專利名稱：一種新型催化劑模塊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于催化劑制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及催化劑的外形結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
催化劑被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)，石油加工工業(yè)以及制藥等工業(yè)領(lǐng)域，它的作用主要是 用來改變化學(xué)反應(yīng)速率。對(duì)化學(xué)催化劑而言，根據(jù)其聚集狀態(tài)的不同，有氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài) 催化劑之分，其中固體催化劑的外形結(jié)構(gòu)有多種，包括粉狀，顆粒狀，片狀，條狀，以及具 有方形、長(zhǎng)方形、蜂窩狀或其它形狀的通道的幾何模塊。其中顆粒狀等碎料主要用于填充催 化反應(yīng)室，反應(yīng)氣體通過顆粒之間的空隙穿過催化劑床料層，在顆粒的表面發(fā)生催化反應(yīng)； 根據(jù)料層是固定還是移動(dòng)又有固定床和流化床催化反應(yīng)器之分。這類催化反應(yīng)器具有反應(yīng)氣 體和催化劑反應(yīng)表面接觸充分，混合均勻等優(yōu)點(diǎn)，但是其缺點(diǎn)也顯而易見，比如較高的壓力 損失，催化劑.的磨損和催化劑的攜帶造成的催化劑損耗等。另一類催化劑的形狀主要是內(nèi)部 開有各種形狀的通道的幾何模塊，在催化反應(yīng)室內(nèi)將多個(gè)催化劑模塊按一定的方式排列在一 起，反應(yīng)氣體通過催化劑模塊內(nèi)的幾何通道，在通道表面發(fā)生催化反應(yīng)；雖然這類催化劑的 形狀保持了較小的壓力損失，動(dòng)力損失小，磨損也較輕，而且解決了由于催化劑被反應(yīng)氣體 的攜帶所造成的催化劑損耗，但是由于通道為一維通道，流體沿著一個(gè)方向流過催化劑表面， 流體的擾動(dòng)較小，受傳質(zhì)速率的影響，反應(yīng)氣體無法快速接觸到催化劑，而反應(yīng)后的氣體無 法及時(shí)離開催化劑表面，使得催化反應(yīng)的速率受到了影響；同時(shí)由于這類催化反應(yīng)器具有較 大的流通截面積，縮短了反應(yīng)氣體和催化劑表面的接觸時(shí)間，所以為了達(dá)到一定的催化反應(yīng) 效果，反應(yīng)器的體積通常會(huì)比較大，催化劑的有效利用率較低，對(duì)于如發(fā)電廠煙氣脫硝過程 中遇到的含塵氣體，還可能存在催化劑內(nèi)流體通道堵塞的現(xiàn)象。 發(fā)明內(nèi)容
為了克服催化劑模塊所存在問題，本實(shí)用新型提供了一種新型催化劑模塊結(jié)構(gòu)，使的反 應(yīng)氣體在流過催化劑內(nèi)的幾何通道時(shí)產(chǎn)生三維方向上的流動(dòng)，提高了反應(yīng)氣體的擾動(dòng)強(qiáng)度， 強(qiáng)化了傳質(zhì)過程，催化反應(yīng)效果得以改善，從而可以縮小反應(yīng)器的體積，提高催化劑的有效 利用率。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是催化劑模塊內(nèi)幾何通道的壁面上開有通孔，在催化劑模 塊內(nèi)部形成三維通道，壁面通孔是通過催化劑單元疊加后形成，也可以是在催化劑模塊一次 成型后，在催化劑模塊壁面上開孔；催化劑單元兩端壁面上的開孔可以是連續(xù)開孔，也可以 是間隔開孔，當(dāng)兩個(gè)催化劑單元疊加在一起時(shí)，在催化劑模塊的壁面上形成完整的通孔；催 化劑單元壁面上的開孔可以是長(zhǎng)方形、正方形、圓形、橢圓形、三角形或其它的多邊形。這樣，通過在催化劑模塊內(nèi)幾何通道的壁面上按照一定的間隔開有通道或通孔，使得反應(yīng)氣體 在沿著流體通道流動(dòng)方向的S直方向上產(chǎn)生流動(dòng)，通道內(nèi)的流體將不再是單純的一維流動(dòng)， 而是呈現(xiàn)復(fù)雜的三維流動(dòng)，提高了反應(yīng)氣體的擾動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)由于壁面上通孔的存在，破壞 了催化劑壁面的邊界層，使得流體產(chǎn)生紊流流動(dòng)；對(duì)含塵氣體而言，在提高傳質(zhì)速率的同時(shí)， 可以降低含塵氣體中灰塵在壁面上的沉積，減少通道堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生。
本實(shí)用新型的有益效果是通過在催化劑模塊內(nèi)幾何通道的壁面上開通道或通孔的辦法 實(shí)現(xiàn)了流體在催化劑模塊內(nèi)的三維流動(dòng)，提高了反應(yīng)氣體的擾動(dòng)，提高了傳質(zhì)速率，有效地 改善了催化反應(yīng)效果，縮小了反應(yīng)器的體積，提高催化劑的有效利用率。本實(shí)用新型所提供 的新型催化劑外形結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)模塊化，組裝方便。
本實(shí)用新型特別適合于用選擇性催化還原法對(duì)發(fā)電廠排放的煙氣進(jìn)行脫硝處理的過程。

圖1為催化劑單元的前側(cè)視立體示意圖 圖2為催化劑單元的后側(cè)視立體示意圖。 圖3為催化劑單元組裝模塊示意圖。
圖中1、催化劑單元，2、通孔，3、催化劑內(nèi)部幾何通道具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述-
在圖1所示實(shí)施例中，催化劑單元1的壁面的兩端按一定規(guī)律開孔，這樣當(dāng)兩個(gè)催化劑 單元疊加在一起的時(shí)候，催化劑壁面上就形成完整的通孔2，在催化劑內(nèi)部幾何通道3內(nèi)流 動(dòng)的流體會(huì)通過壁面上的開孔流到^鄰的流體通道內(nèi)，即在沿著流體通道流動(dòng)方向的'垂直方 向上產(chǎn)生流動(dòng)而形成三維流動(dòng)。圖2是催化劑單元的后側(cè)視立體示意圖，結(jié)合圖1，可以看 出當(dāng)兩個(gè)催論'知單元前后疊加在一起時(shí)，可以在催化劑壁面上形成完整的通孔。
圖3所示為多個(gè)催化劑單元組裝成的一個(gè)催化劑模塊，
由于壁面上開孔的存在，在催化劑模塊中流體的流動(dòng)將不再是一維，而是呈現(xiàn)復(fù)雜的三 維流動(dòng)，提高了反應(yīng)氣體的擾動(dòng)強(qiáng)度和傳質(zhì)速率；壁面上的開口破壞了催化劑壁面的流體的 邊界層，使得流體產(chǎn)生紊流流動(dòng)；對(duì)含塵氣體而言，在提高傳質(zhì)速率的同時(shí)，可以降低含塵 氣體中灰塵在壁面上的沉積，減少通道堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生。
催化劑單元壁面上的開孔可以是連續(xù)開孔，也可以是間隔開孔，或按其它的排列方式開 孔。催化劑單元壁面上的開孔可以是如圖1所示的長(zhǎng)方形，也可以是正方形、圓形、橢圓形 或其它幾何形狀。在催化劑的組裝模塊中，相鄰兩個(gè)催化劑單元可以是相同的外形結(jié)構(gòu)，也 可以是不同的外形結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型所說的新型催化劑結(jié)構(gòu)是通過多個(gè)催化劑單元疊加后形成三維通道的，也可 以是在催化劑模塊一次成型后，通過在催化劑模塊表面上開孔的辦法來形成三維通道。
權(quán)利要求1.一種新型催化劑模塊結(jié)構(gòu)，其特征是催化劑模塊內(nèi)幾何通道的壁面上開有通孔，在催化劑模塊內(nèi)部形成三維通道。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型催化劑模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于催化劑單元兩端壁面上的開孔 為連續(xù)開孔或間隔開孔-，在兩個(gè)催化劑單元疊加時(shí)，催化劑模塊的壁面上形成完整的通孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型催化劑模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于催化劑單元壁面上的開孔形狀 為下述形狀之一長(zhǎng)方形、正方形、圓形、橢圓形、三角形或其它多邊形。
專利摘要本實(shí)用新型一種新型催化劑模塊結(jié)構(gòu)，特別涉及催化劑的外形結(jié)構(gòu)。催化劑模塊內(nèi)幾何通道的壁面上開有通孔，在催化劑模塊內(nèi)部形成三維通道，壁面通孔是通過催化劑單元疊加后形成，也可以是在催化劑模塊一次成型后，在催化劑模塊壁面上開孔；催化劑單元兩端壁面上的開孔可以是連續(xù)開孔，也可以是間隔開孔，當(dāng)兩個(gè)催化劑單元疊加在一起時(shí)，在催化劑模塊的壁面上形成完整的通孔。使得沿著流體通道流動(dòng)的反應(yīng)氣體呈現(xiàn)復(fù)雜的三維流動(dòng)，從而增強(qiáng)了反應(yīng)氣體的擾動(dòng)強(qiáng)度，提高了催化劑的有效利用率，同時(shí)由于壁面上通道或通孔的存在，破壞了催化劑壁面的邊界層，使得流體產(chǎn)生紊流流動(dòng)；對(duì)含塵氣體而言，在提高傳質(zhì)速率的同時(shí)，可以降低含塵氣體中灰塵在壁面上的沉積，減少通道堵塞現(xiàn)象的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)B01J35/02GK201161190SQ20082001934
公開日2008年12月10日 申請(qǐng)日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者濤 欒, 林 程, 琨 肖, 郝玉振 申請(qǐng)人:山東大學(xué)