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、波紋絲網包、波紋板條和板條拉筋；所述的波紋絲網包內裝填催化劑顆粒填料；所述的波紋絲網包為多片；所述的波紋絲網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。本發明采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網片并以波峰對應的底邊為鏡像面進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波紋絲網包之間，使兩個波紋絲網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散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質傳熱效率，具有較高的理論板數。
【專利說明】
一種新型催化蒸餾組件
技術領域
[0001] 本發明涉及一種新型催化蒸餾組件，適用于各種反應精餾的催化蒸餾塔中。
【背景技術】
[0002] 反應精餾已經被廣泛應用于許多催化反應，其原理是在精餾塔的精餾段和提餾段 之間增加了反應精餾段，反應精餾段裝入了既具有精餾作用又同時進行催化反應的催化蒸 餾組件，使得反應微環境下的反應物濃度始終最大，而生成物的濃度最小，從而打破了化學 平衡，使化學反應始終正向進行，催化蒸餾技術的應用大大提高了反應轉化率和選擇性。
[0003] 為了達到上述目的，公開了許多催化蒸餾組件的專利和技術。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與裝有催化劑的 玻璃纖維網袋卷制而成。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容器逐一或間隔的放置到填料板疊放形成的自 由通道內并通過在填料波紋板上開孔達到提高組件持液量和傳質效果的目的。專利 CN101596370公開了一種催化劑裝填構件及其裝填方法，其特征是將催化劑裝填在特制的 筐籃內，筐藍內設置通氣的帽罩，氣體通過帽罩橫向穿過催化劑層，與催化劑中的液相發生 傳質和催化反應。專利ZL201220268070.1公開了一種高效催化蒸餾構件，其特征是催化蒸 餾構件由導流槽互成90°角的上下兩個半圓柱部分構成。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袋是由斜波紋交錯疊加的規整填料絲網構成，且 組件的氣相通道是由絲網袋之間加入規整填料板形成。
[0004] 上述專利的構造和制作都較復雜，導致氣相和液相阻力較大，且組件耗材較多。本 發明催化蒸餾組件采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網片并以波峰底邊為鏡像面進行 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波紋 絲網包之間，使兩個波紋絲網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 散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質傳熱效率，使得本發明具有較高的理論板數，而 且本發明結構簡單，制作容易，材料消耗較少。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在的不足，而提供一種新型的高 效率的催化蒸餾組件。
[0006] 為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
[0007] -種新型催化蒸餾組件，包括:催化劑顆粒填料（1)、波紋絲網包(2)、波紋板條(3) 和板條拉筋(4);所述的波紋絲網包(2)內裝填催化劑顆粒填料（1);所述的波紋絲網包(2) 為多片;所述的波紋絲網包(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)夾在兩個相鄰的波紋絲網包(2)之間，并是與波紋絲網包的波 紋的波峰和波谷彼此吻合對應放置的波浪形板條，使兩個相鄰波紋絲網包之間形成固定的 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] 所述的波紋絲網包（2)是由兩片相同的波紋絲網片（201)以波峰底邊為鏡像面進 行鏡像扣合形成排管狀，排管內裝催化劑顆粒填料(1);所述的形成波紋絲網包的兩片波紋 絲網片(201)扣合后的周邊和波谷以焊接方式連接和封口。
[0010] 所述的波紋絲網包（2)形成的排管方向為軸向水平，即，波紋絲網包（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] 所述的波紋絲網片(201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)相等，當 h3 = h4時，兩個相鄰波紋絲網包(2)之間的間隙等于波紋板條(3)的厚度。
[0013] 所述的波紋絲網片(201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)不相等； 當h3辛 h4時，并有h3>h4和h3<h4的兩種結構形式，兩個相鄰波紋絲網包(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個或2個以上。
[0015] 本發明技術方案的優點在于:本發明催化蒸餾組件采用兩片相同的徑向呈水平的 波紋絲網片并以波峰對應的底邊為鏡像面進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波紋絲網包之間，使兩個波紋絲網包之間形成了 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散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質傳熱效率， 使得本發明具有較高的理論板數，而且本發明結構簡單，制作容易，材料消耗較少。
【附圖說明】
[0016] 圖1:本發明催化蒸餾組件結構組裝示意圖；
[0017] 圖2-1為本發明波紋絲網包結構示意圖；
[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、波紋絲網包，3、波紋板條，4、板條拉筋，201、波紋絲 網，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、波紋絲網的相鄰波峰中心距，h3、波紋絲網的波峰高度，h4、波紋板 條的波峰高度。
【具體實施方式】
[0025] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方 式作進一步地詳細描述，但本發明并不限于以下描述內容：
[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)、波紋絲網包(2)、 波紋板條(3)和板條拉筋(4);所述的波紋絲網包(2)內裝填催化劑顆粒填料（1);所述的波 紋絲網包(2)為多片見圖1;所述的波紋絲網包(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)夾在兩個相鄰的波紋絲網包(2)之間，并是與波紋絲網包的波 紋的波峰和波谷彼此吻合對應放置的波浪形板條見圖3-4、圖4-4,使兩個相鄰波紋絲網包 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] 所述的波紋絲網包（2)是由兩片相同的波紋絲網片（201)以波峰底邊為鏡像面進 行鏡像扣合形成排管狀見圖2-1至圖2-3,排管內裝催化劑顆粒填料（1)見圖2-1;所述的形 成波紋絲網包的兩片波紋絲網片(201)扣合后的周邊和波谷以焊接方式連接和封口。
[0029] 所述的波紋絲網包（2)形成的排管方向為軸向水平見圖1、圖2-1，即，波紋絲網包 (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] 所述的波紋絲網片(201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)相等，當 h3 = h4時見圖1，兩個相鄰波紋絲網包(2)之間的間隙等于波紋板條(3)的厚度。
[0032]所述的波紋絲網片(201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)不相等； 當h3辛h4時，并有h3>h4見圖3-1和h3<h4見圖4-1的兩種結構形式，兩個相鄰波紋絲網包 (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個或2個以上。
[0034] 實施例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；③厚度2mm、寬度20mm的304SS不銹鋼板；
[0036] (2)將不銹鋼絲網壓制成波峰高度h3 = 20mm，波峰中心距h2 = 50mm，長度L = 800mm，高度H=400mm的波紋絲網片；
[0037] (3)將兩個波紋絲網片以波峰底邊為鏡像面進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所示的結構進行組裝，最后將拉條筋板逐個與波紋板條焊接，從 而制成了長800mm、高400mm、寬500mm、波紋絲網包間隙寬5mm的催化蒸餾組件。
[0041 ] 實施例2:
[0042]按照實施例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所示的結構進行組裝，最后將拉條筋板逐個與波紋板條焊接，從而制成了長800mm、高 400mm、寬500mm、波紋絲網包間隙寬I Omm的催化蒸餾組件。
[0043] 實施例3:
[0044] 按照實施例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所示的結構進行組裝，最后將拉條筋板逐個與波紋板條焊接，從而制 成了長800mm、高400mm、寬500mm、波紋絲網包間隙寬5mm (即波紋板條的厚度)的催化蒸餾組 件。
[0045] 實施例4:
[0046] 按照實施例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所示的結構進行組裝，最后將拉條筋板逐個與波紋板條焊接，從而制成了長800mm、高 400mm、寬500mm、波紋絲網包間隙寬5mm的催化蒸餾組件。
[0047] 實施例5:
[0048]按照實施例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所示的結構進行組裝，最后將拉條筋板逐個與波紋板條焊接，從而制成了長800mm、高 400mm、寬500mm、波紋絲網包間隙寬I Omm的催化蒸餾組件。
[0049] 對比實施例1:
[0050] 對比實施例1為現有技術中的一種催化蒸餾組件，該催化蒸餾組件是將金屬絲網 與裝有催化劑的玻璃纖維網袋卷制而成。
[0051 ] 對比實施例2:
[0052]對比實施例2為現有技術中的一種催化蒸餾組件，該催化蒸餾組件是將兩個波紋 交錯的金屬絲網規整填料板疊焊在一起，依靠金屬絲網規整填料板的波紋構成催化劑絲網 袋，將這種絲網袋疊加在一起構成。
[0053] 對比實施例3:
[0054]對比實施例3為現有技術中的一種催化蒸餾組件，該催化蒸餾組件是將裝填催化 劑顆粒的絲網容器逐一或間隔的放置到填料板疊放形成的自由通道內并通過在填料板上 開孔形成的。
[0055]分別取實施例1~5的催化蒸餾元件和對比實施例1~3在內徑為300毫米的流體力 學試驗裝置上在液體噴淋密度L = 20m3/(m2.h)(立方米每小時每平方米)和氣相動能因子Fv =1.90m/s(kg/m3)i5進行總持液量和壓降的試驗和傳質性能試驗（以傳質單元高度H25計）， 結果如表1所示，其中，L = 20m3/(m2.h)表示每平方米填料截面每小時通過的液體量為20立 方米，H25指在25 °C下進行傳質試驗的傳質單元高度。
[0056]表 1
[0057]
[0058] 從表1看出，采用本發明提供的催化蒸餾元件，無論傳質單元高度還是壓降都明顯 低于現有的催化蒸餾組件，說明本發明的催化蒸餾元件傳質效率較高，壓降較低，操作彈性 大。
[0059] 綜上所述，本發明采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網片并以波峰對應的底邊 為鏡像面進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 夾在兩個波紋絲網包之間，使兩個波紋絲網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 中的擴散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質傳熱效率，使得本發明具有較高的理論 板數，而且本發明結構簡單，制作容易，材料消耗較少。
[0060] 上述實施例只是為說明本發明的技術構思以及技術特點，并不能以此限制本發明 的保護范圍。凡根據本發明的實質所做的等效變換或修飾，都應該涵蓋在本發明的保護范 圍之內。
【主權項】
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)、波紋絲網包(2)、波 紋板條(3)和板條拉筋(4);所述的波紋絲網包(2)內裝填催化劑顆粒填料（1);所述的波紋 絲網包(2)為多片;所述的波紋絲網包(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. 根據權利要求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 在兩個相鄰的波紋絲網包(2)之間，并是與波紋絲網包的波紋的波峰和波谷彼此吻合對應 放置的波浪形板條，使兩個相鄰波紋絲網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. 根據權利要求1所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋絲網包（2) 是由兩片相同的波紋絲網片（201)以波峰底邊為鏡像面進行鏡像扣合形成排管狀，排管內 裝催化劑顆粒填料（1);所述的形成波紋絲網包的兩片波紋絲網片（201)扣合后的周邊和波 谷以焊接方式連接和封口。4. 根據權利要求3所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋絲網包（2) 形成的排管方向為軸向水平，即，波紋絲網包（2)的波紋軸線方向與水平線之間的夾角為 0°〇5. 根據權利要求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. 根據權利要求5所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋絲網片 (201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)相等，當h3 = h4時，兩個相鄰波紋絲 網包(2)之間的間隙等于波紋板條(3)的厚度。7. 根據權利要求5所述的一種新型催化蒸餾組件，其特征在于，所述的波紋絲網片 (201)的波峰高度(h3)和波紋板條(3)的波峰高度(h4)不相等；當h3辛h4時，并有h3>h4和 h3<h4的兩種結構形式，兩個相鄰波紋絲網包（2)之間的間隙由波紋板條(3)的波峰高度 (h4)決定。8. 根據權利要求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 或2個以上。
【文檔編號】B01J8/02GK105920867SQ201610537448
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月8日
【發明人】劉文飛, 張貞偉, 張勇, 高永林, 毛進池
【申請人】凱瑞環保科技股份有限公司