CN114053957A - 一种用于装填催化剂的装置 - Google Patents

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尹中南
刘冬妮
陈琪
孙猛
周子兵
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds

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Abstract

本发明公开了一种用于装填催化剂的装置，包括至少一个用于装填催化剂的容器和连接于所述容器的挂钩；所述容器的底部有通孔，所述底部用于支持装填催化剂，所述通孔用于允许液态的储放氢材料和氢气通过；所述挂钩设置于所述容器的侧壁，用于连接另一个用于装填催化剂的容器，以实现多层装填。

Description

一种用于装填催化剂的装置
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种用于装填催化剂的装置。
背景技术
液态有机氢载体(LOHC)是一种利用有机化合物进行可逆储放氢的技术，该技术为氢能源的发展提供了一项极为重要的解决方案。可逆LOHC工艺包括以下几步：(1)制氢，如从太阳能或风能等可再生能源而来的能量电解制氢；(2)在特定压力下通过催化加氢将氢气存储于液态有机材料中；(3)高温低压下通过催化脱氢释放出纯净的氢气；(4)将氢气转化为能量或其他能源所需要的形式。
在储放氢系统中，催化剂的选择至关重要，它决定着储放氢的效率和能源的消耗。目前，用来储放氢的催化剂多为贵金属催化剂，如储氢多使用钌负载氧化铝催化剂，放氢多使用铂催化剂或钯催化剂等，该类催化剂有较好的储放氢效率。
现有的滴流床工艺多采用直接装填的方式将催化剂装填到反应器内，当液态有机储氢材料从滴流床上端流下进入高温区后进行加氢或脱氢反应，该工艺下的材料在催化剂表面停留时间较短，因此催化效率收到很大的制约。此外，当反应器较长时，催化剂的更换需要手动进行，装填和拆卸过程极为繁琐，增加了生产时间，影响生产效率。
因此，亟待产生一种使用便捷、节约成本且有利于反应效率提高的用于装填催化剂的装置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是设计一种在反应器内用于固定催化剂的装置，该装置不仅解决了催化剂装填和拆卸过程的繁琐工艺问题，也使得储放氢材料在催化剂表面时间延长，大大提高了反应效率。
本发明公开了一种用于装填催化剂的装置，包括至少一个用于装填催化剂的容器和连接于所述容器的挂钩；所述容器的底部有通孔，所述底部用于支持装填催化剂，所述通孔用于允许氢气和液态的储放氢材料通过；所述挂钩设置于所述容器的侧壁，用于连接另一个用于装填催化剂的容器，以实现多层装填。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述容器构造为不锈钢材质的圆柱形结构，所述圆柱形结构的上端为敞口式，下端连接一圆形底板，所述圆形底板为镂空结构。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述储放氢材料包括储氢材料或放氢材料，当所述容器装填所述储氢材料时，所述催化剂为钌负载氧化铝催化剂；当所述容器装填所述放氢材料时，所述催化剂为铂负载氧化铝催化剂或钯负载氧化铝催化剂。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述容器的镂空结构为设置于所述圆形底板上的若干个圆形通孔，所述圆形通孔的直径为2mm，每两个圆形通孔之间的间距为1mm，以保证装填催化剂时催化剂平整放置于所述容器内不掉落。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述圆柱形结构的侧边底部设有一个圆孔，用于与不锈钢材质的挂钩连接，所述圆孔的直径为0.5mm。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述挂钩构造为不锈钢材质的半圆形圆弧结构，所述半圆形圆弧结构的直径为0.48mm，所述挂钩悬挂的最高点距离所述容器的顶部为5mm。
作为本发明实施方式的进一步改进，装填的催化剂构造为直径大于2mm的圆饼形结构。
作为本发明实施方式的进一步改进，所述装置的直径29.5mm，高度为20mm。
本发明公开的用于装填催化剂的装置具有以下有益效果：
本发明的目的是设计一种在反应器内用于固定催化剂的装置，该装置不仅解决了催化剂装填和拆卸过程的繁琐工艺问题，也使得储放氢材料在催化剂表面时间延长，大大提高了反应效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；
图1是本发明实施例涉及的一种用于装填催化剂的装置的结构示意图；
图2是本发明实施例涉及的用于装填催化剂的装置的俯视图；
图3是本发明实施例涉及的用于装填催化剂的装置的主视图；
图4是本发明实施例涉及的与用于装填催化剂的装置相配合的储氢反应器或放氢反应器结构示意图；
图中示例表示为：
1-容器；2-挂钩；3-底部；4-通孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例公开了一种用于装填催化剂的装置，包括一个用于装填催化剂的容器1和连接于容器1的挂钩2；容器1的底部3有通孔4，底部3用于支持装填催化剂，通孔4用于允许氢气和液态的储放氢材料通过；挂钩2设置于在容器1的侧壁，用于连接另一个用于装填催化剂的容器，以实现多层装填。在其他可选的实施方式中，用于装填催化剂的装置包括多个结构一致的用于装填催化剂的容器，彼此之间通过挂钩连接。
在本发明实施例中，如图1所示，容器1构造为不锈钢材质的圆柱形结构，圆柱形结构的上端为敞口式，下端连接一圆形底板，圆形底板为镂空结构。
具体地，储放氢材料包括储氢材料或放氢材料，当容器装填储氢材料时，催化剂为钌负载氧化铝催化剂；当容器装填放氢材料时，催化剂为铂负载氧化铝催化剂或钯负载氧化铝催化剂。
具体地，如图2所示，容器的镂空结构为设置于圆形底板(即底部3)上的若干个圆形通孔(即通孔4)，圆形通孔的直径为2mm，每两个圆形通孔之间的间距为1mm，以保证装填催化剂时催化剂平整放置于容器内不掉落。
进一步地，圆柱形结构的侧边底部设有一个圆孔，用于与不锈钢材质的挂钩连接，圆孔的直径为0.5mm。
具体地，挂钩构造为不锈钢材质的半圆形圆弧结构，半圆形圆弧结构的直径为0.48mm，挂钩悬挂的最高点距离所述容器的顶部为5mm。
优选地，装填的催化剂构造为直径大于2mm的圆饼形结构，在其他可实施的方式中，装填的催化剂优选为直径2-4mm的圆饼形结构，也可以构造为圆柱体或其他形状直径的设置以保证不从容器底部的镂空结构掉落为准。
在本发明实施例中，如图3所示，优选的装置尺寸为，装置的直径29.5mm，高度为20mm。
在本发明实施例中，这种用于装填催化剂的装置与储氢设备上储氢反应器或放氢设备上放氢反应器配合使用。具体地，如图4所示，为匹配本发明实施例中优选的用于装填催化剂的装置的尺寸，储氢设备上储氢反应器长度为400mm，宽度为30mm或圆形截面的直径为30mm(半径为15mm)；或放氢设备上放氢反应器长度为400mm，宽度为30mm或圆形截面的直径为30mm(半径为15mm)。
具体例1
S1、将清洁的储氢反应器固定在滴流床设备上；
S2、将直径为2-3mm的钌-氧化铝催化剂和直径为2-3mm的γ-氧化铝以1：1的比例装进本发明装置内，铺满三分之二，以此类推；
S3、用不锈钢挂钩挂住圆柱侧面圆孔，将其缓慢放入加氢反应器内部；
S4、固定好加氢反应器上下端，通过氦检仪检测不泄露后进行加氢实验；
S5、当需要更换加氢催化剂时，打开上端，取出本装置即可。
具体例2
S1、将清洁的储氢反应器固定在滴流床设备上；
S2、将直径为2-3mm的铂-氧化铝催化剂和直径为2-3mm的γ-氧化铝以1：1的比例装进本发明装置内，铺满三分之二，以此类推；
S3、用不锈钢挂钩挂住圆柱侧面圆孔，将其缓慢放入脱氢反应器内部；
S4、固定好脱氢反应器上下端，通过氦检仪检测不泄露后进行放氢实验；
S5、当需要更换脱氢催化剂时，打开上端，取出本装置即可。
本发明公开的用于装填催化剂的装置具有以下有益效果：
本发明的目的是设计一种在反应器内用于固定催化剂的装置，该装置不仅解决了催化剂装填和拆卸过程的繁琐工艺问题，也使得储放氢材料在催化剂表面时间延长，大大提高了反应效率。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于装填催化剂的装置，其特征在于，包括至少一个用于装填催化剂的容器和连接于所述容器的挂钩；所述容器的底部有通孔，所述底部用于支持装填催化剂，所述通孔用于允许氢气和液态的储放氢材料通过；所述挂钩设置于所述容器的侧壁，用于连接另一个用于装填催化剂的容器，以实现多层装填。
2.根据权利要求1所述的用于装填催化剂的装置，其特征在于，所述容器构造为不锈钢材质的圆柱形结构，所述圆柱形结构的上端为敞口式，下端连接一圆形底板，所述圆形底板为镂空结构。
3.根据权利要求1所述的用于装填催化剂的装置，其特征在于，所述储放氢材料包括储氢材料或放氢材料，当所述容器装填所述储氢材料时，所述催化剂为钌负载氧化铝催化剂；当所述容器装填所述放氢材料时，所述催化剂为铂负载氧化铝催化剂或钯负载氧化铝催化剂。
4.根据权利要求2所述的用于装填催化剂的装置，其特征在于，所述容器的镂空结构为设置于所述圆形底板上的若干个圆形通孔，所述圆形通孔的直径为2mm，每两个圆形通孔之间的间距为1mm，以保证装填催化剂时催化剂平整放置于所述容器内不掉落。
5.根据权利要求1所述的用于装填催化剂的装置，其特征在于，所述圆柱形结构的侧边底部设有一个圆孔，用于与不锈钢材质的挂钩连接，所述圆孔的直径为0.5mm。
6.根据权利要求1所述的用于装填催化剂的装置，其特征在于，所述挂钩构造为不锈钢材质的半圆形圆弧结构，所述半圆形圆弧结构的直径为0.48mm，所述挂钩悬挂的最高点距离所述容器的顶部为5mm。
7.根据权利要求1所述的用于装填催化剂的装置，其特征在于，装填的催化剂构造为直径大于2mm的圆饼形结构。
8.根据权利要求1所述的用于装填催化剂的装置，其特征在于，所述装置的直径29.5mm，高度为20mm。
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