專利名稱：一種用于催化反應研究的反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種反應器，具體地說涉及一種用于催化反應研究的反應器。
背景技術：
實驗室進行非均相催化反應研究時，通常在固定床反應器中進行。催化劑裝入反應器中，反應物從上部進入，下部流出，經過催化劑床層。在催化劑的作用下，反應物轉化為產物。
但是固定床反應器具有以下缺點(1)對于顆粒較大的催化劑，由于反應器管壁與顆粒的間隙較大，使一部分反應物不與催化劑接觸而沿管壁流出，從而得不到真實的反應結果。(2)在反應動力學研究中，需要考察反應組分、溫度與反應速率之間的關系。沿著催化劑床層反應物逐步轉化，反應熱陸續(xù)釋放，因而沿著催化劑床層溫度及反應物濃度在逐漸變化，在反應器出口處得到的是不同反應物濃度及反應溫度對反應速率連續(xù)作用的積分結果，得不到一定溫度及濃度下的催化劑的反應速率。
因而，為了解決固定床反應器不能評價較大顆粒催化劑及其具有積分效應這一問題，設計出兩種無梯度反應器用于評價較大顆粒催化劑，并進行催化反應動力學研究。
1.轉籃式無梯度反應器第一種是轉籃式無梯度反應器，卡伯力(Carberry)教授發(fā)明的催化劑運動的反應器。在這種反應器中，催化劑被裝入兩個或四個籃筐中，籃筐在反應物中旋轉。類似攪拌葉片的高速旋轉籃筐帶動催化劑攪動反應物，使反應器內流體相中的濃度及溫度趨于均勻。
然而，轉籃式無梯度反應器，具有以下缺點(1)由于只有兩個或四個籃筐，故催化劑的裝量受到限制，只能裝少量的催化劑，延長了催化劑的評選周期。
(2)只有兩個或四個籃筐，因而反應器內的自由空間太大，在自由空間對反應過程產生影響的反應中，不易使用。
2.伯體(Berty) 無梯度反應器第二種是Berty無梯度反應器，伯體(Berty)博士發(fā)明的催化劑處于固定位置的反應器。在這種反應器中，催化劑裝入催化劑筐中，位于催化劑下方的螺旋槳推動流體從下向上快速通過催化劑床層。高速流動的流體在反應器內引起強烈的混合，使反應器內的濃度梯度及溫度梯度降到最小。
Berty無梯度反應器，具有以下缺點(1)由于螺旋槳在反應器的下部，反應產物易通過傳動軸承流入旋轉軸的套管中去。而易凝固的重質組分，會在套管中凝固，進而阻礙攪拌軸的正常旋轉，故不適合產物中含重質組分的反應，如費托合成反應。
(2)由于電機及傳動裝置在反應器的下部，若電機及傳動裝置出現(xiàn)問題，則只有停止反應，卸開反應器進行處理，這會中斷評價催化劑壽命的長期運行實驗。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能應用于產物中含重質組分的反應，能裝載較多催化劑，使用壽命長的反應器。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的它是由釜蓋、釜體、反應物入口、產物出口、測溫口、馬達傳動軸、槳葉、催化劑轉環(huán)組成，其特征在于所述的釜體是U字形，在釜蓋上有反應物入口和測溫口，在釜體底部有產物出口，馬達傳動軸通過釜蓋伸入U字形釜內，槳葉固定在馬達傳動軸上，催化劑轉環(huán)由下壓板，上壓板，內篩網、外篩網組成，并位于U字形釜體內，內篩網、外篩網位于上壓板和下壓板之間，上壓板和下壓板與馬達傳動軸固定，上壓板與槳葉相連。
如上所述的馬達傳動軸通過安裝于釜蓋上的軸承固定于釜蓋上。
如上所述的上壓板與槳葉由連接件相連。
如上所述的下壓板和上壓板由螺栓連接。
如上所述的內篩網和外篩網是由燒結金屬網制成，如上所述的外篩網的網孔直徑大于內篩網的網孔直徑本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點(1)可用于工業(yè)原顆粒催化劑的反應。
(2)可裝載大量的催化劑，減少催化劑的評價周期。
(3)可應用于產物中含重質組分的反應，如費托合成反應。
(4)可用于氣固反應也可用于氣液固反應，具有應用范圍廣的特點。
(5)結構簡單，使用壽命長。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明作詳細描述。


圖1為本發(fā)明的反應器的剖面圖。
圖2為本發(fā)明的槳葉的俯視圖。
圖3為本發(fā)明的槳葉的側視圖。
圖4為本發(fā)明的反應器中連接件的結構剖面圖。
圖5為本發(fā)明的上壓板的結構剖面圖。
圖6為本發(fā)明的下壓板的結構剖面圖如圖所示，U字形釜體1及釜蓋2由螺栓3連接，U字形釜體1及釜蓋2間的密封環(huán)4被壓緊以保證反應器的密封。釜蓋2的中心有一個馬達傳動軸孔，馬達傳動軸11從此孔下伸進入反應器中，馬達傳動軸11在反應器外由軸承12、延長管10支撐；槳葉8上有四個平直葉片23，分布在對面的兩個葉片23上每個分別有兩個螺栓孔19；槳葉8的圓桶上分布四個螺栓孔9，一面2個，呈對稱分布，槳葉8由緊固螺絲通過孔9固定在馬達傳動軸11上，連接件7為一片狀，上面分布4個螺栓孔19，上壓板5由筋24、凹槽25和內孔26組成，凹槽25上面均勻分布4個螺栓孔7。下壓板22由筋24、凹槽25和內孔27組成，內孔27比上壓板5的內孔26小，馬達傳動軸11上套有上壓板5，兩個連接片13將上壓板5和槳葉8用固定螺絲19連接，馬達傳動軸11下端由下螺栓21將下壓板22托起。外篩網18和內篩網16位于上壓板5和下壓板22的凹槽25內，外篩網18比內篩網16的網孔直徑大，外篩網18和內篩網16的環(huán)隙間有催化劑17，上壓板5和下壓板22依靠四個螺栓連接件7、螺母6連接。釜蓋2上有一個孔為反應物入口14，另一個孔是測溫孔15。此結構保證槳葉8推動流體自內向外通過薄的催化劑床17，釜體1底部上有產物出口20。
權利要求
1.一種用于催化反應研究的反應器是由釜蓋(2)、釜體(1)、反應物入口(14)、產物出口(20)、測溫口(15)、馬達傳動軸(11)、槳葉(8)、催化劑轉環(huán)組成，其特征在于所述的釜體(1)是U字形，在釜蓋(2)上有反應物入口(14)和測溫口(15)，在釜體(1)底部有產物出口(20)，馬達傳動軸(11)通過釜蓋(2)伸入U字形釜體(1)內，槳葉(23)固定在馬達傳動軸(11)上，催化劑轉環(huán)由上壓板(5)，下壓板(22)，內篩網(16)、外篩網(18)組成，并位于U字形釜體(1)內，內篩網(16)、外篩網(18)位于上壓板(5)和下壓板(22)之間，上壓板(5)和下壓板(22)與馬達傳動軸(11)固定，上壓板(5)與槳葉(8)相連。
2.如權利要求1所述的一種用于催化反應研究的反應器，其特征在于所述的馬達傳動軸(11)通過安裝于釜蓋(2)上的軸承(12)固定于釜蓋(2)上。
3.如權利要求1所述的一種用于催化反應研究的反應器，其特征在于所述的上壓板(5)與槳葉(8)由連接件(13)相連。
4.如權利要求1所述的一種用于催化反應研究的反應器，其特征在于所述的上壓板(5)和下壓板(22)由螺栓連接。
5.如權利要求1所述的一種用于催化反應研究的反應器，其特征在于所述的內篩網(16)和外篩網(18)是由燒結金屬網制成。
6.如權利要求1所述的一種用于催化反應研究的反應器，其特征在于所述的外篩網(18)的網孔直徑大于內篩網(16)的網孔直徑。
全文摘要
一種用于催化反應研究的反應器由釜蓋(2)、釜體(1)、反應物入口(14)、產物出口(20)、測溫口(15)、馬達傳動軸(11)、槳葉(8)、催化劑轉環(huán)組成，釜體(1)是U字形，在釜蓋(2)上有反應物入口(14)和測溫口(15)，在釜體(1)底部有產物出口(20)，馬達傳動軸(11)通過釜蓋(2)伸入U字形釜體(1)內，槳葉(23)固定在馬達傳動軸(11)上，催化劑轉環(huán)由上壓板(5)，下壓板(22)，內篩網(16)、外篩網(18)組成，并位于U字形釜體(1)內，內篩網(16)、外篩網(18)位于上壓板(5)和下壓板(22)之間，上壓板(5)和下壓板(22)與馬達傳動軸(11)固定，上壓板(5)與槳葉(8)相連。本發(fā)明具有裝載大量的催化劑，減少催化劑的評價周期。用于含重質組分的反應，結構簡單，使用壽命長的優(yōu)點。
文檔編號B01J19/18GK1579612SQ20041003808
公開日2005年2月16日 申請日期2004年5月19日 優(yōu)先權日2004年5月19日
發(fā)明者李永旺, 張榮樂, 李偉, 白亮, 相宏偉, 周敬來 申請人:中國科學院山西煤炭化學研究所