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一种高温高压浆态床反应装置

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-04-07 15:21:04

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 涂媛 | 2023-04-07 15:21:04

本发明属于化工技术领域,是一种高温高压浆态床反应装置。该装置包括球形串联反应器、气液分离器、气体净化器、膜过滤器等。所述的球形串联反应器由2个以上球形反应器通过连接圆筒串联而成。球形串联反应器由内胆和外壳组成,球形反应器之间由圆筒连接,球形串联反应器内设有内部构件。本发明设计的高温高压反应装置具有承压能力强,气液分布均匀,气液固传质效率高,可有效促进反应和避免催化剂堆积等优点。

本发明由于采用了上述的技术方案,其与现有技术相比,所取得的技术进步在于:

(1)本发明的纳米锰基催化剂在原位合成的过程中包裹在原位合成的多孔氧化硅中纳米锰基催化剂,在催化VOCs催化燃烧过程中不会因高温而导致晶粒长大,从而使催化活性保持不变;

(2)本发明制备的纳米锰基催化剂制备低成本,应用于VOCs催化燃烧过程,不会因高温而导致晶粒发生团聚,在VOCs的催化氧化中具有良好的活性、高温耐受性以及催化寿命;

(3)本发明在制备催化剂的过程中加入含有K、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ce、Zr和La元素金属化合物后,提高了催化剂的活性,延长了锰基催化剂的催化寿命并且提高了催化剂的稳定性;

(4) 本发明在制备催化剂具有的良好的高温耐受性和催化剂寿命,延长了催化剂的使用时间,从而降低催化剂的使用成本,有利于本发明在制备的催化剂的工业化应用;

(5)该本发明在制备的催化剂不含有贵金属成分,为非贵金属Mn基催化剂,较贵金属类催化剂而言,催化剂成本大幅度降低,经济适用性更强。

VOCs(有机挥发气体)是主要的大气污染物之一,随着工业的发展其排放量不断增加,严重危害着环境及人类健康。VOCs对人体的危害主要有两个方面:一方面是VOCs中的有害物质直接危害人们的身体健康,另一方面是VOCs会发生光化学反应生成PM2.5前体物,间接地影响人体健康。因此VOCs的有效处理问题是人们关注的焦点。

目前,VOCs的处理方式可大抵分为两类:回收和消除。回收技术主要有吸收技术、吸附技术和膜分离技术。消除技术主要有光催化技术、直接焚烧、生物降解技术、低温等离子处理技术。相对于以上诸多方法,催化燃烧法降解VOCs具有反应温度低,热利用率高,无二次污染,节能环保的优势受到了更多的关注,适用于处理有机化工、涂料、造漆、印刷等行业排放的中低浓度、多成分、无回收价值的VOCs。

催化燃烧法处理VOCs的核心问题是催化剂的设计制备,因此制备低成本、高活性、长寿命的VOCs催化剂是亟待解决的问题。

河北科技大学,坐落于河北省石家庄市,学校为教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校,入选国家级大学生创新创业训练计划、全国高校实践育人创新创业基地、全国深化创新创业教育改革示范高校、教育部首批新工科研究与实践项目(卓越工程师教育培养计划2.0),国家国防科技工业局与河北省人民政府共建的省部共建大学。

(1)双层球形反应器结构上分为外壳与内胆,气相在外壳与内胆之间的间隙从上往下流动起平衡内胆内外压力的作用,又可以减少内胆对外壳的传热,同时对自身预热,解决了反应器在高温下承压能力差的问题;

(2)球形串联反应器内气液逆向流动进行接触反应,逆流操作会增大反应推动力,可显著提高反应器效率;

(3)连接圆筒内固定的换热器可以及时对反应器内的气液相进行换热,补充反应所需热量,或移除反应热;

(4)双层球形反应器内安装再分布器时,可使反应过程中的气体进行径向的均匀分布,提高转化率,并将大气泡破碎为小气泡,强化传质;

(5)双层球形反应器内安装苹果形内导流筒时,内部结构简单,可加强反应器内的湍流内循环,防止催化剂沉积。

技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接此项目。