本實(shí)用新型涉及一種新型催化蒸餾組件，適用于各種反應(yīng)精餾的催化蒸餾塔中。

背景技術(shù)：

反應(yīng)精餾已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多催化反應(yīng)，其原理是在精餾塔的精餾段和提餾段之間增加了反應(yīng)精餾段，反應(yīng)精餾段裝入了既具有精餾作用又同時(shí)進(jìn)行催化反應(yīng)的催化蒸餾組件，使得反應(yīng)微環(huán)境下的反應(yīng)物濃度始終最大，而生成物的濃度最小，從而打破了化學(xué)平衡，使化學(xué)反應(yīng)始終正向進(jìn)行，催化蒸餾技術(shù)的應(yīng)用大大提高了反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性。

為了達(dá)到上述目的，公開(kāi)了許多催化蒸餾組件的專(zhuān)利和技術(shù)。專(zhuān)利99223276.7和02233432.7都公開(kāi)了一種催化蒸餾組件的制作方法，其特征是將金屬絲網(wǎng)與裝有催化劑的玻璃纖維網(wǎng)袋卷制而成。專(zhuān)利CN1602988公開(kāi)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(wǎng)容器逐一或間隔的放置到填料板疊放形成的自由通道內(nèi)并通過(guò)在填料波紋板上開(kāi)孔達(dá)到提高組件持液量和傳質(zhì)效果的目的。專(zhuān)利CN101596370公開(kāi)了一種催化劑裝填構(gòu)件及其裝填方法，其特征是將催化劑裝填在特制的筐籃內(nèi)，筐藍(lán)內(nèi)設(shè)置通氣的帽罩，氣體通過(guò)帽罩橫向穿過(guò)催化劑層，與催化劑中的液相發(fā)生傳質(zhì)和催化反應(yīng)。專(zhuān)利ZL201220268070.1公開(kāi)了一種高效催化蒸餾構(gòu)件，其特征是催化蒸餾構(gòu)件由導(dǎo)流槽互成90°角的上下兩個(gè)半圓柱部分構(gòu)成。專(zhuān)利CN 204107073 U公開(kāi)了一種催化蒸餾組件，其特征是裝填催化劑的絲網(wǎng)袋是由斜波紋交錯(cuò)疊加的規(guī)整填料絲網(wǎng)構(gòu)成，且組件的氣相通道是由絲網(wǎng)袋之間加入規(guī)整填料板形成。

上述專(zhuān)利的構(gòu)造和制作都較復(fù)雜，導(dǎo)致氣相和液相阻力較大，且組件耗材較多。本實(shí)用新型催化蒸餾組件采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網(wǎng)片并以波峰底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合焊接形成的排管作為催化劑包，以直板條夾在兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間，使兩個(gè)波紋絲網(wǎng)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(kuò)散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質(zhì)傳熱效率，使得本實(shí)用新型具有較高的理論板數(shù)，而且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，材料消耗較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，而提供一種新型的高效率的催化蒸餾組件。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

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(wǎng)包(2)、直板條(3)和板條拉筋(4)；所述的波紋絲網(wǎng)包(2)內(nèi)裝填催化劑顆粒填料(1)；所述的波紋絲網(wǎng)包(2)為多片；所述的波紋絲網(wǎng)包(2)由所述的直板條(3)間隔定位和支撐；所述的板條拉筋(4)與各直板條(3)的同一端焊接連接。

所述的直板條(3)夾在兩個(gè)相鄰的波紋絲網(wǎng)包(2)之間，所述的直板條(3)兩端焊接固定在所述的板條拉筋(4)上，所述的直板條(3)與所述的板條拉筋(4)形成固定框架。

所述的兩個(gè)相鄰的波紋絲網(wǎng)包(2)的波峰和波谷為水平對(duì)應(yīng)，并被直板條(3)隔開(kāi)以形成氣相通道，所形成的氣相通道的水平寬度為波紋絲網(wǎng)包(2)的單個(gè)波紋絲網(wǎng)片(201)的波峰高度與直板條(3)的厚度之和。

所述的波紋絲網(wǎng)包(2)是由兩片相同的波紋絲網(wǎng)片(201)以波峰底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合形成排管狀，排管內(nèi)裝催化劑顆粒填料(1)；所述的形成波紋絲網(wǎng)包的兩片波紋絲網(wǎng)片(201)扣合后的周邊和波谷以焊接方式連接和封口。

所述的波紋絲網(wǎng)包(2)形成的排管方向?yàn)檩S向水平，即，波紋絲網(wǎng)包(2)的波紋軸線(xiàn)方向與水平線(xiàn)之間的夾角為0°。

所述的固定框架有2個(gè)或2個(gè)以上。

本實(shí)用新型技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型催化蒸餾組件采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網(wǎng)片并以波峰對(duì)應(yīng)的底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合焊接形成的排管作為催化劑包，以直板條夾在兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間，使兩個(gè)波紋絲網(wǎng)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(kuò)散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質(zhì)傳熱效率，使得本實(shí)用新型具有較高的理論板數(shù)，而且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，材料消耗較少。

附圖說(shuō)明

圖1：本實(shí)用新型催化蒸餾組件結(jié)構(gòu)組裝示意圖；

圖2‐1為本實(shí)用新型波紋絲網(wǎng)包結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2‐2為圖2‐1的A向示意圖；

圖2‐3為圖2‐1的分解示意圖；

圖3‐1為本實(shí)用新型B向示意圖，

圖3‐2、圖3‐3、圖3‐4為圖3‐1分解示意圖；

其中，1、催化劑顆粒填料，2、波紋絲網(wǎng)包，3、直板條，4、板條拉筋，201、波紋絲網(wǎng)，L、催化蒸餾組件的長(zhǎng)度，H、催化蒸餾組件的高度、D、催化蒸餾組件的寬度，h2、波紋絲網(wǎng)的相鄰波峰中心距，h3、波紋絲網(wǎng)的波峰高度。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，但本實(shí)用新型并不限于以下描述內(nèi)容：

參見(jiàn)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(wǎng)包(2)、直板條(3)和板條拉筋(4)；所述的波紋絲網(wǎng)包(2)內(nèi)裝填催化劑顆粒填料(1)；所述的波紋絲網(wǎng)包(2)為多片見(jiàn)圖1；所述的波紋絲網(wǎng)包(2)由所述的直板條(3)間隔定位和支撐；所述的板條拉筋(4)與各直板條(3)的同一端焊接連接見(jiàn)圖1。

見(jiàn)圖1所述的直板條(3)夾在兩個(gè)相鄰的波紋絲網(wǎng)包(2)之間，所述的直板條(3)兩端焊接固定在所述的板條拉筋(4)上，所述的直板條(3)與所述的板條拉筋(4)形成固定框架。

見(jiàn)圖3所述的兩個(gè)相鄰的波紋絲網(wǎng)包(2)的波峰和波谷為水平對(duì)應(yīng)，并被直板條(3)隔開(kāi)以形成氣相通道，所形成的氣相通道的水平寬度為波紋絲網(wǎng)包(2)的單個(gè)波紋絲網(wǎng)片(201)的波峰高度與直板條(3)的厚度之和。

見(jiàn)圖2‐2、2‐3所述的波紋絲網(wǎng)包(2)是由兩片相同的波紋絲網(wǎng)片(201)以波峰底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合形成排管狀，排管內(nèi)裝催化劑顆粒填料(1)；所述的形成波紋絲網(wǎng)包的兩片波紋絲網(wǎng)片(201)扣合后的周邊和波谷以焊接方式連接和封口。

見(jiàn)圖1所述的波紋絲網(wǎng)包(2)形成的排管方向?yàn)檩S向水平，即，波紋絲網(wǎng)包(2)的波紋軸線(xiàn)方向與水平線(xiàn)之間的夾角為0°。

見(jiàn)圖1所述的固定框架有2個(gè)或2個(gè)以上。

實(shí)施例1：

(1)參見(jiàn)圖1、2、3所示，首先選擇：①顆粒直徑1.5mm的催化劑；②孔徑1mm的304SS不銹鋼絲網(wǎng)；③厚度2mm、寬度20mm的304SS不銹鋼板；

(2)將不銹鋼絲網(wǎng)壓制成波峰高度h3＝20mm，波峰中心距h2＝50mm，長(zhǎng)度L＝800mm，高度H＝400mm的波紋絲網(wǎng)片；

(3)將兩個(gè)波紋絲網(wǎng)片以波峰底邊為鏡像面進(jìn)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(yù)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(wǎng)包；

(4)將不銹鋼板裁剪成長(zhǎng)度400mm的直板條；

(5)將不銹鋼板裁剪成長(zhǎng)度500mm的不銹鋼條作為板條拉筋；

(6)按照附圖1～3所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，最后將板條拉筋逐個(gè)與直板條焊接，從而制成了長(zhǎng)800mm、高400mm、寬500mm、波紋絲網(wǎng)包間隙寬＝h3+2＝22mm的催化蒸餾組件。

實(shí)施例2：

按照實(shí)施例1同樣的方法和步驟，只是波紋絲網(wǎng)的波峰高度h3＝10mm，參見(jiàn)圖1、2、3所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，最后將拉條筋板逐個(gè)與直板條焊接，從而制成了長(zhǎng)800mm、高400mm、寬500mm、波紋絲網(wǎng)包間隙寬12mm的催化蒸餾組件。

實(shí)施例3：

按照實(shí)施例1同樣的方法和步驟，只是直板條的厚度5mm，波峰高度h3＝20mm，參見(jiàn)附圖1、2、3所示的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組裝，最后將板條拉筋逐個(gè)與直板條焊接，從而制成了長(zhǎng)800mm、高400mm、寬500mm、波紋絲網(wǎng)包間隙寬25mm的催化蒸餾組件。

對(duì)比實(shí)施例1：

對(duì)比實(shí)施例1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種催化蒸餾組件，該催化蒸餾組件是將金屬絲網(wǎng)與裝有催化劑的玻璃纖維網(wǎng)袋卷制而成。

對(duì)比實(shí)施例2：

對(duì)比實(shí)施例2為現(xiàn)有技術(shù)中的一種催化蒸餾組件，該催化蒸餾組件是將兩個(gè)波紋交錯(cuò)的金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料板疊焊在一起，依靠金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料板的波紋構(gòu)成催化劑絲網(wǎng)袋，將這種絲網(wǎng)袋疊加在一起構(gòu)成。

對(duì)比實(shí)施例3：

對(duì)比實(shí)施例3為現(xiàn)有技術(shù)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(wǎng)容器逐一或間隔的放置到填料板疊放形成的自由通道內(nèi)并通過(guò)在填料板上開(kāi)孔形成的。

分別取實(shí)施例1～3的催化蒸餾元件和對(duì)比實(shí)施例1～3在內(nèi)徑為300毫米的流體力學(xué)試驗(yàn)裝置上在液體噴淋密度L＝20m³/(m².h)(立方米每小時(shí)每平方米)和氣相動(dòng)能因子Fv＝1.90m/s(kg/m³)0.5進(jìn)行總持液量和壓降的試驗(yàn)和傳質(zhì)性能試驗(yàn)(以傳質(zhì)單元高度H₂₅計(jì))，結(jié)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(shí)通過(guò)的液體量為20立方米，H₂₅指在25℃下進(jìn)行傳質(zhì)試驗(yàn)的傳質(zhì)單元高度。

表1

從表1看出，采用本實(shí)用新型提供的催化蒸餾元件，無(wú)論傳質(zhì)單元高度還是壓降都明顯低于現(xiàn)有的催化蒸餾組件，說(shuō)明本實(shí)用新型的催化蒸餾元件傳質(zhì)效率較高，壓降較低，操作彈性大。

綜上所述，本實(shí)用新型采用兩片相同的徑向呈水平的波紋絲網(wǎng)片并以波峰對(duì)應(yīng)的底邊為鏡像面進(jìn)行鏡像扣合焊接形成的排管作為催化劑包，以直板條夾在兩個(gè)波紋絲網(wǎng)包之間，使兩個(gè)波紋絲網(wǎng)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(kuò)散，增加了氣液相與催化劑之間的橫向傳質(zhì)傳熱效率，使得本實(shí)用新型具有較高的理論板數(shù)，而且本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易，材料消耗較少。

上述實(shí)施例只是為說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思以及技術(shù)特點(diǎn)，并不能以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)該涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。