[发明专利]一种具有亲水性的组合规整填料

说明书

本发明涉及一种具有亲水性的组合规整填料，其组件由组件A和组件B构成。组件A是缝合而成的长方形催化剂包，内部填充催化剂；组件B是经过特定技术在填料表面添加涂层后的规整填料片，将组件A和组件B按照一定的比例分别交替放置形成本发明的具有高润湿性的规整填料。经过特定表面技术改性后的规整填料片增加了金属表面的亲水性，使规整填料表面的液膜变厚和更多液体在金属表面铺展，有效促进气液相的接触和传质。组件A和组件B的交替排列增加了气液相的流动通道，降低压降；填料表面亲水性的增强促进液体在金属表面的铺展，促进气液相的接触和传质，提高流体的扩散及返混，提高反应物及催化剂的利用率。

技术领域

本发明涉及一种规具有亲水性的组合规整填料，适用于催化精馏塔，可以有效降低压降、促进液体在金属表面的铺展，提高传质效率。

背景技术

反应精馏塔将化学反应与分离过程相耦合有效减少设备投资，且提高化学转化率，充分利用反应热，其工艺已成功应用于工业中。对反应精馏工艺中关键设备反应精馏塔的研究开发有利于提高工艺的绿色生产及节能环保。反应精馏塔内需装填固体催化剂，催化剂的装填方式对气液相接触、反应转化率及传质过程均有影响，研究出高效节能的装填方式可以提高传质效率从而达到节能的目的。

目前国内外有较多相关专利对催化剂装填方式进行研究，美国专利4242530提出捆扎包规整填料，捆扎包规整填料由催化剂袋和不锈钢丝网构成，催化剂袋由无机非金属材料缝合成小袋，再往袋中填装催化剂后缝合形成催化剂袋。将催化剂袋和不锈钢丝网交叠卷成圆柱状形成捆扎包规整填料。催化剂袋中每个小袋间的间距固定且可调控，可保证液体可以自由流动。不锈钢丝网支撑捆扎包结构，提供了足够的气相通道。而捆扎包式规整填料的比表面积由纤维和不锈钢丝网提供，比表面积较小，且虽然捆扎包式规整填料的持液量较大，而大部分液体由于表面张力附着在纤维缝合部分，这部分液体并不能有效的参与实验部分。中国专利102824890中天津大学提出了一种具有交替流动结构的催化精馏填料，由组件A和组件B构成，组件A是将用丝网包裹住开窗导流填料片及催化剂并将丝网缝合，组件B为规整填料。开窗导流填料片增大了气液相的传质过程，减少催化剂的用量。

发明内容

为了增强气液相间的接触传质，依据液膜理论，增强液体在固体表面的铺展可以有效提高气液的有效接触面积，从而提高气液传质效率及催化剂的利用率，同时该规整填料可以实现对压降及处理量的调控。

本发明是这样实现的：

一种具有亲水性的组合规整填料，是由组件A和组件B组合而成。组件A是缝合而成的长方形催化剂包，内部填充催化剂；组件B是经过特定技术在填料表面添加涂层后的规整填料片，将组件A和组件B按一定的比例分别交替放置形成规整填料。

所述的组件A的材质可为玻璃纤维布、尼龙布等材料，具有抗腐蚀性能，且可根据实际物料进行改变。

所述的组件A中催化剂包大小和催化剂包间距可控，依据催化剂颗粒尺寸及填料高度进行调控，催化剂包的大小范围可为50mm-1000mm，催化剂包间距范围可为 10mm-1000mm。

所述的组件B是经过特定技术在填料表面添加涂层后的规整填料片，规整填料片可为金属板波纹填料、开窗导流式填料、孔波波纹填料等金属填料片。

所述的组件B中的特定技术可为等离子喷涂法、电弧喷涂法、电化学法、溶胶凝胶法、浆液法、电泳沉积法等。

所述的组件B中的涂层为氧化锌涂层、氧化铝涂层、氧化钛涂层等。

所述的组件B中涂层的添加使金属表面与水的接触角降低至0～50°。

所述的组件A和组件B的数量比范围为20:1至1:20。