，波峰高度h4 = 15mm，波峰中心距hi =h2 = 50mm 的波紋板條；
[0039] (5)將不銹鋼板剪裁成長度500mm的不銹鋼條作為板條拉筋；
[0040] (6)按照附圖1~3所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，最后將拉條筋板逐個(gè)與波紋板條焊接，從 而制成了長800mm、高400mm、寬500mm、波紋絲網(wǎng)包間隙寬5mm的催化蒸餾組件。
[0041 ] 實(shí)施例2:
[0042]按照實(shí)施例1同樣的方法和步驟，只是波紋板條的波峰高度h4= IOmm，參見圖1、2、 3所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，最后將拉條筋板逐個(gè)與波紋板條焊接，從而制成了長800mm、高 400mm、寬500mm、波紋絲網(wǎng)包間隙寬I Omm的催化蒸餾組件。
[0043] 實(shí)施例3:
[0044] 按照實(shí)施例1同樣的方法和步驟，只是波紋板條的厚度5 m m，波峰高度h 4 = h 3 = 20mm，參見附圖1、2、3所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，最后將拉條筋板逐個(gè)與波紋板條焊接，從而制 成了長800mm、高400mm、寬500mm、波紋絲網(wǎng)包間隙寬5mm (即波紋板條的厚度)的催化蒸餾組 件。
[0045] 實(shí)施例4:
[0046] 按照實(shí)施例1同樣的方法和步驟，只是波紋板條的波峰高度h4 = 25mm，參見圖1、2、 4所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，最后將拉條筋板逐個(gè)與波紋板條焊接，從而制成了長800mm、高 400mm、寬500mm、波紋絲網(wǎng)包間隙寬5mm的催化蒸餾組件。
[0047] 實(shí)施例5:
[0048]按照實(shí)施例1同樣的方法和步驟，只是波紋板條的波峰高度h4 = 30mm，按照附圖1、 2、4所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，最后將拉條筋板逐個(gè)與波紋板條焊接，從而制成了長800mm、高 400mm、寬500mm、波紋絲網(wǎng)包間隙寬I Omm的催化蒸餾組件。
[0049] 對比實(shí)施例1:
[0050] 對比實(shí)施例1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種催化蒸餾組件，該催化蒸餾組件是將金屬絲網(wǎng) 與裝有催化劑的玻璃纖維網(wǎng)袋卷制而成。
[0051 ] 對比實(shí)施例2:
[0052]對比實(shí)施例2為現(xiàn)有技術(shù)中的一種催化蒸餾組件，該催化蒸餾組件是將兩個(gè)波紋 交錯(cuò)的金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料板疊焊在一起，依靠金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料板的波紋構(gòu)成催化劑絲網(wǎng) 袋，將這種絲網(wǎng)袋疊加在一起構(gòu)成。
[0053] 對比實(shí)施例3:
[0054]對比實(shí)施例3為現(xiàn)有技術(shù)中的一種催化蒸餾組件，該催化蒸餾組件是將裝填催化 劑顆粒的絲網(wǎng)容器逐一或間隔的放置到填料板疊放形成的自由通道內(nèi)并通過在填料板上 開孔形成的。
[0055]分別取實(shí)施例1~5的催化蒸餾元件和對比實(shí)施例1~3在內(nèi)徑為300毫米的流體力 學(xué)試驗(yàn)裝置上在液體噴淋密度L = 20m3/(m2.h)(立方米每小時(shí)每平方米)和氣相動(dòng)能因子Fv =1.90m/s(kg/m3)i5進(jìn)行總持液量和壓降的試驗(yàn)和傳質(zhì)性能試驗(yàn)（以傳質(zhì)單元高度H25計(jì)）， 結(jié)果如表1所示，其中，L = 20m3/(m2.h)表示每平方米填料截面每小時(shí)通過的液體量為20立 方米，H25指在25 °C下進(jìn)行傳質(zhì)試驗(yàn)的傳質(zhì)單元高度。
[0056]表 1
[0057]
[0058] 從表1看出，采用本發(fā)明提供的催化蒸餾元件，無論傳質(zhì)單元高度還是壓降都明顯 低于現(xiàn)有的催化蒸餾組件，說明本發(fā)明的催化蒸餾元件傳質(zhì)效率較高，壓降較低，操作彈性 大。
[0059] 綜上所述，本發(fā)明采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網(wǎng)片并以波峰對應(yīng)的底邊 為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合焊接形成的排管作為催化劑包，以具有相同波峰中心距的波紋板條 夾在兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間，使兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間形成了固定的波紋狀間隙作為氣相通 道。這種波紋狀氣相通道由于氣體流和液體流方向的不斷改變，顯著改善了氣液在催化劑 中的擴(kuò)散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質(zhì)傳熱效率，使得本發(fā)明具有較高的理論 板數(shù)，而且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，制作容易，材料消耗較少。
[0060] 上述實(shí)施例只是為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思以及技術(shù)特點(diǎn)，并不能以此限制本發(fā)明 的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)該涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，包括:催化劑顆粒填料（1)、波紋絲網(wǎng)包(2)、波 紋板條(3)和板條拉筋(4);所述的波紋絲網(wǎng)包(2)內(nèi)裝填催化劑顆粒填料（1);所述的波紋 絲網(wǎng)包(2)為多片;所述的波紋絲網(wǎng)包(2)由所述的波紋板條(3)間隔定位和支撐;所述的板 條拉筋(4)與各波紋板條(3)的同一端焊接連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋板條(3)夾 在兩個(gè)相鄰的波紋絲網(wǎng)包(2)之間，并是與波紋絲網(wǎng)包的波紋的波峰和波谷彼此吻合對應(yīng) 放置的波浪形板條，使兩個(gè)相鄰波紋絲網(wǎng)包之間形成固定的波紋狀間隙，所述的波紋板條 (3)兩端焊接固定在所述的板條拉筋(4)上，所述的波紋板條(3)與所述的板條拉筋(4)形成 固定框架。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋絲網(wǎng)包（2) 是由兩片相同的波紋絲網(wǎng)片（201)以波峰底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合形成排管狀，排管內(nèi) 裝催化劑顆粒填料（1);所述的形成波紋絲網(wǎng)包的兩片波紋絲網(wǎng)片（201)扣合后的周邊和波 谷以焊接方式連接和封口。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋絲網(wǎng)包（2) 形成的排管方向?yàn)檩S向水平，即，波紋絲網(wǎng)包（2)的波紋軸線方向與水平線之間的夾角為 0°〇5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋板條(3)的 相鄰波峰的中心距(hi)與波紋絲網(wǎng)包（2)的相鄰波峰的中心距(h2)相等，且波峰中心距不 大于組件高度(H)的1/2,即，hl=h2>l/2H。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋絲網(wǎng)片 (201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)相等，當(dāng)h3 = h4時(shí)，兩個(gè)相鄰波紋絲 網(wǎng)包(2)之間的間隙等于波紋板條(3)的厚度。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋絲網(wǎng)片 (201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)不相等；當(dāng)h3辛h4時(shí)，并有h3>h4和 h3<h4的兩種結(jié)構(gòu)形式，兩個(gè)相鄰波紋絲網(wǎng)包（2)之間的間隙由波紋板條(3)的波峰高度 (h4)決定。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的固定框架有2個(gè) 或2個(gè)以上。
【文檔編號(hào)】B01J8/02GK105920867SQ201610537448
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月8日
【發(fā)明人】劉文飛, 張貞偉, 張勇, 高永林, 毛進(jìn)池
【申請人】凱瑞環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>