CN215389327U - 一种催化剂填料及其结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及催化精馏技术领域，提出了一种催化剂填料及其结构，包括填料板，填料板呈波纹状，填料板的波峰和波谷处均设有导流窗，填料板为多个，多个填料板堆叠设置，任一填料板的波峰与相邻的填料板的波谷相对，相邻的两个填料板间留有间隙，相邻的两个间隙中一个填充催化剂颗粒形成催化剂层，另一个形成空隙层，填料板的两侧均设有丝网层。通过上述技术方案，使得催化精馏过程中的催化反应效率提高，气液传质效率增加，并降低催化精馏过程进行当中的塔压降。

Description

一种催化剂填料及其结构

技术领域

本实用新型涉及催化精馏技术领域，具体的，涉及一种催化剂填料及其结构。

背景技术

催化精馏是将反应和精馏集于同一设备中进行的化工操作过程，与传统工艺相比，具有显著的优点，所以对这一领域的研究一直颇受重视。进入80年代以后，催化精馏由均相反应转向非均相反应，并被广泛用于醚化、烷基化、酯化、脱水和水合等工艺过程，固体催化剂既加速蒸馏塔内化学反应，同时又作为气液两相传质表面，催化剂表面越大，反应速度越快。若颗粒太小，就阻碍蒸汽上升，影响精馏操作。另外，受催化剂强度的限制，催化剂尚难以制成随意的形状和尺寸，所以在催化精馏塔内反应段催化剂床层是必须以特殊方式装填，催化剂装填方式直接决定塔内床层的催化剂效率和气液传质效率，因此催化剂的装填方式逐渐成为催化精馏技术研究的核心课题之一。

实用新型内容

本实用新型提出了一种催化剂填料及其结构，使得催化精馏过程中的催化反应效率提高，气液传质效率增加，并降低催化精馏过程进行当中的塔压降。

本实用新型的技术方案如下：

一种催化剂填料及其结构，包括填料板，所述填料板呈波纹状，所述填料板的波峰和波谷处均设有导流窗，所述填料板为多个，多个所述填料板堆叠设置，任一所述填料板的波峰与相邻的所述填料板的波谷相对，相邻的两个所述填料板间留有间隙，相邻的两个间隙中一个填充催化剂颗粒形成催化剂层，另一个形成空隙层，所述填料板的两侧均设有丝网层。

进一步，相邻的波峰与波谷的导流窗在竖直方向上交错分布，相邻的波峰或相邻的波谷上的导流窗依同一斜率位于同一直线上。

进一步，所述空隙层的最宽处设有扰动丝。

进一步，所述填料板的波面上还设有导孔。

进一步，所述丝网层的至少一个网孔位于一个所述导孔处。

进一步，形成所述催化剂层的两个填料板的间距大于形成所述空隙层的两个填料板的间距。

本实用新型的工作原理及有益效果为：

在填料板的波峰和波谷上开设导流窗，当流体经催化剂层进行催化反应，沿波谷向下流动的液膜流经开窗部位时，导流窗引导原先在催化剂层的波谷处的流体流向填料板的另一侧即空隙层的波峰位置，与空隙层的气相进行气液传质；同时空隙层的气相流经开窗部位时，会经过波峰上的导流窗进入催化剂层与催化剂进行催化反应，相当于在竖直方向和水平方向上都有气液交换，提高了反应效率和气液传质效率，同时当液体流过导流窗可以有效促进了液膜的更新和湍动，提高气液传质速率。催化精馏填料在进行催化精馏时，液相在有催化剂的填料板内通过导流窗内外交替流动，气相在无催化剂的填料板中通过导流窗内外交替流动，在竖直方向和水平方向均有气液交换，使催化反应产物迅速与反应物分离。通过催化剂层与空隙层的设置，气体可通过压降低的空隙层，大大降低了操作压降，降低了操作费用，提高了反应的精馏效率。而填料板两侧的丝网层则可以增加催化剂填料的表面积，增加催化剂与液体的接触面积，提升反应效率，并且丝网层的设置可以使液相更与气相更容易分离，提升分离效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为填料板与丝网层结构示意图；

图3为填料板结构示意图；

图中：1、填料板，11、波峰，12、波谷，13、波面，14、导流窗，15、导孔，2、丝网层，3、催化剂层，4、空隙层，5、扰动丝。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本实用新型保护的范围。

如图1～图2所示，本实施例提出了

一种催化剂填料及其结构，包括填料板1，填料板1呈波纹状，填料板1的波峰11和波谷12处均设有导流窗14，填料板1为多个，多个填料板1堆叠设置，任一填料板1的波峰 11与相邻的填料板1的波谷12相对，相邻的两个填料板1间留有间隙，相邻的两个间隙中一个填充催化剂颗粒形成催化剂层3，另一个形成空隙层4，填料板1的两侧均设有丝网层2。

在填料板1的波峰11和波谷12上开设导流窗14，当流体经催化剂层3进行催化反应，沿波谷12向下流动的液膜流经开窗部位时，导流窗14引导原先在催化剂层3的波谷12处的流体流向填料板1的另一侧即空隙层4的波峰11位置，与空隙层4的气相进行气液传质；同时空隙层4的气相流经开窗部位时，会经过波峰11上的导流窗14进入催化剂层3与催化剂进行催化反应，相当于在竖直方向和水平方向上都有气液交换，提高了反应效率和气液传质效率，同时当液体流过导流窗14可以有效促进了液膜的更新和湍动，提高气液传质速率。催化精馏填料在进行催化精馏时，液相在有催化剂的填料板1内通过导流窗14内外交替流动，气相在无催化剂的填料板1中通过导流窗14内外交替流动，在竖直方向和水平方向均有气液交换，使催化反应产物迅速与反应物分离。通过催化剂层3与空隙层4的设置，气体可通过压降低的空隙层4，大大降低了操作压降，降低了操作费用，提高了反应的精馏效率。而填料板1两侧的丝网层2则可以增加催化剂填料的表面积，增加催化剂与液体的接触面积，提升反应效率，并且丝网层2的设置可以使液相更与气相更容易分离，提升分离效率。

丝网层2与填料板1复合成形，使丝网的网丝半嵌在填料板1内。

相邻的波峰11与波谷12的导流窗14在竖直方向上交错分布，相邻的波峰11或相邻的波谷12上的导流窗14依同一斜率位于同一直线上。

空隙层4的最宽处设有扰动丝5。

扰动丝5设置在空隙层4内又两个填料板1的波峰11、波谷12相对形成的最宽处，并排设置有多个，每个最宽处均有设置，气相在空隙层4内运动，扰动丝(5)可以对气相进行扰动，使气相更容易通过导流窗14进入催化剂层3，提升气液传质效率。

填料板1的波面13上还设有导孔15。

填料板1的波面13上开设导孔15，液体在催化剂层3流动时可以通过导孔15进入到空隙层4，空隙层4内的气相也可以通过导孔15进入催化剂层3，增加气液的横向混合，提升气液的传质效率，加强液膜的更新。

丝网层2的至少一个网孔位于一个导孔15处。

丝网层2的网丝将导孔15进行分割，气相或液相通过导孔15时，网丝可以增加对气液流动的扰动，提升气液传质的效率。

丝网层2的网孔可以外圆形、方形，导孔15的形状可以为圆形、三角形、多边形等，可根据需要进行选择。

形成催化剂层3的两个填料板1的间距大于形成空隙层4的两个填料板1的间距。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种催化剂填料及其结构，其特征在于，包括填料板(1)，所述填料板(1)呈波纹状，所述填料板(1)的波峰(11)和波谷(12)处均设有导流窗(14)，所述填料板(1)为多个，多个所述填料板(1)堆叠设置，任一所述填料板(1)的波峰(11)与相邻的所述填料板(1)的波谷(12)相对，相邻的两个所述填料板(1)间留有间隙，相邻的两个间隙中一个填充催化剂颗粒形成催化剂层(3)，另一个形成空隙层(4)，所述填料板(1)的两侧均设有丝网层(2)。

2.根据权利要求1所述的催化剂填料及其结构，其特征在于，相邻的波峰(11)与波谷(12)的导流窗(14)在竖直方向上交错分布，相邻的波峰(11)或相邻的波谷(12)上的导流窗(14)依同一斜率位于同一直线上。

3.根据权利要求2所述的催化剂填料及其结构，其特征在于，所述空隙层(4)的最宽处设有扰动丝(5)。

4.根据权利要求1所述的催化剂填料及其结构，其特征在于，所述填料板(1)的波面(13)上还设有导孔(15)。

5.根据权利要求4所述的催化剂填料及其结构，其特征在于，所述丝网层(2)的至少一个网孔位于一个所述导孔(15)处。

6.根据权利要求2所述的催化剂填料及其结构，其特征在于，形成所述催化剂层(3)的两个填料板(1)的间距大于形成所述空隙层(4)的两个填料板(1)的间距。

Images