[实用新型]一种用于浆态床反应器的过滤内构件

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于气液固三相浆态床中进行液固分离的过滤组件，更具体地说，涉及一种在浆态床反应器中过滤液体产品同时分布流体的过滤组件。

背景技术

浆态床反应器是一种常用的气液(浆)接触反应设备，具有极高的储液量。对于反应热很大的催化反应过程，使用浆态床反应器可以有效地移走反应热，实现反应器的等温操作，保证反应器的正常运行，因此在当今的化工过程中得到了广泛应用。而浆态床环流反应器是在浆态床鼓泡反应器的基础上发展起来的一种高效多相反应器。浆态床环流反应器除了具有浆态床鼓泡反应器所具有的全部优点外，还能够使其内部的流体做有规则的循环流动，因而增强了反应物之间的混合、扩散、传热和传质。

在浆态床反应器中为了消除扩散的影响，一般采用几十微米甚至更细颗粒的催化剂，但随之也带来了反应产物与催化剂颗粒分离这一难题。如何有效的实现液固分离，成为在使用浆态床反应过程中的关键技术。

浆态床反应器催化剂浆液的液固分离一般在反应器外进行，含有催化剂的浆液必须使用特殊泵进行输送，分离出来的催化剂仍需要以浆液形式送回到反应器中。该过程易于造成催化剂颗粒的破损，因而对反应器的长时间连续操作带来问题。

过滤技术是获取高分离效率的常用方法。按流动形式，过滤分为死端过滤和错流过滤，相比传统的死端过滤，错流过滤滤饼不易堆积，过滤周期长，是目前研究的重点。

USP 6068760、WO 02/097007 A2均公开了采用沉降技术在浆态床反应器内实现液固分离的方法，将反应后的浆液引出反应器，通过一根沉降管后，浆液进入沉降罐进行沉降，上层清液排出作为产品，而下层含有大量催化剂颗粒的稠浆返回反应器循环。

WO94/16807公开了在反应器内使用过滤构件实现液固分离的方法，但是一旦催化剂颗粒堵塞过滤构件，则过滤构件的再生困难，因而不适于大规模连续生产。

US 2005/0027021公开了一种液固分离系统，通过在反应器外设置竖直放置的过滤元件来实现液固分离，起主要过滤作用的是沉积在过滤元件上的滤饼，通过调节浆液流动速度来调节滤饼的厚度。但是由于元件所处空间大小是设计确定了的，单纯通过调节元件外部浆液流速来控制过滤速率使得调节范围非常有限，且细颗粒容易堵塞过滤管而没有有效的反冲洗方法使过滤过程难以实现连续化。

US 2005/0000861公开了一种可以放置在反应器内部和/或外部的过滤元件，这种元件分为粗滤区和细滤区，且二者同轴同径竖直放置，上部粗滤区将大颗粒的催化剂拦在过滤区外，再返回反应器重新循环使用，而经过粗滤的滤液会直接进入设在粗滤区下面的细滤区进行进一步过滤分离。这种液固分离方法需要借助外界动力，且没有提供详细的反冲洗方法，难以实现液固的连续有效分离。

现有的浆态床中液固分离技术中，单纯利用沉降方法需要占用较大的面积，甚至宝贵的反应空间；而利用常规过滤的方法难以实现连续操作，即使实现了连续操作也会由于较高的固含量而降低了分离效率，还会使设备复杂，投资和操作费用增加。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于浆态床反应器中，实现液固高效连续分离、同时具有流体分布作用的过滤内构件。

本实用新型提供的浆态床反应器的过滤内构件，由圆筒体1、倒圆锥形上部隔离板2、下部隔离板4和内部的至少一根过滤管8组成，过滤管8入口开口于上部隔离板2，出口开口于下部隔离板3，圆筒体壁连接出料管10，所述的上部隔离板的圆锥角3的范围为20°-70°。

本实用新型提供的过滤内构件，所述的内部过滤管可以为一根或多根，当滤管为多根时，例如滤管为5根的情况见附图2，倒锥形上部隔离板2根的底部安装一根过滤管，其余的过滤管开口于倒锥形隔离板2的锥面上，尽量均匀分布，过滤管的直径可以相同，也可以不同，优选的方案是倒锥型结构底部过滤管的直径大于开口于锥面的过滤管直径。

当过滤管为一根时，过滤管上端入口开口于倒锥形上部隔离板的底部，或者倒锥形隔离板上有多个开口以使带有固体颗粒的浆液通过过滤管，如附图3所示。

本实用新型提供的过滤内构件中，所述的过滤管的材质没有限制，可以使用烧结金属丝网微孔过滤材料、烧结金属粉末微孔过滤材料、金属微孔膜材料、烧结金属纤维微孔材料、微孔陶瓷材料、陶瓷膜材料或其它类型的过滤材料。过滤管的孔径范围可以由具体使用的催化剂颗粒的种类、反应器的规模以及所进行的反应类型而发生变化，例如可是在微滤、超滤、纳滤等过滤范围之内。