[發明專利]一種旋轉催化床及其使用方法

有效

• 申請號: 201810989366.4
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN108993325B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 嚴佐毅;白悅;李曉偉;陳良圣;蔡如鈺
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J8/08
• 分類號: B01J8/08
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開了一種旋轉催化床及其使用方法，包括進口管路、坡度轉子、殼體和動力傳輸裝置，所述的坡度轉子設于殼體內，所述的動力傳輸裝置與坡度轉子連接并帶動坡度轉子旋轉，所述的坡度轉子包括底盤、支撐構件和頂部罩體，所述的底盤為中心向上突起且中心至邊緣為傾斜向下的錐形結構；所述底盤的邊緣與頂部罩體下端之間留有空隙且形成開口，所述的進口管路與坡度轉子連接，本發明方案操作方便、實施可靠、成本低且可使填料連續更新。

技術領域

本發明涉及催化反應系統的旋轉填料床裝置領域和石油化工反應設備領域，尤其是一種旋轉催化床及其使用方法。

背景技術

超重力技術自從1981年英國科學家提出此項技術以來便受到了廣泛關注。旋轉填料床的原理是:將需要接觸傳質的兩股物流送入床體內部，通過坡度轉子旋轉產生的離心力的作用，來完成強化傳質的任務。目前各類旋轉填料床均以規整填料為基礎進行設計研究，例如CN 206970628 U公開了一種固定化酶催化反應旋轉反應器，通過在轉子內部設置鑲嵌結構的上下板的分體安裝以克服清洗不方便，零部件容易丟失，安裝繁瑣等目前生物行業使用的固定化酶反應器普遍存在的不足；CN 206109415 U公開了一種用于固定化酶催化的旋轉反應器，通過具有進液孔和出液孔的旋轉床使得固定化酶停留在旋轉床內，并使反應液在旋轉床轉動的離心作用下循環流動于旋轉床內，從而提高固定化酶的使用壽命并提高反應液放料速度；CN 1507940A公開了將旋轉填料床應用于催化反應的方法，將催化劑固定在旋轉填料床坡度轉子上進行反應；；CN 206103894 U公開了一種生物催化合成醋酸酯的旋轉床反應器，使旋轉床由上下板及夾設于二者之間的筒體構成，且上下板之間可通過連接柱及連接槽中卡板的卡接而固定，從而在合成后可通過扳動卡板解除連接柱之間的卡接，實現旋轉床的拆卸，便于清洗；CN 206970627 U公開了一種用于固定化酶催化反應的旋轉反應裝置，頂板設置為端面相接布置的上頂板和下頂板，通過旋轉上頂板即可實現進液孔的尺寸調節，調節方式簡便，對罐體的尺寸無要求，并且，設置導向機構可使上頂板和下頂板之間的旋轉調節快速方便。

以上旋轉反應專利的旋轉床內固相填料均未考慮固相催化劑顆粒的更換問題，且目前為止旋轉填料床多用于規整填料的前提條件下，但在催化反應器設計領域，若將旋轉填料床的填料作為催化劑的反應中，規整填料的催化劑更換將會大幅增加生產成本。

發明內容

為了解決旋轉填料床應用于工業化生產過程中，無法更換固相填料或更換難的問題，本發明的目的在于提供了一種操作方便、實施可靠、成本低且可使填料連續更新的旋轉催化床及其使用方法。

為了實現上述的技術目的，本發明采用的技術方案為：

一種旋轉催化床，包括進口管路、坡度轉子、殼體和動力傳輸裝置，所述的坡度轉子設于殼體內，所述的動力傳輸裝置與坡度轉子連接并帶動坡度轉子旋轉，所述的坡度轉子包括底盤、支撐構件和頂部罩體，所述的底盤為中心向上突起且中心至邊緣為傾斜向下的錐形結構；所述底盤的邊緣與頂部罩體下端之間留有空隙且形成開口，所述的進口管路與坡度轉子連接，其方法在于：固相顆粒從進口管路進入坡度轉子，通過轉速臨界值來控制轉子內固相顆粒是否循環或更替，通過調節轉速來調節固相顆粒的循環速度或更替速度，從而對化工催化反應過程進行控制。

進一步，所述的進口管路包括固相進料管和液相進料管，所述的動力傳輸裝置包括轉動軸和驅動器，所述的殼體內具有第一容置腔，所述的固相進料管由殼體的上端面穿入第一容置腔內，所述的坡度轉子設置在第一容置腔內且與固相進料管穿入第一容置腔的端部轉動連接，坡度轉子內具有第二容置腔并與固相進料管連通，所述的液相進料管并行固定設置在固相進料管中且與第二容置腔連通，所述殼體的下端面設有出料口，所述的轉動軸的一端穿過出料口并與底盤下端中部固定連接，轉動軸的另一端與驅動器連接并由驅動器驅動轉動軸帶動坡度轉子旋轉，其中，底盤的邊緣與頂部罩體下端之間留有空隙且形成開口將第二容置腔與第一容置腔連通，轉動軸的外表面與出料口內壁之間具有供物料流出的間隙；該裝置可通過調節轉速可輕易實現第二容置腔內固體顆粒的循環更替，及時替換掉失效的固相顆粒，提高生產效率，降低能耗。