專利名稱：一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境領(lǐng)域使用的凈化反應(yīng)裝置，更具體地講，涉及一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)廢水因具有污染物濃度高、毒性大、可生化性差等特點，對生態(tài)環(huán)境造成嚴重威脅，其中微電解技術(shù)由于處理效果好、原料簡單、來源廣泛等特點而成為重要的工業(yè)廢水污染控制技術(shù)。微電解技術(shù)又稱內(nèi)電解法、鐵炭法、腐蝕電池法、鐵屑過濾法、零價鐵法，具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、占地面積小、材料簡便易得、裝置易于定型化和工業(yè)化等優(yōu)點。該技術(shù)始于20世紀70年代，最初在美、日等國家引起廣泛重視，近幾年來，應(yīng)用這一技術(shù)處理印染廢水、電鍍廢水、石油化工廢水、制藥廢水等的報道越來越多。由于該技術(shù)利用廢鐵屑、焦炭等為原料，消耗少量電力資源，具有“以廢治廢”的意義。雖然微電解技術(shù)有著許多優(yōu)點，但在實際工程應(yīng)用過程中，還存在著以下不足(1)鈍化現(xiàn)象利用微電解法進行廢水處理時，在填料(往往為鐵屑和焦炭粉的簡單混合物)表面會形成一層鈍化膜，這層膜阻斷了水中的有毒有害物質(zhì)與填料的接觸，從而對處理效果有影響。這一現(xiàn)象在處理中性廢水時尤其明顯。(2)鐵屑板結(jié)和填料床溝流利用微電解技術(shù)進行廢水處理時，會出現(xiàn)填料層板結(jié)成為一個整體，從而出現(xiàn)溝流現(xiàn)象，嚴重影響處理效果，而且當微電解塔過高時，由于底部的填料壓實作用過大，更加容易結(jié)塊。(3)填料補充與更換目前采用的填料主要是粒狀混合填料，這種填料的比表面積大，但在定期的補充與更換過程中存在著諸多不便。

實用新型內(nèi)容本實用新型的技術(shù)方案旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種微電解反應(yīng)裝置， 解決現(xiàn)有微電解方式中鐵屑易鈍化、填料層板結(jié)、處理效率不高、填料補充以及反應(yīng)器運行不穩(wěn)定的問題。本實用新型所要解決的技術(shù)問題可通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，包括冷凝器1、回流比控制器2、再沸器3、進料泵4和催化精餾塔5 ；所述催化精餾塔由精餾區(qū)I、催化反應(yīng)區(qū)II和提餾區(qū)III組成；所述再沸器與催化精餾塔中提餾區(qū)的底部相連接，為催化精餾塔提供熱量；所述冷凝器與催化精餾塔中精餾區(qū)的頂部相連接，為催化精餾塔提供回流液；所述回流比控制器與冷凝器和催化精餾塔中精餾區(qū)的頂部相連接，用于控制催化精餾反應(yīng)的回流比，所述催化反應(yīng)區(qū) II包括有催化反應(yīng)段7，所述催化反應(yīng)段7由集液板9、升氣管11、催化劑包12、支撐板14 和底板16組成；所述集液板設(shè)置在升氣管的頂部；在所述集液板下端的升氣管的管壁上設(shè)置有溢流孔10，所述溢流孔高于催化劑包12，以保證催化劑包12浸泡在液相物料中；在所述底板上面設(shè)置有穿通底板的淚孔15 ；在所述支撐板上面設(shè)置有催化劑包12和穿通支撐板的篩孔13 ；所述升氣管穿通底板和支撐板，并分布在催化劑包之間；位于支撐板和底板之間的升氣管的管壁上面設(shè)置有漏液孔17。所述精餾區(qū)I由至少一個精餾段6組成，例如1-5個精餾段。所述精餾區(qū)I的填料可以是高效金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料，如CDG-1700y，CDG_1700x，CY-700型，BX-500型，ΑΧ-250 型，還可以是散堆填料，如θ環(huán)填料，三角螺旋填料。所述提餾區(qū)III由至少一個提餾段8組成，例如1-5個提餾段。所述提餾區(qū)III 的填料可以是高效金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料，如CDG-1700y，CDG_1700x，CY-700型，BX-500型， ΑΧ-250型，還可以是散堆填料，如θ環(huán)填料，三角螺旋填料。所述篩孔的形狀為圓形、三角形或者矩形。所述篩孔的分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布。所述篩孔的大小可以根據(jù)液量進行選擇，例如0.5-10mm。所述篩孔的數(shù)目可以根據(jù)液量進行選擇，例如5-200個。所述淚孔的形狀為圓形、三角形或者矩形。所述淚孔的分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布。所述淚孔的大小可以根據(jù)液量進行選擇，例如0. l-10mm。所述淚孔的數(shù)目可以根據(jù)液量進行選擇，例如1-50個。所述溢流孔的形狀為圓形、三角形或者矩形。所述溢流孔的分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布。所述溢流孔的大小可以根據(jù)液量進行選擇，例如0.5-10mm。所述溢流孔的數(shù)目可以根據(jù)液量進行選擇，例如5-100個。所述漏液孔的形狀為圓形、三角形或者矩形。所述漏液孔的分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布。所述漏液孔的大小可以根據(jù)液量進行選擇，例如0.5-10mm。所述漏液孔的數(shù)目可以根據(jù)液量進行選擇，例如2-100個。所述升氣管的數(shù)量可以根據(jù)塔內(nèi)的氣相負荷和催化精餾塔的橫截面積進行選擇， 例如10-50個。所述升氣管的橫截面積可以根據(jù)氣量進行選擇，例如各個升氣管橫截面積的總和占催化精餾塔橫截面的3-90%。所述升氣管的分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布。所述升氣管橫截面的形狀為圓形、三角形或者矩形。本實用新型采用的技術(shù)方案可用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，例如微電解等反應(yīng)，可采用諸如大孔強酸性陽離子交換樹脂，如DOOl型、NKC-9型、Amberlystl5，或分子篩催化劑，如HZSM-5型分子篩，微電解填料等。本實用新型采用的技術(shù)方案具有過程簡單、易操作等優(yōu)點，將整個催化反應(yīng)段的空間分為液相區(qū)和氣相區(qū)，催化劑裝填在液相區(qū)，因此反應(yīng)段催化劑裝填量大、持液量大，氣體從提餾段沿升氣管上升，精餾段下降的液體進入液相區(qū)與其中的催化劑接觸發(fā)生反應(yīng)，該結(jié)構(gòu)可確保液體與催化劑有較長的接觸時間；此外，反應(yīng)段還有收集、再分布液體的作用，可改進最終效果。

圖1本實用新型的反應(yīng)裝置示意圖。圖2本實用新型中催化反應(yīng)段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3本實用新型中催化反應(yīng)段中A局部放大示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。[0021]制備系統(tǒng)的實施方式如圖1、圖2和圖3所示，本實用新型的反應(yīng)裝置，包括冷凝器1、回流比控制器2、 再沸器3、進料泵4和催化精餾塔5。所述催化精餾塔由精餾區(qū)I、催化反應(yīng)區(qū)II和提餾區(qū) III組成。所述再沸器與催化精餾塔中提餾區(qū)的底部相連接，為催化精餾塔提供熱量。所述冷凝器與催化精餾塔中精餾區(qū)的頂部相連接，為催化精餾塔提供回流液。所述回流比控制器與冷凝器和催化精餾塔中精餾區(qū)的頂部相連接，用于控制催化精餾反應(yīng)的回流比。所述催化反應(yīng)區(qū)II包括有催化反應(yīng)段7。催化反應(yīng)段7由集液板9、升氣管11、催化劑包12、支撐板14和底板16組成。所述集液板設(shè)置在升氣管的頂部。在集液板下端的升氣管的管壁上設(shè)置有溢流孔10，所述溢流孔高于催化劑包12，以保證催化劑包12浸泡在液相物料中。 在所述底板上面設(shè)置有穿通底板的淚孔15。在所述支撐板上面設(shè)置有催化劑包12和穿通支撐板的篩孔13。所述升氣管穿通底板和支撐板，并分布在催化劑包之間。位于支撐板和底板之間的升氣管的管壁上面設(shè)置有漏液孔17。所述支撐板14設(shè)置在底板16的上面，兩者并不接觸，間距為50mm。精餾區(qū)I由至少一個精餾段6組成，例如1-5個精餾段。所述精餾區(qū)I的填料可以是高效金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料，如CDG-1700y，CDG_1700x，CY-700型，BX-500型，ΑΧ-250型， 還可以是散堆填料，如θ環(huán)填料，三角螺旋填料。提餾區(qū)III由至少一個提餾段8組成，例如1-5個提餾段。所述提餾區(qū)III的填料可以是高效金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料，如CDG-1700y，CDG_1700x，CY-700型，BX-500型，ΑΧ-250 型，還可以是散堆填料，如θ環(huán)填料，三角螺旋填料。篩孔13的形狀為圓形、三角形或者矩形；分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布；大小可以根據(jù)液量進行選擇，例如0. 5-10mm ；數(shù)目可以根據(jù)液量進行選擇，例如 5-200 個。淚孔15的形狀為圓形、三角形或者矩形；分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布；大小可以根據(jù)液量進行選擇，例如0. I-IOmm ；數(shù)目可以根據(jù)液量進行選擇，例如1_50 個。溢流孔10的形狀為圓形、三角形或者矩形；分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布；大小可以根據(jù)液量進行選擇，例如0. 5-10mm ；數(shù)目可以根據(jù)液量進行選擇，例如 5-100 個。漏液孔17的形狀為圓形、三角形或者矩形；分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布；大小可以根據(jù)液量進行選擇，例如0. 5-10mm ；數(shù)目可以根據(jù)液量進行選擇，例如 2-100 個。催化反應(yīng)段7的空間分為液相區(qū)和氣相區(qū)，提餾段上升的蒸汽經(jīng)過升氣管11直接進入上段而不與催化劑包12接觸。精餾區(qū)I下降的液體進入液相區(qū)，在底板16上累積并在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)完的液體經(jīng)漏液孔17流出反應(yīng)段。操作達穩(wěn)態(tài)后，反應(yīng)段的催化劑完全浸泡在液體中。溢流孔10水平分布在升氣管的上端接近上沿處。底板上的淚孔15和升氣管上的溢流孔10具有調(diào)節(jié)反應(yīng)段操作彈性的作用。溢流孔的高度主要取決于催化劑的裝填量，應(yīng)略高于催化劑床層，以保證催化劑浸泡在液相物料中。液體可從溢流孔10或者漏液孔17流出，最好從漏液孔流出反應(yīng)段。升氣管的數(shù)量可以根據(jù)塔內(nèi)的氣相負荷和催化精餾塔的橫截面積進行選擇，例如10-50個；升氣管的橫截面積可以根據(jù)氣量進行選擇，例如各個升氣管橫截面積的總和占催化精餾塔橫截面的3-90%;升氣管的分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布；橫截面的形狀為圓形、三角形或者矩形；高度取決于催化劑的裝填量，催化劑的裝填量越高，升氣管越高，升氣管的高度一般為400 3000mm。 本實用新型的技術(shù)方案具有過程簡單、易操作等優(yōu)點，由于催化反應(yīng)段采用了特殊結(jié)構(gòu)，將整個催化反應(yīng)區(qū)的空間分為液相區(qū)和氣相區(qū)，催化劑裝填在液相區(qū)，因此反應(yīng)段催化劑裝填量大、持液量大，氣體從提餾區(qū)沿著升氣管上升，從精餾區(qū)下降的液體進入液相區(qū)與其中的催化劑接觸發(fā)生反應(yīng)，該結(jié)構(gòu)可確保液體與催化劑有較長的接觸時間；此外，反應(yīng)段還有收集、再分布液體的作用，可改進精餾分離的效果，明顯提高轉(zhuǎn)化率。
權(quán)利要求1.一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，包括冷凝器、回流比控制器、再沸器、進料泵和催化精餾塔；所述催化精餾塔由精餾區(qū)(I)、催化反應(yīng)區(qū)(II)和提餾區(qū)(III)組成；所述再沸器與催化精餾塔中提餾區(qū)的底部相連接，為催化精餾塔提供熱量；所述冷凝器與催化精餾塔中精餾區(qū)的頂部相連接，為催化精餾塔提供回流液；所述回流比控制器與冷凝器和催化精餾塔中精餾區(qū)的頂部相連接，用于控制催化精餾反應(yīng)的回流比，其特征在于，所述催化反應(yīng)區(qū)(II)包括有催化反應(yīng)段，所述催化反應(yīng)段由集液板、升氣管、催化劑包、支撐板和底板組成；所述集液板設(shè)置在升氣管的頂部；在所述集液板下端的升氣管的管壁上設(shè)置有溢流孔，所述溢流孔高于催化劑包，以保證催化劑包浸泡在液相物料中；在所述底板上面設(shè)置有穿通底板的淚孔；在所述支撐板上面設(shè)置有催化劑包和穿通支撐板的篩孔；所述升氣管穿通底板和支撐板，并分布在催化劑包之間；位于支撐板和底板之間的升氣管的管壁上面設(shè)置有漏液孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述篩孔的形狀為圓形、三角形或者矩形，其分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布，所述篩孔的大小為0. 5-10_，所述篩孔的數(shù)目為5-200個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述淚孔的形狀為圓形、三角形或者矩形，其分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布，所述淚孔的大小為0. 1-lOmm，所述淚孔的數(shù)目為1_50個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述溢流孔的形狀為圓形、三角形或者矩形，其分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布，所述溢流孔的大小為0. 5-10mm，所述溢流孔的數(shù)目為5-100個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述漏液孔的形狀為圓形、三角形或者矩形，其分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布，所述漏液孔的大小為0. 5-10mm，所述漏液孔的數(shù)目為2-100個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述升氣管的分布為三角形分布、條形分布或者矩形分布，所述升氣管橫截面的形狀為圓形、三角形或者矩形，所述升氣管的數(shù)量為10-50個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述精餾區(qū)(I)由至少一個精餾段組成，其中使用的填料可以是高效金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料，如 CDG-1700y，CDG-1700x，CY-700型，BX-500型，AX-250型，還可以是散堆填料，如θ環(huán)填料， 三角螺旋填料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，其特征在于，所述提餾區(qū)(III)由至少一個提餾段組成，其中使用的填料可以是高效金屬絲網(wǎng)規(guī)整填料，如 CDG-1700y，CDG-1700x，CY-700型，BX-500型，AX-250型，還可以是散堆填料，如θ環(huán)填料，三角螺旋填料。
專利摘要本實用新型公開了一種用于氣液物相交換的反應(yīng)裝置，反應(yīng)裝置主要由再沸器、催化精餾塔、冷凝器、進料泵和回流比控制器組成，其中催化精餾塔有由集液板、升氣管、催化劑包、支撐板和底板組成的催化反應(yīng)段，在集液板下端的升氣管的管壁上有溢流孔，其高于催化劑包，在底板上面有淚孔，在支撐板上面有催化劑包和篩孔，位于支撐板和底板之間的升氣管的管壁上有漏夜孔。本實用新型采用的技術(shù)方案具有過程簡單、易操作等優(yōu)點，將整個催化反應(yīng)段的空間分為液相區(qū)和氣相區(qū)，該結(jié)構(gòu)可確保液體與催化劑有較長的接觸時間；此外，反應(yīng)段還有收集、再分布液體的作用，可改進最終效果。
文檔編號C02F1/04GK202191717SQ20112031436
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者卿小飛 申請人:天津大學