CN209885773U - 一种固定床蜂窝催化剂的模块式装填结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种固定床蜂窝催化剂的模块式装填结构，包括：催化剂、筛网、顶板、底板、2个隔板、2个格栅板、滑槽、挡板、滑轨，顶板、底板、2个隔板、2个格栅板、滑槽、滑轨共同组成装填单元，催化剂通过筛网的分隔，分层布置于装填单元内，采用模块化装填方式，能够将蜂窝催化剂进行合理布置安装，从而实现催化剂的技术性能，通过滑槽和滑轨将装填单元根据使用需要进行固定、排列布置，根据反应器尺寸进行调整，适用于多种反应器，不受反应器装填操作空间限制，装填周期短，提供了一种填装效率高、提高催化质量、风阻小、不易阻塞、装填均匀、装填更换方便的固定床的蜂窝催化剂装填结构。

Description

一种固定床蜂窝催化剂的模块式装填结构

技术领域

本实用新型涉及工业催化剂的装填领域，尤其涉及固定床的蜂窝催化剂装填结构。

背景技术

随着我国工业进程的不断加快，工业催化剂得到了越来越广泛的使用，在工业生产中催化剂起到了至关重要的作用，不仅提高了生产效率，且节约了能耗。催化剂的装填技术极大的影响了催化剂的效能，直接影响化学反应的进行，催化剂的开发与应用技术已经成为工业发展进程的热点和难点。固定床反应器广泛用于气-固相反应和液-固相反应过程。目前，催化剂的装填中以固定床为主，主要是在反应器内装填颗粒状固体催化剂或固体反应物，形成一定高度的堆积床层，气体或液体物料通过颗粒间隙流过静止固定床层的同时，实现非均相反应过程。这类反应器的特点是充填在设备内的固体颗粒固定不动，有别于固体物料在设备内发生运动的移动床和流化床，又称填充床反应器。固定床催化反应器的优点有：催化剂不易磨损，可长期使用；当高、径比大时，床层内流体的流动接近于理想排挤，因此，反应速率较快，用较少量的催化剂和较小的反应器容积就可获得较大的产量；由于停留时间可以严格控制，温度分布可以适当调节，因此选择性高，可以达到较高的转化率。

目前，在固定床反应器中装填固体催化剂的方式主要采用堆砌式，从反应器入口装入催化剂，并利用催化剂的自由落体或者人工按压的方式进行装填，实际生产中，在固定床催化剂装填过程中，每个床层在进行装填催化剂时，由于作业空间受到限制，导致催化剂的装填很难均匀平衡，出现局部缝隙较大等问题，一旦出现该问题，在实际催化反应中，会影响装置的技术经济指标，影响催化剂的使用寿命。因此，催化剂的装填技术的核心就是在装填过程中实现催化剂的均匀装填，包括垂直方向的均匀性和水平方向的均匀性。由于催化剂的下落速度、装填空间有限等因素导致催化剂的装填密度不相同，如堆砌式装填，风阻较大，容易阻塞，长时间运行，催化剂受热温度分层，造成局部催化剂使用寿命降低和形成炭黑等；如颗粒催化剂的装填，下落速快装填密度大，下落速度慢装填密度小，因此，装填的均匀性无法得到保证，催化床层所产生的压降不一样，势必会对催化反应结果造成影响。

针对催化剂的装填，已存在一些研究，并取得了一定成果，如一种固体颗粒催化剂的装填方式(CN201710794746.8)，该专利虽然在一定程度上优化了传统的催化剂装填方式，但也存在一定缺点：装填不均匀，压降较大，机械磨损严重，重新装填率低等不足。蜂窝催化剂的传统装填方式，极大地延长催化剂的通道，当气流或者液体中带有颗粒物或者盐分时，经过通道容易造成通道的阻塞，一旦阻塞，通道无法继续通过流体，该催化剂的催化性能立即下降。因此，优化装填设计，实现均匀填装，解决催化剂的阻塞问题，是目前装填结构设计中需要重点解决的问题。

实用新型内容

本实用新型主要是为了解决固定床层催化剂装填存在的填装不均匀、催化剂易堵塞的问题，提供了一种填装效率高、提高催化质量、风阻小、不易阻塞、装填均匀、装填更换方便的固定床的蜂窝催化剂装填结构。

本实用新型所采用的技术方案：一种固定床的蜂窝催化剂装填结构，包括：催化剂、筛网、顶板、底板、2个隔板、2个格栅板、滑槽、挡板、滑轨，所述顶板、底板、2个隔板、2个格栅板、滑槽、滑轨共同组成装填单元；所述催化剂为尺寸100mm*100mm*50mm的蜂窝状催化剂，分层布置装填单元内，所述催化剂各分层之间有筛网分隔且分层平行于格栅板，同层的催化剂之间有空隙；所述筛网为不锈钢材质制成，位于催化剂各分层之间，所述筛网平行于格栅板；所述顶板位于装填单元的顶部，所述顶板上方安装有滑槽和挡板，顶板还与隔板、格栅板连接安装；所述底板位于装填单元的底部，所述底板下方安装有滑轨，底板与隔板、格栅板连接安装；所述格栅板的格栅间隔不大于100mm，位于装填单元有介质流动通过的两个相对的侧面，所述格栅板安装于顶板和底板之间，并固定于顶板、底板上；所述隔板位于装填单元无介质流动通过的两个相对的侧面，所述隔板安装于顶板和底板之间，并固定于顶板、底板上；所述滑槽的数量为两个及以上，垂直于介质流动方向，安装于顶板上方，均匀分布于顶板的两端与中间；所述挡板安装于顶板上方，位于未安装滑槽的位置；所述滑轨的数量为两个及以上，垂直于介质流动方向，安装于底板下方，均匀分布于底板的两端与中间。

优选的，所述装填单元可根据使用需要自由布置，其数量大于或等于一个，装填单元超过一个时，通过滑槽和滑轨将装填单元固定、排布。

优选的，所述催化剂的分层层数最大不超过8层，所述筛网数量与催化剂分层相对应，筛网数量比催化剂层数少1个。

本实用新型一种固定床的蜂窝催化剂装填结构的安装使用步骤具体如下：

步骤一：装填单元安装，底板下方安装有滑轨，将隔板安装在底板上，形成两个相对的面，将格栅板与隔板相邻安装于底板上，形成另两个相对的面，将滑槽和挡板安装于顶板上方，然后将顶板安装于格栅板与隔板上方，装填单元完成；

步骤二：催化剂装填，卸下其中一块格栅板，将一层催化剂布置于另一格栅板上，布置时注意催化剂间留有空隙，然后在催化剂上放置一层筛网，再布置一层催化剂，在放置一层筛网，如此重复操作，直至催化剂达到目标层数，然后装回格栅板；

步骤三：装填单元排布，根据使用的需要，将超过1个的装填单元通过滑轨与滑槽进行连接固定，布置成需要的排列；

步骤四：催化剂更换，催化剂需要更换时，将对应的装填单元取出，卸下一块格栅板，取出原有催化剂和筛网，然后将新的催化剂和筛网分层放入，最后安装回格栅板，完成更换。

本实用新型的有益效果：(1)通过模块化装填单元，可根据反应器的尺寸来进行调整，能够满足不同形状的反应器填充要求；(2通过滑槽和导轨的设计，以及挡板填充装填单元的缝隙，使得催化剂的装填以装填单元为单位进行，且不受反应器装填操作空间的限制，装填单元做好后，即可进行现场装填，填充周期短、后期的更换方便，且装填均匀，填充效率高，催化质量好；(3)催化剂层之间铺设有格网、进出口采用格栅板加固，且催化剂间有孔隙，便于气体的流通防止高温条件下催化剂粘连和阻塞，且合理的此次设计使得风阻较小、介质流通均匀；(4)催化剂尺寸为100mm*100mm*50mm，催化剂材料制备更方便，可实现流水线生产，可根据工况条件调整催化剂材料的填充量。

附图说明

图1是本实用新型的平行于介质流动方向的剖面示意图。

图2是本实用新型的垂直于介质流动方向的剖面示意图。

图中：1—催化剂，2—筛网，3—顶板，4—底板，5—隔板一，6—隔板二，7—格栅板一，8—格栅板二，9—滑槽，10—挡板，11—滑轨，12—装填单元。

具体实施方式：

下面结合附图与具体实例对本实用新型进行详细说明。

如图所示，本实用新型包括：催化剂1、筛网2、顶板3、底板4、隔板一5、隔板二6、格栅板一7、格栅板二8、滑槽9、挡板10、滑轨11，所述顶板3、底板4、隔板一5、隔板二6、格栅板一7、格栅板二8、滑槽9、挡板10、滑轨11共同组成装填单元12；所述催化剂1为尺寸100mm*100mm*50mm的蜂窝状催化剂，分层布置装填单元12内，所述催化剂1各分层之间有筛网2分隔，且催化剂1的分层平行于格栅板一7和格栅板二8，同层的催化剂1之间有空隙；所述筛网2为不锈钢材质制成，位于催化剂1各分层之间，所述筛网2平行于格栅板一7和格栅板二8；所述顶板3位于装填单元12的顶部，所述顶板3上方安装有滑槽9和挡板10，顶板3还与隔板一5、隔板二6、格栅板一7、格栅板二8连接安装；所述底板4位于催化剂1的下方，所述底板4下方安装有滑轨11，底板4与隔板一5、隔板二6、格栅板一7、格栅板二8连接安装；所述隔板一5、隔板二6位于装填单元12无介质流动通过的两个相对的侧面，所述隔板一5、隔板二6安装于顶板3和底板4之间，并固定于顶板3、底板4上；所述格栅板一7、格栅板二8的格栅间隔不大于100mm，位于装填单元12有介质流动通过的两个相对的侧面，所述格栅板一7、格栅板二8安装于顶板3和底板4之间，并固定于顶板3、底板4上；所述滑槽9的数量为两个及以上，垂直于介质流动方向，安装于顶板3上方，均匀分布于顶板3的两端与中间；所述挡板10安装于顶板3上方，位于未安装滑槽9的位置；所述滑轨11的数量为两个及以上，垂直于介质流动方向，安装于底板4下方，均匀分布于底板4的两端与中间。

优选的，所述装填单元12可根据使用需要自由布置，其数量大于或等于一个，装填单元12超过一个时，通过滑槽9和滑轨11将装填单元12固定、排布。

优选的，所述催化剂1的分层层数最大不超过八层，所述筛网2数量与催化剂1分层相对应，筛网2数量比催化剂1层数少一个。

本实用新型一种固定床的蜂窝催化剂装填结构的安装使用步骤具体如下：

步骤一：装填单元12安装，底板4下方安装有滑轨11，将隔板一5、隔板二6安装在底板4上，形成两个相对的面，将格栅板一7、格栅板二8与隔板一5、隔板二6相邻安装于底板4上，形成另两个相对的面，将滑槽9和挡板10安装于顶板3上方，然后将顶板3安装于隔板一5、隔板二6与格栅板一7、格栅板二8上方，装填单元12完成；

步骤二：催化剂1装填，卸下格栅板一7，在格栅板二8上布置一层催化剂1，或卸下格栅板二8，在格栅板一7上布置一层催化剂1，布置时注意催化剂1间留有空隙，然后在催化剂1上放置一层筛网2，然后一层层循环布置催化剂1和筛网2，直至催化剂1达到目标层数，然后将卸下的格栅板一7或格栅板二8装回；

步骤三：装填单元12排布，根据使用的需要，将超过1个的装填单元12通过滑槽9与滑轨11进行连接固定，布置成需要的排列；

步骤四：催化剂1更换，催化剂1需要更换时，将对应的装填单元12取出，卸下格栅板一7或格栅板二8，取出原有催化剂1和筛网2，然后将新的催化剂1和筛网2分层放入，装回卸下的格栅板一7或格栅板二8，完成更换。

Claims (3)

1.一种固定床的蜂窝催化剂装填结构，其特征在于：包括：催化剂、筛网、顶板、底板、2个隔板、2个格栅板、滑槽、挡板、滑轨，所述顶板、底板、2个隔板、2个格栅板、滑槽、滑轨共同组成装填单元；所述催化剂为尺寸100mm*100mm*50mm的蜂窝状催化剂，分层布置装填单元内，所述催化剂各分层之间有筛网分隔且分层平行于格栅板，同层的催化剂之间有空隙；所述筛网为不锈钢材质制成，位于催化剂各分层之间，所述筛网平行于格栅板；所述顶板位于装填单元的顶部，所述顶板上方安装有滑槽和挡板，顶板还与隔板、格栅板连接安装；所述底板位于催化剂的下方，所述底板下方安装有滑轨，底板与隔板、格栅板连接安装；所述格栅板的格栅间隔不大于100mm，位于装填单元有介质流动通过的两个相对的侧面，所述格栅板安装于顶板和底板之间，并固定于顶板、底板上；所述隔板位于装填单元无介质流动通过的两个相对的侧面，所述隔板安装于顶板和底板之间，并固定于顶板、底板上；所述滑槽的数量为两个及以上，垂直于介质流动方向，安装于顶板上方，均匀分布于顶板的两端与中间；所述挡板安装于顶板上方，位于未安装滑槽的位置；所述滑轨的数量为两个及以上，垂直于介质流动方向，安装于底板下方，均匀分布于底板的两端与中间。

2.根据权利要求1所述的一种固定床的蜂窝催化剂装填结构，其特征在于：所述装填单元数量根据使用需要确定，其数量大于或等于一个，通过滑槽和滑轨将装填单元固定、排布。

3.根据权利要求1所述的一种固定床的蜂窝催化剂装填结构，其特征在于：所述催化剂的分层层数最大不超过8层，所述筛网数量与催化剂分层相对应，筛网数量比催化剂层数少1个。

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