一種帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，包括帶有進(jìn)料口和出料口的外殼、以及設(shè)于外殼內(nèi)的催化劑床層，所述催化劑床層內(nèi)設(shè)有若干一端開口的進(jìn)料通道和出料通道，所述進(jìn)料通道的開口與所述進(jìn)料口連通，所述出料通道的開口與所述出料口連通；所述進(jìn)料通道和出料通道在催化劑床層內(nèi)部交錯設(shè)置。本發(fā)明的帶分布式進(jìn)出料通道的固定床仿生反應(yīng)器采用仿生的血液循環(huán)系統(tǒng)，大大降低了壓降、且可采用催化劑顆粒更小的催化劑；同時催化劑的負(fù)荷均勻、溫度均勻，適合用于氣-固與液-固快速催化反應(yīng)的情況。
【專利說明】一種帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于固定床催化反應(yīng)器設(shè)計【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是涉及一種帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]固定床反應(yīng)器是一種氣固或液固催化反應(yīng)器，采用將催化劑顆粒填充或整體成型在一個容器內(nèi)，反應(yīng)物流體從反應(yīng)器一端流入，與床內(nèi)的催化劑顆粒進(jìn)行氣固接觸，產(chǎn)物流體從反應(yīng)器另一端流出。固定床是一類用途很廣的反應(yīng)器，特別在石油化工、煤化工、生物化工、環(huán)境化工等領(lǐng)域有十分廣泛的應(yīng)用。
[0003]長期以來，化工過程中常用的固定床反應(yīng)器都是采用一頭進(jìn)料、一頭出料的單一通道模式。如圖1所示，為傳統(tǒng)的軸向流固定床反應(yīng)器。流體通過一個上部的進(jìn)料管道101進(jìn)入床內(nèi)后，經(jīng)過分布器102直接與催化劑填充層103接觸并通過這一密實的床層，隨后經(jīng)分布器105從床下部的出料管道104輸出，催化劑從催化劑卸料口 106排出。這種固定床的弊端是流程長，壓降大，負(fù)荷不均勻。特別對于快速氣固催化反應(yīng)，要求流體流速大、催化劑顆粒小，此時床層的流動阻力就成為一個突出的問題。
[0004]為了克服上述固定床反應(yīng)器存在的技術(shù)問題，工業(yè)上常采用徑向進(jìn)料和徑向出料的反應(yīng)器構(gòu)型，即徑向床，如圖2所示，用于甲醇合成、氨的合成、乙苯脫氫、汽油重整、芳烴異構(gòu)化等過程，反應(yīng)物從反應(yīng)物入口 201進(jìn)入固定床反應(yīng)器內(nèi)，然后沿反應(yīng)器內(nèi)壁207經(jīng)過多孔弧形板202進(jìn)入催化劑填料203中，最后通過多孔中心管204作為產(chǎn)品從產(chǎn)物出口 205排出。工業(yè)上還采用過一種臥式床反應(yīng)器，將反應(yīng)器筒體水平放置，上部設(shè)有進(jìn)氣口 301，下部設(shè)有出氣口 302，一側(cè)設(shè)有冷卻水入口 303和冷卻水出口 304，以增大流通面積、降低流程、減小阻力，如圖3所示，用于甲醇與二甲醚的合成。
[0005]有關(guān)徑向床與臥式床的設(shè)計與應(yīng)用可參見化工手冊(例如，文獻(xiàn)[l]Perry R
H,Green D W.Perry’ s chemical engineering handbook - Chemical reactor.Seventh edition, Chapter23.2001, McGraw-Hill.)的介紹。但這兩類裝置在降低阻力方面的效果仍然十分有限，同時要采用細(xì)長型的反應(yīng)器形狀，存在經(jīng)濟(jì)與安全方面的問題。
[0006]現(xiàn)有固定床的癥結(jié)在于長期無法突破單一通道進(jìn)料、單一通道出料的構(gòu)型設(shè)計思維定勢，如能將流動通道改為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，采用分布式進(jìn)料和分布式出料構(gòu)型，將在固定床設(shè)計方面呈現(xiàn)一個全新的格局。這方面動物體內(nèi)的血液循環(huán)系統(tǒng)的構(gòu)造給我們提供了一個啟發(fā)式的范例。人體或動物體內(nèi)部的流體循環(huán)體系是一種最佳的流動分配與熱、質(zhì)交換系統(tǒng)，其具有最低的壓降，降低壓降的要點是采用了分布式動脈輸送系統(tǒng)與分布式靜脈出料系統(tǒng)。圖4為典型哺乳動物的血液循環(huán)系統(tǒng)，血液由左(右)心室流出，經(jīng)主動脈及其各級分支，到達(dá)全身各部的毛細(xì)血管，再經(jīng)小靜脈、大靜脈最后匯合流回右(左)心房。從化學(xué)工程角度分析，該循環(huán)系統(tǒng)可看作是一種廣義概念的反應(yīng)器，動脈402和靜脈401作為反應(yīng)器的進(jìn)料和出料系統(tǒng)，毛細(xì)管403和組織細(xì)胞則為物質(zhì)傳遞和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的場所。然而，經(jīng)歷了億萬年自然選擇形成的生物反應(yīng)器的性能是普通化學(xué)反應(yīng)器無法比擬的，例如，在正常情況下人體心臟提供的動壓力僅為10?20KPa，而如果只考慮滲流流動，從心臟到四肢的流動阻力將高達(dá)數(shù)個大氣壓，生物體內(nèi)的通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正是其能夠有效降低流動阻力的關(guān)鍵所在。另外，生物體內(nèi)血液輸送是“按需”分配，流體能夠均勻地到達(dá)生物體內(nèi)的各個部位，這也是由生物特有的通道網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型所決定。因此，采用類似于血液循環(huán)系統(tǒng)的分布式通道網(wǎng)絡(luò)可以極大地降低流動阻力，均布流體，這是一種十分合理的仿生構(gòu)型。通過文獻(xiàn)與專利檢索可知，在目前的知識和技術(shù)范疇內(nèi)，還沒有見到過采用分布式通道網(wǎng)絡(luò)的固定床專利技術(shù)和相關(guān)的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明受動物循環(huán)系統(tǒng)的啟發(fā)提供了一種低壓降高效率的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，該反應(yīng)器采用分布式的兩套進(jìn)/出料通道系統(tǒng)將固定床中的催化劑床層分割為許多獨立的、局部的反應(yīng)器，由于這些最小分割單元的滲流距離很短，流體通過床層的壓降很低，同時流體在動、靜脈通道網(wǎng)絡(luò)中的流動阻力一般比通過催化劑床層的滲流阻力更小，因此仿生反應(yīng)器的壓降比同樣體積與形狀的常規(guī)單流道固定床反應(yīng)器壓降要小得多，溫度與負(fù)荷也比傳統(tǒng)的固定床均勻。
[0008]一種帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，包括帶有進(jìn)料口和出料口的外殼、以及設(shè)于外殼內(nèi)的催化劑床層，所述催化劑床層內(nèi)設(shè)有若干一端開口的進(jìn)料通道和出料通道，所述進(jìn)料通道的開口與所述進(jìn)料口連通，所述出料通道的開口與所述出料口連通；所述進(jìn)料通道和出料通道在催化劑床層內(nèi)部交錯設(shè)置。
[0009]本發(fā)明受動物血液循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造的啟發(fā)，提出了具有分布式進(jìn)料、分布式出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，反應(yīng)物流體(氣體或液體)首先通過一個分布式的多級進(jìn)料通道網(wǎng)絡(luò)(動脈系統(tǒng))分配到催化劑床層內(nèi)的各個局部區(qū)域，隨后從最后一級通道(毛細(xì)管)進(jìn)入催化劑床層進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物流體再從催化劑床層經(jīng)過一個分布式的多級出料通道網(wǎng)絡(luò)(靜脈系統(tǒng))匯集后輸出。根據(jù)不同反應(yīng)體系的特點，流體分布通道網(wǎng)絡(luò)可以采用整體成型的方式嵌入整體催化劑床層內(nèi)部，也可以在散裝催化劑裝填過程中在床內(nèi)預(yù)先安裝多孔管道或狹縫通道網(wǎng)絡(luò)，或者采用整體成型或填裝的催化劑單元模塊組裝而成。選擇整體成型式催化劑時，為便于催化劑床層的制作，優(yōu)選的方案如下:
[0010]第一種優(yōu)選的方案為:所述催化劑床層包括若干平行設(shè)置的具有孔隙結(jié)構(gòu)的催化劑面板；所述催化劑面板一側(cè)設(shè)有進(jìn)料凹槽，另一側(cè)設(shè)有與進(jìn)料凹槽交錯設(shè)置的出料凹槽；兩個相鄰催化劑面板的進(jìn)料凹槽相互對正形成所述進(jìn)料通道，兩個相鄰催化劑面板的出料凹槽相互對正形成所述出料通道。
[0011]或者，所述催化劑床層包括若干平行設(shè)置的具有多級分叉通道結(jié)構(gòu)的催化劑面板；兩個相鄰催化劑面板的多級分叉通道相互對正形成所述進(jìn)料通道和出料通道。采用該方案時，僅需要將預(yù)定規(guī)格和結(jié)構(gòu)的催化劑面板加工完成，然后將催化劑面板相互密封固定即可。此時，可根據(jù)需要在催化劑面板之間設(shè)置換熱器，以提供催化反應(yīng)需要的熱量或者
冷量等。
[0012]為進(jìn)一步降低壓降，作為第一種優(yōu)選方案的進(jìn)一步優(yōu)選，所述進(jìn)料通道和出料通道分別設(shè)有連通的多級支管道。進(jìn)料通道、出料通道的多級支管道交錯設(shè)置，形成類似人體內(nèi)的動靜脈網(wǎng)絡(luò)的分布式仿生通道網(wǎng)絡(luò)，大大縮短了料液的滲流距離。[0013]所述進(jìn)料通道和出料通道為繞催化劑床層中心軸周向設(shè)置的環(huán)形通道，進(jìn)料通道和出料通道沿催化劑床層中心軸徑向間隔設(shè)置。所述環(huán)形通道內(nèi)壁設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)的二維絲網(wǎng)。所述進(jìn)料通道和出料通道為交錯設(shè)置的管道結(jié)構(gòu)。所述催化劑床層為整體成型式催化劑床層、催化劑顆粒填充式催化劑床層。所述進(jìn)料通道和出料通道通過切削加工、模具擠壓加工或者三維打印機(jī)加工而成。
[0014]催化劑床層受動物循環(huán)系統(tǒng)的啟發(fā)，本發(fā)明參照圖4提出一種分布型的流體通道網(wǎng)絡(luò)，用于設(shè)計低壓降高效率的固定床的進(jìn)/出料系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。仿生通道網(wǎng)絡(luò)分成進(jìn)料系統(tǒng)和出料系統(tǒng)，分別類比生物體內(nèi)的動脈和靜脈系統(tǒng)，每個系統(tǒng)又分成主管、支管和毛細(xì)管等多級通道。進(jìn)料和出料通道網(wǎng)絡(luò)在空間上交錯排列。物料從動脈進(jìn)料系統(tǒng)的主管流經(jīng)支管然后分散到毛細(xì)管，圖5中流體經(jīng)過三級分配后到達(dá)到遍布床層的毛細(xì)管中，毛細(xì)管以及各級管道的管壁是多孔可滲透的，可以在整體成型的催化劑中嵌入凹槽或狹縫形成流體通道，也可以在散式填裝的催化劑床中埋入多孔管網(wǎng)或二維絲網(wǎng)狹縫構(gòu)成流體通道。相鄰的動脈毛細(xì)管與靜脈毛細(xì)管之間的催化劑(組織細(xì)胞)床層是仿生反應(yīng)器的最小分割單元，反應(yīng)流體從動脈毛細(xì)管壁面進(jìn)入該單元，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，隨后產(chǎn)物進(jìn)入相鄰的靜脈毛細(xì)管，再經(jīng)支管匯集后由主靜脈管導(dǎo)出。這種具有分布式仿生通道網(wǎng)絡(luò)的反應(yīng)器通過多級分布式通道將流體均勻分配到催化劑床層的每一個局部區(qū)域，反應(yīng)流體只需流經(jīng)催化劑床層很短一段距離，即最小分割單元，就可以完成反應(yīng)，隨后通過靜脈系統(tǒng)匯集輸出。仿生反應(yīng)器實際上就是采用分布式的兩套進(jìn)/出料通道系統(tǒng)將固定床中的催化劑床層分割為許多獨立的、局部的反應(yīng)器，由于這些最小分割單元的滲流距離很短，流體通過床層的壓降很低，同時流體在動、靜脈通道網(wǎng)絡(luò)中的流動阻力一般比通過催化劑床層的滲流阻力更小，因此仿生反應(yīng)器的壓降比同樣體積與形狀的常規(guī)單流道固定床反應(yīng)器壓降要小得多，溫度與負(fù)荷也比傳統(tǒng)的固定床均勻。
[0015]這里需要強(qiáng)調(diào)的是，仿生反應(yīng)器中流體與固體催化劑的接觸時間、也即反應(yīng)流體通過催化劑床層的時間是不隨流體通道的分級而改變的，這是因為流體經(jīng)過多級通道分配后，與催化劑床層的接觸面積增加同時速度也相應(yīng)降低，使得只需要通過催化劑床層的很短一段距離就可以達(dá)到反應(yīng)要求的接觸時間和效果。與傳統(tǒng)軸向流固定床(圖1)反應(yīng)器比較，反應(yīng)流體只有單向流動，需要通過整個床層并保持一定的高流速以獲得所需要的流固接觸時間；而仿生反應(yīng)器通過流體分配/匯集系統(tǒng)將催化劑床層劃分為多個獨立的、局部的反應(yīng)器，流體只需要通過每一個局部的最小分割單元，也即從動脈毛細(xì)管到靜脈毛細(xì)管之間的單元，即可達(dá)到與軸向固定床相同的接觸時間與效果。正是由于仿生反應(yīng)器內(nèi)部流速低、流程短，才能極大地降低床層阻力，或在同樣的壓降下可采用更細(xì)小的催化劑顆粒以消除內(nèi)擴(kuò)散限制，從而大大提高反應(yīng)速率，從根本上克服現(xiàn)有單通道固定床的缺陷，適用于快反應(yīng)、低壓降、大通量的催化反應(yīng)過程。
[0016]除了阻力小之外，仿生反應(yīng)器還有一個顯著的優(yōu)點，就是溫度與負(fù)荷分布比較均勻。特別對于放熱反應(yīng)，由于反應(yīng)實際上發(fā)生在每一個最小單元內(nèi)部，空間尺寸小，流體流速低，反應(yīng)釋放的熱量容易通過固體床層的熱傳導(dǎo)使之均勻分布，使得仿生反應(yīng)器內(nèi)部的溫差顯著小于傳統(tǒng)的單流道固定床。比較均勻的溫度分布也導(dǎo)致相對均勻的反應(yīng)速率分布。
[0017]化工過程中常用的固定床反應(yīng)器都是采用一頭進(jìn)料、一頭出料的單一通道模式，流程長，壓降大，負(fù)荷不均勻。本發(fā)明受動物血液循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)造的啟發(fā)，提出了具有分布式進(jìn)料、分布式出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，反應(yīng)物流體(氣體或液體)首先通過一個分布式的多級進(jìn)料通道網(wǎng)絡(luò)(動脈系統(tǒng))分配到催化劑床層內(nèi)的各個局部區(qū)域，隨后從最后一級通道(毛細(xì)管)進(jìn)入催化劑床層進(jìn)行催化反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物流體再從催化劑床層經(jīng)過一個分布式的多級出料通道網(wǎng)絡(luò)(靜脈系統(tǒng))匯集后輸出。這種帶分布式進(jìn)/出料通道的固定床仿生反應(yīng)器壓降低、催化劑顆粒小、負(fù)荷均勻、溫度均勻，適合用于氣-固與液-固快速催化反應(yīng)的情況。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的軸向流固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的徑向流固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為現(xiàn)有技術(shù)的臥式固定床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為哺乳動物的血液循環(huán)系統(tǒng)示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明的有分布式進(jìn)出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖6 Ca)為傳統(tǒng)單通道芯片式反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖6 (b)為平行凹槽直線型二級分叉反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖6 (c)為三級分叉的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖6 (d)為本發(fā)明的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖7為本發(fā)明的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器的第二種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖8為本發(fā)明的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器的第三種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖9為本發(fā)明的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器的第四種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖10為本發(fā)明的帶有圖9所示催化劑的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031 ] 圖11為圖10的物料在催化劑的詳細(xì)流向圖。
[0032]圖12為本發(fā)明的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器的另一種實施方式結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0033]實施例1:
[0034]通過對傳統(tǒng)的單通道薄板型芯片反應(yīng)器與本發(fā)明的仿生固定床反應(yīng)器的性能對t匕，說明本發(fā)明的仿生固定床反應(yīng)器的降壓性能。
[0035]如圖6 (a)-6 (c):為了說明仿生通道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對降低流動阻力的效果，首先對具有不同分叉級數(shù)的芯片型整體催化劑進(jìn)行比較。考慮以下三種芯片通道結(jié)構(gòu):其中圖6(a)-6 (c)中d0為料液的滲流距離。
[0036](a)單通道薄板型芯片反應(yīng)器。采用常用的催化劑載體Al2O3細(xì)顆粒(平均粒徑200 μ m)與少量粘土粘結(jié)劑加水混合后調(diào)制成泥狀，用模具壓制成10_厚度的矩形片狀胚板，隨后經(jīng)干燥、燒結(jié)，成為具有一定強(qiáng)度的陶瓷薄板，將該薄板正、反兩面均用膠黏劑密封在石英玻璃蓋板上以避免滲漏。矩形的四條周邊中，左右兩邊密封無滲漏，上下兩邊敞開，分別與流體進(jìn)料主管與出料主管連接，就構(gòu)成了一個常規(guī)的二維單通道固定床，如圖6 (a)所示。流體從矩形芯片的一邊均勻流入，滲透經(jīng)過多孔催化劑床層后從另一邊流出。[0037](b) 二級分叉通道薄板型芯片反應(yīng)器。矩形催化劑薄板的加工方法同上，不同的是在胚板的正反兩面分別用模具加工出深度為8mm寬Imm的平行凹槽直線型通道網(wǎng)絡(luò)，作為動脈通道(即進(jìn)料通道)與靜脈通道(即出料通道)。兩組動、靜脈通道在平面上等距離交錯排列，其一端開口分別與進(jìn)料主管和出料主管連接，另一端用催化劑床層進(jìn)行封口，構(gòu)成一個二級分叉的流動通道(主管+支管)，如圖6 (b)所示。流體首先從催化劑芯片的一邊沿動脈通道流入，然后從通道壁面滲流通過相鄰?fù)ǖ乐g的催化劑床層，再進(jìn)入靜脈通道從芯片另一邊流出。[0038](C)三級分叉通道薄板型芯片反應(yīng)器。矩形催化劑薄板的加工方法同上(b)，不同的是在胚板的正反兩面分別用模具加工出深度為8mm寬Imm的梳狀凹槽通道網(wǎng)絡(luò)，作為動脈通道的分支管路與靜脈通道的分支管路。兩組動、靜脈通道的分支管路在平面上等距離交錯排列，分別通過動、靜脈通道與進(jìn)料主管和出料主管連接，構(gòu)成一個三級分叉的流動通道(主管+支管+毛細(xì)管)，如圖6 (c)所示。流體將首先通過動脈通道輸送到各動脈支管和毛細(xì)管中，然后滲流通過催化劑床層，再進(jìn)入鄰近的靜脈毛細(xì)管，匯集后從靜脈主管(未標(biāo)出)輸出。[0039]對以上三種具有不同級數(shù)分叉結(jié)構(gòu)的二維仿生結(jié)構(gòu)的固定床流體阻力和相關(guān)流動參數(shù)進(jìn)行測量與計算，保持三種芯片的催化劑總體積相同，寬度與厚度相同，則三種芯片由于通道所占體積不同而在長度方面略有差別。實驗以水為流體介質(zhì)，相關(guān)參數(shù)列舉如下:[0040]流動介質(zhì):水，流量0.135kg/s[0041]顆粒介質(zhì)=Al2O3，粒徑200 μ m，空隙率ε =0.5[0042]床層尺寸:150mmX244mmX 10mm, 150mmX 248mmX 10mm, 150mmX 255mmX IOmm[0043]通道尺寸:支管和毛細(xì)管深度為8mm,支管通道寬度lmm,毛細(xì)管通道寬度lmm,動、靜脈支管間距40.7mm，動、靜脈毛細(xì)管間距7.57mm[0044]表1給出了測量與計算得到的圖6 Ca)~圖6 (c)中三種芯片結(jié)構(gòu)的流動壓降Λ P與流體返混參數(shù)σ。返混參數(shù)σ稱為無因次方差，是衡量流動偏離平推式理想圖案的指標(biāo)，其值越小表示流動越理想，是固定床反應(yīng)器設(shè)計所追求的指標(biāo)，σ =0表示理想平推流動。表中的催化劑填充率指催化劑體積在固定床中所占的體積分率。[0045]表1具有不同流動通道的二維固定床芯片的流動性能比較
【權(quán)利要求】
1.一種帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，包括帶有進(jìn)料口和出料口的外殼、以及設(shè)于外殼內(nèi)的催化劑床層，其特征在于，所述催化劑床層內(nèi)設(shè)有若干一端開口的進(jìn)料通道和出料通道，所述進(jìn)料通道的開口與所述進(jìn)料口連通，所述出料通道的開口與所述出料口連通；所述進(jìn)料通道和出料通道在催化劑床層內(nèi)部交錯設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，其特征在于，所述催化劑床層包括若干平行設(shè)置的具有孔隙結(jié)構(gòu)的催化劑面板；所述催化劑面板一側(cè)設(shè)有進(jìn)料凹槽，另一側(cè)設(shè)有與進(jìn)料凹槽交錯設(shè)置的出料凹槽；兩個相鄰催化劑面板的進(jìn)料凹槽相互對正形成所述進(jìn)料通道，兩個相鄰催化劑面板的出料凹槽相互對正形成所述出料通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)料通道和出料通道分別設(shè)有連通的多級支管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)料通道和出料通道的多級支管道交錯設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)料通道和出料通道為繞催化劑床層中心軸周向設(shè)置的環(huán)形通道，進(jìn)料通道和出料通道沿催化劑床層中心軸徑向間隔設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，其特征在于，所述環(huán)形通道內(nèi)壁設(shè)有狹縫結(jié)構(gòu)的二維絲網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)料通道和出料通道為交錯設(shè)置的管道結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，其特征在于，所述催化劑床層為整體成型式催化劑床層或者催化劑顆粒填充式催化劑床層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有分布式進(jìn)料和出料網(wǎng)絡(luò)通道的固定床仿生反應(yīng)器，其特征在于，所述進(jìn)料通道和出料通道通過切削加工、模具擠壓加工或者三維打印機(jī)加工而成。
【文檔編號】B01J8/02GK103585932SQ201310526388
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】李希, 王麗軍, 成有為, 肖瑤, 樊晶晶, 曹偉波 申請人:浙江大學(xué)