一种膜催化反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种膜催化反应装置，包括至少一个膜催化反应器，膜催化反应器包括催化反应器芯以及壳体，催化反应器芯包括罩壳、金属内架以及金属网基纳米薄膜催化剂，金属网基纳米薄膜催化剂卷绕固定于金属内架上，罩壳罩设于卷绕有金属网基纳米薄膜催化剂的金属内架的端部。壳体为柱状结构，催化反应器芯设置于壳体内，且壳体上具有第一进口及第一出口，物料自第一进口进入催化反应器芯并与金属网基纳米薄膜催化剂发生反应后，自第一出口排出所述壳体。本发明专利技术能解决现有技术中催化反应装置催化效率低、安全性不佳的问题。安全性不佳的问题。安全性不佳的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种膜催化反应装置


[0001]本专利技术涉及膜催化反应领域，尤其涉及一种膜催化反应装置。

技术介绍

[0002]在成规模的工业化生产过程中，很多合成或生产工艺都需要应用催化反应器。但是现有的催化反应器所使用的催化反应技术都不同程度地存在一些缺陷，例如：(1)催化反应器内的催化剂的催化活性小，反应效率低；(2)颗粒状、蜂窝状催化剂蓄热系数高，催化床层局部温差大，造成反应不均匀，产品纯度低；(3)蓄热型催化剂局部高温易发生危险。例如RCO装置中催化剂局部温度超过VOCs自燃点，当VOCs浓度超过爆炸下限时，易发生爆炸。因此，有必要探索一种全新的催化反应装置以克服这些问题。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术提供一种膜催化反应装置，以解决现有技术中催化反应装置催化效率低、安全性不佳的问题。
[0004]为达上述目的，本专利技术提供一种膜催化反应装置，所述膜催化反应装置包括至少一个膜催化反应器，所述膜催化反应器包括：催化反应器芯，包括罩壳、金属内架以及金属网基纳米薄膜催化剂，所述金属网基纳米薄膜催化剂卷绕固定于所述金属内架上，所述罩壳罩设于卷绕有所述金属网基纳米薄膜催化剂的所述金属内架的端部；以及壳体，所述壳体为柱状结构，所述催化反应器芯设置于所述壳体内，且所述壳体上具有第一进口以及第一出口，物料自所述第一进口进入所述催化反应器芯并与所述金属网基纳米薄膜催化剂发生反应后，自所述第一出口排出所述壳体。
[0005]作为可选的技术方案，所述金属网基纳米薄膜催化剂为利用原位生长技术于金属网芯上生长出催化膜。
[0006]作为可选的技术方案，所述催化膜为高熵合金陶瓷催化膜。
[0007]作为可选的技术方案，所述金属网芯由多层金属网层叠形成。
[0008]作为可选的技术方案，所述金属网的层数为80～300层。
[0009]作为可选的技术方案，所述金属网为不锈钢网或铜网。
[0010]作为可选的技术方案，形成所述金属网的不锈钢或铜丝为400～1200目且直径为0.2～0.25mm。
[0011]作为可选的技术方案，所述壳体内设置有多个所述催化反应器芯。
[0012]作为可选的技术方案，多个所述催化反应器芯在所述壳体内均匀分布。
[0013]作为可选的技术方案，所述壳体上还包括第二进口。
[0014]作为可选的技术方案，所述膜催化反应装置包括第一进料管、第一出料管以及多个所述膜催化反应器，所述第一进料管依次连通多个所述膜催化反应器的第一进口，所述第一出料管依次连通多个所述膜催化反应器的第一出口。
[0015]作为可选的技术方案，所述膜催化反应装置包括第二进料管、第二出料管、多个膜
催化反应器组，每个膜催化反应器组由多个所述膜催化反应器串联连通形成，每个膜催化反应器组具有物料进口以及产物出口，所述第二进料管连通每个膜催化反应器组的物料进口，所述第二出料管连通每个膜催化反应器组的产物出口。
[0016]作为可选的技术方案，所述壳体为圆筒形。
[0017]作为可选的技术方案，还包括风机，所述风机设置于第一进口以及第一出口处。
[0018]作为可选的技术方案，所述壳体为不锈钢材质。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的膜催化反应装置利用金属丝网基纳米薄膜催化剂固定在金属内架上形成催化反应器芯，再根据工业生产实际需求配置催化反应器芯及膜催化反应器的数量和并串联关系，使得本专利技术的膜催化反应装置具有以下优点：(1)在催化反应发生的同时，能够选择性地脱除产物，以加速反应突破反应平衡的限制，减少副反应，从而达到“超平衡”提高反应产率、转化率和选择性；(2)金属丝网基纳米薄膜催化剂的膜催化的特殊结构形式，使得催化剂中毒的概率大幅降低；(3)绝热式膜催化反应器的金属纤维针织结构导热快，催化层温度均匀，本质防爆。而且，膜催化反应装置能够实现规整填料型固定床催化模式，不仅效率高，安全性也高，从而可以替代目前石化、化工、制药等行业的体积大、高温高压的流化床、沸腾床及现有的低效率固定床催化反应装置，大幅降低投资成本和运行成本，并提高生产的安全性、可靠性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为本专利技术一实施例的催化反应器芯的各部件的分解示意图；
[0022]图2为图1中的催化反应器芯的各部件的组合示意图；
[0023]图3为本专利技术第一实施例的膜催化反应装置的示意图；
[0024]图4为本专利技术的第二实施例的膜催化反应装置的示意图；
[0025]图5为本专利技术的第三实施例的膜催化反应装置的示意图；
[0026]图6为图5中的膜催化反应装置的膜催化反应器的分布示意图；
[0027]图7为本专利技术的第四实施例的膜催化反应装置的示意图；
[0028]图8为本专利技术的第五实施例的膜催化反应装置的示意图。
具体实施方式
[0029]为使对本专利技术的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0031]请参见图1
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图3，图1为本专利技术一实施例的催化反应器芯的各部件的分解示意图，
图2为图1中的催化反应器芯的各部件的组合示意图，图3为本专利技术第一实施例的膜催化反应装置的示意图，本专利技术提供一种膜催化反应装置，上述膜催化反应装置1包括至少一个膜催化反应器，膜催化反应器包括催化反应器芯2以及壳体3，所述催化反应器芯2设置于所述壳体3内，其中所述壳体3例如可以为圆筒形，亦可以为其他形状的柱状结构。催化反应器芯2包括罩壳21、金属内架22以及金属网基纳米薄膜催化剂23，所述金属网基纳米薄膜催化剂23卷绕固定于所述金属内架22上，金属内架22的材质可为不锈钢等金属，所述罩壳21罩设于卷绕有所述金属网基纳米薄膜催化剂23的所述金属内架22的端部221。而且，壳体3上还具有第一进口31以及第一出口32，物料自第一进口31进入所述催化反应器芯2并与金属网基纳米薄膜催化剂23发生催化反应，自所述第一出口32排出所述壳体3。
[0032]而且，壳体3应具有足够的强度，以承受爆炸产生的冲击压力，其中较佳地，所述壳体例如为不锈钢材质。
[0033]其中，上述催化反应器芯2的直径可根据工程实际流体流量计算而定，可大可小。
[0034本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种膜催化反应装置，其特征在于，所述膜催化反应装置包括至少一个膜催化反应器，所述膜催化反应器包括：催化反应器芯，包括罩壳、金属内架以及金属网基纳米薄膜催化剂，所述金属网基纳米薄膜催化剂卷绕固定于所述金属内架上，所述罩壳罩设于卷绕有所述金属网基纳米薄膜催化剂的所述金属内架的端部；以及壳体，所述壳体为柱状结构，所述催化反应器芯设置于所述壳体内，且所述壳体上具有第一进口以及第一出口，物料自所述第一进口进入所述催化反应器芯并与所述金属网基纳米薄膜催化剂发生反应后，自所述第一出口排出所述壳体。2.如权利要求1所述的膜催化反应装置，其特征在于，所述金属网基纳米薄膜催化剂为利用原位生长技术于金属网芯上生长出催化膜。3.如权利要求2所述的膜催化反应装置，其特征在于，所述催化膜为高熵合金陶瓷催化膜。4.如权利要求2所述的膜催化反应装置，其特征在于，所述金属网芯由多层金属网层叠形成。5.如权利要求4所述的膜催化反应装置，其特征在于，所述金属网的层数为80～300层。6.如权利要求4所述的膜催化反应装置，其特征在于，所述金属网为不锈钢网或铜网。7.如权利要求4所述的膜催化反应装置，其特征在于，形成所述金属网的不锈钢或铜丝为400～1200目且直径为0.2～0.25mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱若棨，钱敬吉，
申请(专利权)人：苏州道一至诚纳米材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：