[其他]氣體、液體和固體顆粒接觸的方法及設備

無效

• 申請號: 87100736
• 申請日: 1987-02-18
• 公開（公告）號: CN87100736A
• 公開（公告）日: 1987-08-26
• 發明（設計）人: 弗朗希庫斯·亨里庫斯·約瑟普斯·布克姆斯;彼特魯斯·馬思亞斯·馬里·布拉霍夫;阿里·科尼利斯·萬·特·霍格
• 申請（專利權）人: 國際殼牌研究有限公司
• 主分類號: B01J8/12
• 分類號: B01J8/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 陳季壯,羅英銘

本發明是關于在反應器內使氣體、液體和固體顆粒相接觸的方法，它包括將氣體和液體加入到反應器下部，固體顆粒則加到反應器的上部，使氣體和液體由下往上流通，而固體顆粒則由上往下流通，氣體和液體從反應器上部流出，固體顆粒從反應器下部取走。

在這一過程中，氣體、液體和固體顆粒三相一起流經反應器，其中液體形成連續相。一般情況下，每個移動相體積單元（Volume????element）的滯留時間分布很寬，以致三相體積單元在滯留時間內，彼此保持接觸的時間分布變化也很大。如果該方法用于氣相或液相進行化學轉化，或者氣液間發生反應，而用具有催化活性的物質在固體顆粒上進行催化，那么這將導致每個體積單元顆粒的轉化或反應或者進行得不完全，或者甚至進行得太過頭。此外，如果在轉化或反應期間，將沉積在固體顆粒上的產物取出，那么有些顆粒幾乎沒有被復蓋，因此仍保持活性，而另外有一些顆粒由于過載，則不得不進行再生。

此外，液體會含有氣泡，而氣泡上升時其大小可能增大很快，這種大的氣泡會影響移動相之間的接觸，而且對各相滯留時間的分布也會起到不利的影響。

本發明的一個目的是為每個移動相以活塞式流動（plug????flow）流經反應器提供一種方法。相的活塞式流動就是指該相流經空間，致使該相的體積單元在空間的滯留時間基本上相等。

本發明的另一個目的是提供一種方法，使氣泡在通過液體上升時不至于變大。

為此目的，按照本發明的方法，為使氣體、液體和固體顆粒在反應器中保持接觸，具體辦法包括：

a）把氣體和液體加入到反應器下部，固體顆粒加到反應器上部;

b）將氣體和液體由下往上通過一層層依次排列的接觸區，該接觸區厚度為0.5厘米至20厘米，層間用篩網彼此隔開，篩網上有許許多多的孔洞，每個孔洞的面積為0.05厘米²至5厘米²，孔洞的面積之和與篩網總面積之比為0.4至0.8，并使固體顆粒可以由上往下通過接觸區;

c）氣體和液體從反應器上部排出，而固體顆粒從反應器下部取走。

本發明進一步涉及使氣體、液體和固體顆粒保持接觸的設備。按照本發明，該設備有一個反應器，反應器下部裝有氣體和液體的入口裝置，反應器的上部有氣體和液體的出口裝置，而固體顆粒的進料口安裝在反應器的上部，出料口裝在反應器的下部。同時在反應器內一層層地依次排列著許多接觸區，其厚度介于0.5厘米至20厘米之間，層間用篩網彼此隔開，篩網上有許多孔洞，每個孔洞的面積為0.05厘米²至5厘米²，所有孔洞面積的和與篩網總面積之比介于0.4與0.8之間。

“自由面積”（free????area）這個詞將用來表示孔洞面積的和與篩網總面積之比。通過適當選擇接觸區厚度，孔洞面積和自由面積，使它們在上述規定值范圍內，便可以減小每個移動相體積單元之間的速度差，從而接近活塞式流動。同時也抑制了氣泡的增大，而物質及熱量的橫向交換卻不受影響。

接觸區的最小厚度主要取決于可以排布在反應器內的篩網數目。如果厚度大于20厘米，那么兩個篩網之間的距離就如此之大，以至篩網對移動相的作用太小，達不到活塞式流動的目的，尤其當自由面積大約為0.8時更是如此。

篩網上的孔洞形狀可以是圓形、矩形、正方形，或者是菱形。為了不阻礙固體顆粒流經孔洞，孔洞的最小尺寸應大于顆粒直徑（或等效直徑）的兩倍左右。孔洞的面積可以是不同的，篩網上的大部分孔洞不是一個尺寸，而該篩網其它部分的孔洞又具有另外一個尺寸。

雖然每個篩網上的孔洞數目可以簡單地由篩網總面積、自由面積和每個孔洞的面積所規定，但是對于該數值卻沒有限制。

通常固體顆粒是比較大的，其直徑（或等效直徑）介于0.02厘米至0.5厘米之間。

如果篩網的自由面積小于0.4，那么即使流體以很低的速度流經反應器，流體流過篩網孔洞的速度也將是如此之快，即使在顆粒直徑約為0.02厘米情況下，顆粒也可能被向上噴出。然而，如果篩網的自由面積太大，即大于0.8，那么篩網對流動相將不起作用，而達不到活塞式流動的目的。

在適合于本發明的具體設備中，接觸區的厚度為0.5厘米至20厘米，每個孔洞的面積為0.05厘米²至5厘米²，自由面積介于0.6至0.8之間。選擇較大的孔洞和較大的自由面積是為了防止固體顆粒阻滯在篩網上。