CN208636266U - 一种催化焚烧催化剂的评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种催化焚烧催化剂的评价装置，属于催化剂评价装置领域。本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，包括依次连接的分离器、换热器和反应器，反应器上端设有进气口，下端设有出气口，换热器的出气口端与反应器的进气口接，反应器的出气口还与换热器连接，换热器连接有冷却器，反应器包括壳体、加热器、催化剂载体、可拆卸连接在壳体上端的上封头和连接在壳体下端的下封头，催化剂载体可拆卸地设于壳体内下部，加热器包括套设在壳体外壁上部的上加热器和套设在壳体外壁下部的下加热器，壳体与催化剂载体之间还填充有填料，壳体内上部还设有多个折流板。本实用新型的评价装置，适用范围广，维修更换方便，能耗低。

Description

一种催化焚烧催化剂的评价装置

技术领域

本实用新型涉及一种催化剂评价装置，更具体地说，涉及一种催化焚烧催化剂的评价装置。

背景技术

催化剂的活性、选择性和寿命是评价催化剂最重要的指标，现有技术中，常常通过催化剂评价装置对催化剂专活性、选择性、对原料转化率、产率等进行评价，但是现有的催化剂评价反应装置存在缺陷，就是每种评价装置对应一种特定的催化剂，这大大限制了评价装置的应用范围，特别是对于一些评价过程非常类似的催化剂，其评价反应过程是类似的，完全可以用一套设备来完成，只是有少数部件有细微差别。

当然，现也有能够适应多种催化剂的催化剂评价装置，如专利申请号CN201220486833.X，授权公告日为2013年4月3日，实用新型名称为：一种催化剂评价反应装置。该申请案涉及一种催化剂评价反应装置，包括反应容器、插在容器里的反应管，以及循环管和温度监测管，该催化剂评价装置还包括一个或多个与原反应管适用催化剂范围相区别的反应管；该申请案的实施将增加评价反应装置的适用范围，实现一机多用，减少对设备的投入，提高了设备的利用率。但是，该申请案的催化剂评价装置能够适应的催化剂种类仍然是有限的，反应器所能进行的催化剂评价种类有所限制，仅应用环状或球状催化剂的评价，无法满足其它尺寸外形的催化剂进行评价，尤其是对于催化焚烧催化剂来说，催化焚烧催化剂通常是以催化剂载体的形式出现的，催化剂载体包括载体和分担载在载体上的催化活性组分，载体主要用于支持活性组分，催化剂具有特定的物理性状，催化焚烧催化剂中涉及的载体一般为外径50-150mm的圆柱状或50*50乃至尺寸更大的正方形或长方形，该申请案的反应器时无法放置这类载体的，因而该申请案的催化剂评价装置并不适用于对催化焚烧催化剂进行评价，并且，该申请案的加热装置，即熔盐循环管是位于反应器内部的，熔盐循环管发生损坏时不易被及时得知，损坏的熔盐循环管继续工作则会对催化反应产生一定的影响，并且对位于反应器内部的熔盐循环管进行维修更换非常不方便，费时费力，同时，由于熔盐循环管和反应管之间具有一段距离，熔盐循环管的热量难以及时迅速地传递至反应管。

发明内容

1.实用新型要解决的技术问题

针对现有技术中的催化剂评价庄子存在的上述不足，本实用新型提供一种催化焚烧催化剂的评价装置，该评价装置能够适配多种类型的催化剂载体，该评价装置的反应器能够作为多种不同类型催化剂的反应容器，评价装置适用范围广，同时，该评价装置的加热器套设在壳体外壁上，维修更换非常方便，维修更换成本低，另外，该评价装置的反应器传热效果好，能够加强换热，提高热效率，提高反应速率，此外，该评价装置能够将反应热尽可能的回收利用，降低了整个装置的能耗。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，包括依次连接的分离器、换热器和反应器，所述的换热器的进气口端与分离器的出气口端连接，所述的反应器上端设有进气口，反应器下端设有出气口，所述的换热器的出气口端与反应器的进气口接，所述的反应器的出气口还与换热器连接，所述的换热器连接有冷却器，所述的反应器包括壳体、加热器、催化剂载体、可拆卸连接在壳体上端的上封头和连接在壳体下端的下封头，所述的催化剂载体可拆卸地设于壳体内下部，所述的加热器包括套设在壳体外壁上部的上加热器和套设在壳体外壁下部的下加热器，所述的壳体内侧壁与催化剂载体之间还填充能够导热的填料，所述的壳体内侧壁上部还设有多个折流板。

更进一步地，所述的分离器和换热器之间还设有缓冲罐。

更进一步地，相邻两个折流板固连在壳体两相对的内侧壁上，所述的折流板的自由端与壳体的内侧壁之间留有空隙，相邻两折流板交错设置使得折流板与壳体之间的间隙成“S”形。

更进一步地，所述的分离器包括依次连接的水洗吸收器、气固分离器和气液分离器，所述的气液分离器与缓冲罐连接。

更进一步地，所述的上加热器和下加热器均为陶瓷加热器。

更进一步地，所述的下封头也与壳体可拆卸连接。

更进一步地，所述的壳体下部的内侧壁上设有环形的支撑板，所述的催化剂载体放置在支撑板上。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

(1)本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，该评价装置的反应器包括壳体，该壳体内能放置较大尺寸的催化剂中的载体，能够适配多种类型的催化剂载体，则该反应器能够作为多种不同类型催化剂的反应容器，评价装置适用范围广。

(2)本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，该评价装置的加热器包括套设在壳体外壁上部的上加热器和套设在壳体外壁下部的下加热器，加热器套设在壳体外部，工作人员能够直观的观察其工作状况，能够快速判断出其是否发生损坏，并且，当加热器发生损坏时，直接将加热器取下进行维修更换即可，维修更换非常方便，降低了维修更换成本。

(3)本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，该评价装置的反应器的壳体内侧壁与催化剂载体之间还填充能够导热的填料，该填料能够将加热器的热量快速传递至催化剂载体，催化剂载体上的活性物质能够快速升温进行催化反应，一定程度上提升了反应效率，同时，该填料能够避免催化剂载体直接与壳体侧壁接触，能够避免催化剂因温度过高而失效，对催化剂起到了保护作用。

(4)本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，该评价装置的反应器内还设有折流板，相邻两个折流板固连在壳体两相对的内侧壁上，折流板的自由端与壳体的内侧壁之间留有空隙，相邻两折流板交错设置使得折流板与壳体之间的间隙成“S”形，该折流板能够增加气体的行程，使气体能够充分进行换热，从而快速提高气体的温度，以便方便反应的进行，该折流板能够加强换热，提高热效率，提高反应速率。

(5)本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，该评价装置的分离器和换热器之间还设有缓冲罐，缓冲罐能够供气体进行缓冲，能够稳定气体压力与流量，同时，缓冲罐还能够与外部气源连接，使外部气源与缓冲罐内气体混合从而改变缓冲罐内的气体浓度。

(6)本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，该评价装置的分离器包括依次连接的水洗吸收器、气固分离器和气液分离器，气液分离器与缓冲罐连接，该分离器能够首先分离气体中的液体和部分可吸收物质，能够保证进入到反应器中的为气体，同时可以分离出部分可吸收物质，避免其进入反应器中进行反应，提高了反应速率，且提高了评价的准确度。

附图说明

图1为本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置的整体工作流程示意图；

图2为本实用新型中的分离器的整体结构示意图；

图3为本实用新型中的反应器的整体结构示意图。

示意图中的标号说明：

1、分离器；11、水洗吸收器；12、气固分离器；13、气液分离器；2、缓冲罐；3、换热器；4、反应器41、壳体；42、上封头；43、下封头；44、催化剂载体；45、装填区域；46、填料；47、下加热器；48、上加热器；49、折流板；5、冷却器。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例

结合图1至图3所示，本实施例的一种催化焚烧催化剂的评价装置，包括依次连接的分离器1、换热器3和反应器4，其中，换热器3的进气口端通过管道与分离器1的出气口端连接，反应器4上端设有进气口，反应器4下端设有出气口(图中未示出)，换热器3的出气口端通过管道与反应器4的进气口接，同时，反应器4的出气口还与换热器3连接，并且换热器3连接有冷却器5，需要说明的是，本实施例的反应器4包括壳体41、加热器、催化剂载体44、可拆卸连接在壳体41上端的上封头42和连接在壳体41下端的下封头43，催化剂载体44可拆卸地设于壳体41内下部，加热器包括套设在壳体41外壁上部的上加热器48和套设在壳体41外壁下部的下加热器47，另外，壳体41内侧壁与催化剂载体44之间还填充能够导热的填料46，并且，上述的壳体41内侧壁上部还设有多个折流板49。优选地，反应器4采用无缝钢管制成，材质为Q345。

具体地，本实施例的加热器分为两段，上加热器48套设在壳体41上部，下加热器47套设在壳体41下部，下加热器47能够对放置在壳体41内的催化剂进行加热，上加热器48能够对从反应器4上端进入的气体进行加热，上加热器48和下加热器47共同作用，能够同时对气体和催化剂进行加热升温，加热效果更好，并且，上加热器48和下加热器47可根据需求采用不同的规格、功率，从而达到不同的加热效果，使用非常方便。由于上加热器48和下加热器47均是套设在壳体41外部的，因而工作人员能够直观的观察其工作状况，能够快速判断出其是否发生损坏，并且，当上加热器48或下加热器47发生损坏时，可以直接将损坏的加热器取下进行维修更换，维修更换非常方便，且维修更换时，只需要单独维修更换损坏的上加热器48或下加热器47，不需要整体维修更换整体加热器，降低了维修更换成本。作为一种优选方案，本实施例的上加热器48和下加热器47均为陶瓷加热器，陶瓷加热器高效热分部均匀、热导性极佳，能够确保热面温度均匀，消除了热点及冷点，且陶瓷加热器具有长寿命、保温性能好、机械性能强、耐腐蚀、抗磁场等优点。

结合图3所示，本实施例的催化剂载体44可拆卸地放置在壳体41内部下方，壳体41内部下方设有装填区域45，催化剂载体44放置在壳体41内后，催化剂载体44即位于装填区域45中，该壳体41内能放置较大尺寸的催化剂载体44，能够适配多种类型的催化剂载体44，则该反应器4能够作为多种不同类型催化剂的反应容器，评价装置适用范围广。具体来说，作为一种优选方案，本实施例的壳体41下部的内侧壁上设有环形的支撑板，催化剂载体44放置在支撑板上，放置催化剂载体44时，直接打开上封头42即可，催化剂载体44放置简单方便，同时更换也非常方便。本实施例的下封头43也为可拆卸式，以便设置支撑板。当然，也可在可以41内设置花板、滤网等结构，并将催化剂载体44放置在其上。为了使催化剂能够整齐放置在壳体41中，也为了更好地进行传热，本实施例的催化剂载体44与壳体41之间填充有能够导热的填料46，该填料46的形状依据催化剂载体44的形状而定。填料46能够将加热器的热量快速传递至催化剂载体44，催化剂载体44中的活性物质能够快速升温进行催化反应，一定程度上提升了反应效率，同时，该填料46能够避免催化剂载体44中的活性物质直接与壳体41侧壁接触，能够避免催化剂因温度过高而失效，对催化剂起到了保护作用。相比于没有填料46的结构来说，填料46的设置使得催化剂能够更快地达到反应温度，更有利于反应的快速进行。本实施例的填料46为具有良好导热性的惰性材料，优选地，本实施例可采用石英砂作为填料46，填料46可为规整结构，也可为零散结构。

作为一种优选方案，本实施例的折流板49水平布置，相邻两个折流板49固连在壳体41两相对的内侧壁上，折流板49的自由端与壳体41的内侧壁之间留有空隙，相邻两折流板49交错设置使得折流板49与壳体41之间的间隙成“S”形，当气体从反应器4上端的进气口进入到反应器3内后，气体通过多个折流板49向下运动与催化剂接触，即气体从折流板49自由端与壳体41内侧壁之间的空隙通过，当气体通过一级一级的折流板49时，上加热器48产生的热量即能够很好地传递至气体。折流板49能够增加气体的行程，使气体能够充分进行换热，从而快速提高气体的温度，以便方便反应的进行，该折流板49能够加强换热，提高热效率，提高反应速率。进一步地，本实施例的折流板49间设置有传热性能良好且气阻低的材料，如钢丝网等，钢丝网连接在折流板49的自由端上，气体通过钢丝网后继续前行，钢丝网的设置能够进一步增强气体的换热效果。

结合图2所示，本实施例的分离器1包括依次连接的水洗吸收器11、气固分离器12和气液分离器13，气液分离器13与缓冲罐2连接，其中第一级水洗吸收器11即为溶剂吸收器，主要用来分离介质中易溶于溶剂的组分，第二级气固分离器12主要使用金属烧结网来进行气固分离，其对于1-300um固体微粒具备良好的过滤效果，该气固分离器12具备逆流清洗的功能，能够使用压缩空气或水对堵塞铝材通道的固体微粒进行清洁，三级气液分离器13可通过降低气体温度，使气体中溶质达到该浓度与温度下的露点进行物理分离。该分离器1能够保证进入到反应器4中的为气体，同时可以分离出部分可吸收物质，避免其进入反应器4中进行反应，提高了反应速率，且提高了评价的准确度并且，分离出固体微粒能够避免固体微粒堵塞气体通道，提高了评价装置的使用可靠性。

更进一步地，上述的分离器1和换热器3之间还设有缓冲罐2，缓冲罐2能够供气体进行缓冲，能够稳定气体压力与流量，同时，缓冲罐2还能够与外部气源连接，使外部气源与缓冲罐2内气体混合从而改变缓冲罐2内的气体浓度。

本实施例的反应器4的出气口还与换热器3连接，并且换热器3连接有冷却器5，在反应器4内反应后的气体通过反应器4的出气口进入到换热器3中，与来自缓冲罐2的混合气换热降温后，进入冷却器5，冷却至常温后排放，冷却器5采用水冷。反应后的气体进入换热器3进行换热，不仅能够降低反应后气体的温度，同时能够升高来自缓冲罐2的混合气的温度，能够将反应热尽可能的回收利用，大大降低了评价装置的能耗。

下面结合具体案例进行阐述，当待进行反应的气体为含有VOC的尾气时，含有VOC的尾气经分离器1后进入缓冲罐2，稳定系统压力与流量，然后经分离后的尾气气体经过换热器3后进入反应器4与催化剂接触并发生气相氧化反应，生成碳氧化物与水，常温状态下，由陶瓷加热器将反应器4内的催化剂升温至反应温度，反应后的气体流经换热器3后进入冷却器5冷却后排放。

本实用新型的一种催化焚烧催化剂的评价装置，评价装置能够适配多种类型的催化剂载体，该评价装置的反应器能够作为多种不同类型催化剂的反应容器，适用范围广，同时，该评价装置维修更换非常方便，维修更换成本低，且该评价装置的反应器传热效果好，提高了反应速率，此外，该评价装置能够将反应热尽可能的回收利用，整个评价装置能耗低。

以上示意性地对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性地设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种催化焚烧催化剂的评价装置，包括依次连接的分离器(1)、换热器(3)和反应器(4)，所述的换热器(3)的进气口端与分离器(1)的出气口端连接，所述的反应器(4)上端设有进气口，反应器(4)下端设有出气口，所述的换热器(3)的出气口端与反应器(4)的进气口接，其特征在于：所述的反应器(4)的出气口还与换热器(3)连接，所述的换热器(3)连接有冷却器(5)，所述的反应器(4)包括壳体(41)、加热器、催化剂载体(44)、可拆卸连接在壳体(41)上端的上封头(42)和连接在壳体(41)下端的下封头(43)，所述的催化剂载体(44)可拆卸地设于壳体(41)内下部，所述的加热器包括套设在壳体(41)外壁上部的上加热器(48)和套设在壳体(41)外壁下部的下加热器(47)，所述的壳体(41)内侧壁与催化剂载体(44)之间还填充能够导热的填料(46)，所述的壳体(41)内侧壁上部还设有多个折流板(49)。

2.根据权利要求1所述的一种催化焚烧催化剂的评价装置，其特征在于：所述的分离器(1)和换热器(3)之间还设有缓冲罐(2)。

3.根据权利要求2所述的一种催化焚烧催化剂的评价装置，其特征在于：相邻两个折流板(49)固连在壳体(41)两相对的内侧壁上，所述的折流板(49)的自由端与壳体(41)的内侧壁之间留有空隙，相邻两折流板(49)交错设置使得折流板(49)与壳体(41)之间的间隙成“S”形。

4.根据权利要求2或3所述的一种催化焚烧催化剂的评价装置，其特征在于：所述的分离器(1)包括依次连接的水洗吸收器(11)、气固分离器(12)和气液分离器(13)，所述的气液分离器(13)与缓冲罐(2)连接。

5.根据权利要求4所述的一种催化焚烧催化剂的评价装置，其特征在于：所述的上加热器(48)和下加热器(47)均为陶瓷加热器。

6.根据权利要求1所述的一种催化焚烧催化剂的评价装置，其特征在于：所述的下封头(43)也与壳体(41)可拆卸连接。

7.根据权利要求1所述的一种催化焚烧催化剂的评价装置，其特征在于：所述的壳体(41)下部的内侧壁上设有环形的支撑板，所述的催化剂载体(44)放置在支撑板上。