专利名称：将湿的粘稠松散材料装载到可透过流体的容器中的方法
技术领域：
本发明涉及一种将湿的粘稠的或带静电的松散材料，特别是催化剂材料装载到可透过流体的容器中的方法。
背景技术：
出版的说明书DE 19701045A1和EP 0640385A1(＝US5,536,699)公开了设有可封闭袋的催化剂包装，催化剂材料作为松散材料可被装入到该袋中而且当更换催化剂时至少某种程度上该袋可以重新使用。因为催化剂材料通常是湿的、粘稠或带静电的因而不容易流动，所以充装催化剂袋或更换袋中的催化剂，特别是充装催化剂袋很花费时间和有另外的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法，它使湿的、粘稠或带静电的松散材料有可能容易而快速地充装到上述类型的包装或容器中。
通过一种方法达到了这个目的，该方法将湿的、粘稠或带静电的松散材料，特别是催化剂材料装载到可透过流体的容器中，该容器有许多细的开口，其中松散材料作为在流体中，优选地在液体，特别优选地在水中的悬浮物或分散体从储蓄器输送和通过容器中的开口引入到容器中，和其中流体通过容器中许多开口排出，而松散材料仍留在容器中，和将流体循环回到储蓄器。
下面通过例子参考
新颖的方法。附图有图1示意地表示充装的整个设备。
图2表示充装位置(11)的细部。
具体实施例方式
容器优选地构造为带状的一系列单个的腔室，和优选地由编织的金属网制成。
该方法适合将各种颗粒尺寸的固体的、粒状或胶质的、催化的、生物的或吸附的活性材料，作为悬浮或分散在流体中的很细的颗粒，引入到构造成可透过流体的适合用于双重功能的容器中。所述双重功能的第一种是为在两相或多相之间的传质提供非常高的接触面积。构造的可透过流体的容器包括闭合的可透过流体的各腔室，各腔室包括编织的网或织物、或者膜，它们可以透过要使用装载的容器的过程中存在的至少一种流体。作为第二种功能，在使用它的工艺过程中是活性的固体材料存在于各腔室中，在用固体材料充装之后接着闭合各腔室，使固体材料保留在各腔室内。根据使用它们的工艺过程的需要和活性固体材料的特性，可以改变容器中各腔室的体积和数量，以及容器腔室的充装程度。
在各种物理化学过程中，将化学的、生物的或其他的材料的转换过程叠加到物理的传质过程上，如蒸馏或吸收，或者相反，可能是重要的优点。一方面，必需在流体相之间为传质提供足够大的接触面积，而另一方面，必需能根据过程的需要在很宽的范围内改变非常大的活性表面以便获得有两种功能的双重的功能性即传质和材料转换。
在这样的范围中，对特殊的应用，如在液相中非均相催化化学反应，使用催化活性传质包装，该包装以及其它内容特别描述在专利说明书DE 19701045A1，EP 0631813A1，WO 98/58721和WO 97/24174中。
已知的用于同时进行传质和材料转换的设备，其主要缺点是需要比较大的努力将催化的或生物的或吸收的活性材料引入到所使用的容器中，这些容器有时有复杂的几何形状。特别是，当材料是不易流动，或者是粘稠的或者是产生灰尘或者是释放气体或者是带静电的固体或粒状材料或者是胶质状固体时，从劳动卫生学的观点，用这样的材料充装容器可以是困难或者有问题的。在至今习惯的在构造的有双重功能性的包装中充装容器各腔室的程序中，要引入的材料的先决条件是或多或少流动良好。在该充装程序中，催化活性、生物活性或其他活性的材料首先手动或机械地经过漏斗或类似装置传送通过各小室的充装孔进入到各小室中，然后通过例如振动尽可能地使其均匀地分布到小室中。
在上述先有技术的方法中，特别是流动性极差的粒状材料的情况，存在许多困难，如材料在小室中不均匀的分布，各个小室充装的空隙或不同程度等。
因此本发明的目的是提供一种显著地简化和实用的方法，对充装各小室的上述困难呈现明显的优点。此外，将显著减小充装双重功能元件所需的时间和努力。通过本发明的方法达到了这个目的。
具体是，本发明将固体的、粒状的、催化的，生物的或吸附的活性材料引入到构造的有双重功能元件的多用途包装中的方法，包括将很细固体颗粒形式的活性材料作为流体中悬浮物或分散体引入到容器的各腔室中的开口内。因为构成腔室壁的网的孔太小以致不能让固体通过，但同时网壁能透过流体，因而流体能通过腔室壁并流出，固体材料保留在腔室内。当壁是由膜构成时，该膜允许流体通过而不能让固体材料通过。在各腔室充装所需的或预定量的固体材料后，将引入材料的开口闭合。
因此本发明是将湿的、粘稠或带静电的松散材料装载到可透过流体的容器中的一种方法，容器有接纳所述松散材料的开口，该方法包括从储蓄器输送作为流体中悬浮物或分散体的松散材料，并将所述悬浮物或分散体通过容器中所述开口引入到可透过流体的容器内，以便使悬浮物或分散体中流体组份通过和排出可透过流体的容器而将松散材料保持在该容器内，并把流体循环回到储蓄器。
在该方法的一个实施例中，第一步是在流态化器皿中生产可流动的固体/液体悬浮物或分散体。流态化器皿优选地是器皿或反应器，其中装设作为混合元件的搅拌器。另一种是，只把用于混合的流体或第二种流体引入到流态化器皿中也可以生产悬浮物或分散体。
以这种方式，既使是不流动或流动困难的粒状材料(如离子交换树脂，它是湿的带有水或者是用有机溶剂浸透的)，也可以将其转变成可以连续输送的形式。还有，通过在液体中产生悬浮物，例如，可能避免在充装时产生灰尘，或者克服处理带静电粒状材料的困难(如氧化催化剂在干燥输送时受到因磨损产生灰尘的影响或者离子交换树脂在无水状态会受到带静电的影响)。
优选选择对包含松散材料的流体在引入到容器之前施加添加剂的方法。
特别优选地通过静止或动态的混合单元将添加剂混合。
作为应用该方法的松散材料，优选选择的是非均相催化剂，特别是离子交换树脂，氧化催化剂或氢化催化剂或吸附剂或吸收剂固体，特别是活性碳或带生物膜的支持材料。
作为流体，优选选择无机或有机溶剂，特别优选的是甲醇，乙醇，庚烷或水。
在该方法的特别优选实施例中，松散材料是酸性或碱性的离子交换树脂，所用的流体是水。
还优选选择该方法的一个实施例，其特征在于，在流体和松散材料的悬浮物或分散体中施加作为辅催化剂的添加剂。
具体说，合适的流体是这样的介质，它不会不可逆地改变要包装的固体或打算使用的总的系统的物理、化学、生物或其他特性。所以优选选择这样的液体或气体，它们对催化的、生物的或吸收的活性材料是化学惰性的，或者在活性材料计划的使用或生产中是无活性的，或者是工作介质或者是使用环境的至少一部分，在打算使用充装的容器的操作状态下不会激起不良的影响(如，离子交换树脂作为活性粒状材料和有机溶剂如甲醇，乙醇或庚烷作为流体)。但是，也可以使用这些流体，在紧接充装容器之后，或最迟在使用装载容器的过程的操作开始到这样的程度，即所需的操作状态没有受到有害的影响时，这些流体可以完全从系统中排出，如离子交换树脂和作为流体的水。介绍的新颖方法的主要优点可以在于，例如生产中的各中间步骤，或者活性固体的调节，如与液体的分离或干燥，变成不必要的，或者在工厂中能更简单和更有效地进行包装工作。
当粒状材料在流态化器皿中已经变成可连续输送形态之后，将悬浮物或分散体例如通过软管或管道输送到要充装的容器。特别是，在软管或管道的终端有一喷嘴，它是展平的或具有与要充装的容器腔室的几何形状的要求相对应的形状，并允许将悬浮物或分散体干净地引入到容器腔室中。输送所需的能量可以由或者泵或者应用压力梯度来供给。在管道或软管中流动的扰动保证固体保持很好地悬浮或分散在流体中。
还有，有可能将附加的混合部段并入到充装设备中，以便允许把添加剂加入到活性材料。例如，这样的添加剂可以是以所需的方式适合影响该固体特性的。一个非常重要的优点是，将添加剂施加到产生湍流的混合部段中能达到非常好的分布。可以提出的一个例子是用辅催化剂涂覆催化剂颗粒，在这种情况下可靠的非常均匀的施加是极其重要的。
实例图1示意地表示充装容器1的整个设备，容器1有构造的多用途催化剂容器的带状的许多腔室2。(该容器对应于从DE 19701045A1已知的包装。)该设备包括含有搅拌器4的流态化器皿3，流态化介质供料管5和固体供料管6，还有用于在流态化器皿中形成的悬浮物或分散体的泵7，用于引入和混合添加剂的混合单元8，通到混合单元的添加剂供料管9和从充装位置11到流态化器皿3的流态化介质回流管10。
在器皿3中催化剂6与水混合并由搅拌分散。泵7通过混合单元8将混合物输送到充装位置11。
图2表示充装位置11的细部。该图表示有软管14的充装喷嘴13，要充装的容器1具有带状的腔室2，腔室2在一侧开口，和在下面有收集盆15用于收集向下流的流态化介质(水)，通到流态化器皿3的回流管10。催化剂被小室2的网挡住而水可以流回到流态化器皿3。
权利要求
1.一种将湿的、粘稠或带静电的松散材料装载到可透过流体的容器中的方法，容器具有开口，用于接纳所述松散材料，该方法包括从储蓄器输送作为流体中的悬浮物或分散体的松散材料，并通过容器中所述开口将所述悬浮物或分散体引入到可透过流体的容器中，以使悬浮物或分散体的流体组份通过并排出可透过流体的容器，而将松散材料保留在该容器内，并使流体再循环到储蓄器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，容器是带的形式并由编织的金属网制成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在引入到容器之前，将添加剂加到含有松散材料的流体中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，添加剂由静态的或动态的混合单元混合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，松散材料是非均相催化剂、吸附剂或吸收剂固体、或其上带有生物膜的支承材料。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体是无机或有机溶剂。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述松散材料是酸性或碱性离子交换树脂，并且所述流体是水。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将辅催化剂加到悬浮物或分散体中。
全文摘要
将湿的、粘稠或带静电的松散材料分送到可透过流体的容器中的方法,容器有开口用于接纳所述松散材料,该方法包括从储蓄器输送作为流体中悬浮物或分散体的松散材料,和通过容器中所述开口将所述悬浮物或分散体引入到可透过流体的容器中,以便让悬浮物或分散体的流体组份流过并流出可透过流体的容器,而将松散材料保留在该容器内,和将流体再循环到储蓄器。
文档编号C02F1/68GK1385235SQ02119918
公开日2002年12月18日 申请日期2002年5月16日 优先权日2001年5月16日
发明者L·戈特沙尔克, G·隆格, J·－P·谢菲尔, D·米勒, M·普雷恩, W·维尔赫文, D·斯卢伊茨 申请人:拜尔公司