一种Fe-P非晶合金催化反应器的制作方法

本发明涉及到催化反应器生产领域，尤其是涉及一种fe-p非晶合金催化反应器。

背景技术：

非晶合金由于具有以下特点；①非晶态合金在很宽的范围内可以制成各种组成的样品，从而可以在较宽大范围内调变它们的电子性质；②催化活性中心可以以单一的形式均匀分布在化学均匀的环境中；③非晶态合金表面具有浓度较高的不饱和中心，且不饱和中心的配位数具有一定的范围，因而使其催化活性和选择性一般优于相应的晶态催化剂；④其表面的非多孔性是其摆脱了多项催化剂存在的反应物种的扩散影响表面反应的问题。

非晶态合金催化剂可以用于加氢、氧化、裂解、异构化等反应。目前，非晶态合金催化剂的制备方法有多种，一般来说可以将其分为两大类：液体骤冷法和原子（离子）沉积法。非晶合金催化电极以沉积薄膜或镀层的二维催化电极为主，但其反应器面积较小，导致产率较小。

本实用新型针对以上问题，提出一种fe-p非晶合金催化反应器。此催化反应器具有催化反应面积大，适用性强等特点，可广泛应用于气态、液态反应物的催化反应等。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种fe-p非晶合金催化反应器，技术方案为，催化反应器由导管、法兰、连接法兰、密封垫、锥形筒式反应器组成，其特征在于，导管由两段管子组成，两段管子之间通过密封垫与法兰实现密封与连接，导管在法兰端加工有一个内凹台阶，锥形筒式反应器则固定于两段导管的内凹台阶内；连接法兰把fe-p非晶合金催化反应器连接进反应物管路；

所述的锥形筒式反应器由4部分组成，即内嵌固定圆环、fe-p非晶合金复合纤维、锥形筒式纤维缠绕架、缓冲垫；其内嵌固定圆环固定于导管的内凹台阶，锥形筒式纤维缠绕架为锥底圆环和锥顶圆环组成的框架结构，锥形筒式纤维架以焊接或热熔实现与内嵌固定圆环；复合纤维以锥形曲面母线的形式在锥底圆环和锥顶圆环之间来回缠绕，在复合纤维与锥形筒式缠绕架之间采用缓冲垫，形成一个空心锥形筒结构，锥顶的指向与反应介质的流动方向相同；

所述的导管与导管两端的法兰与连接法兰或采用一体式整体结构，或相连两部分做成一零件再与剩余部分采用焊接或热熔方式连接成一体，或三个分别单独制作再采用焊接或热熔连接成一体；

所述的fe-p非晶合金复合纤维为包覆层结构，芯层为金属微丝或聚合物纤维，包覆层为fe-p非晶合金镀层。

本实用新型的优点为：

（1）选择形状及大小的复合纤维，可制备不同规铬和反应面积的fe-p非晶合金催化反应剂；

（2）由于采用电镀法制备非晶合金镀层，其微观表面凸凹不平，增大了反应器可利用面积，提高催化剂的利用效率；

（3）采用复合纤维作为反应剂，与块体和平板类材料相比具有更大的比表面积，采用缠绕纤维结构形式，纤维之间的缝隙也对反应气体或液体的流动影响最小，进一步提高生产效率；

（4）由于采用锥形筒式框架缠绕，因此反应物与催化剂接触时间增加，有利于提高产物的纯度，增大其生产效率，也可通过串联形式提高催化反应器的面积来提升生产效率；

（5）在复合纤维与缠绕架之间采用缓冲垫，可防止反应介质的流动冲击或缠绕架的毛刺、倒角造成复合纤维磨损而断裂等现象，延长反应器使用寿命；

（6）采用法兰和连接法兰的结构，可便于维护与拆卸。

附图说明

图1为本实用新型设备结构的示意图。导管1，采用金属、或高分子、或复合材料的结构材料制成；法兰2金属、或高分子、或复合材料的结构材料制成；连接法兰3采用金属、或高分子、或复合材料的结构材料制成；密封垫4采用橡胶、硅胶、毛毡等材料制成；锥形筒式反应器5的fe-p非晶合金复合纤维，包覆层为fe-p非晶合金镀层，芯丝材质为金属或聚合物，锥形筒式纤维缠绕架和内嵌固定圆环采用金属或聚合物制成，缓冲垫采用毛毡、或橡胶类高弹性物质。

具体实施方式：

以下结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1：一种fe-p非晶合金催化反应器

fe-p非晶合金催化反应器由导管1、法兰2、连接法兰3、密封垫4、锥形筒式反应器5组成，导管采用圆管，法兰2和连接法兰3采用焊接方式固定于导管1，两段导管1之间通过橡胶密封垫4与法兰2实现密封与连接，其中一段导管在与另一导管连接端加工有内凹台阶，反应器5固定于内凹台阶内；连接法兰实现把fe-p非晶合金催化反应器连接进管路；锥形筒式反应器由内嵌固定圆环、fe-p非晶合金复合纤维、锥形筒式纤维缠绕架以及复合纤维组成，内嵌固定圆环采用热熔塑料制成，锥形筒式纤维缠绕架的锥角为30°，材质为热熔塑料制成，内嵌固定圆环与锥形筒式纤维缠绕架之间采用热熔连接；fe-p非晶合金复合纤维为包覆层结构，芯层为铜微丝，包覆层为磷含量为6%的fe-p非晶合金镀层，缓冲垫采用毛毡制成。

技术特征：

1.一种fe-p非晶合金催化反应器，其特征在于，催化反应器由导管、法兰、连接法兰、密封垫、锥形筒式反应器组成；

所述的导管由两段管子组成，两段管子之间通过密封垫与法兰实现密封与连接，导管在法兰端加工有一个内凹台阶，锥形筒式反应器则被固定于两段导管的内凹台阶内；

所述的锥形筒式反应器由4部分组成，即内嵌固定圆环、fe-p非晶合金复合纤维、锥形筒式纤维缠绕架、缓冲垫。

2.根据权利要求1所述fe-p非晶合金催化反应器，其特征是锥形筒式纤维缠绕架以锥底圆环和锥顶圆环为主体组成框架结构，框架内嵌固定圆环与锥形筒式纤维缠绕架之间采用焊接或热熔方式连接，复合纤维以锥形曲面母线的形式在锥底圆环和锥顶圆环之间来回缠绕，在复合纤维与上下两个圆环接触之间采用缓冲垫，复合纤维缠绕成一个锥形圆台的锥面，安装时锥形筒式纤维缠绕架的锥顶指向与反应介质流动方向相同。

3.根据权利要求1所述fe-p非晶合金催化反应器，其特征是fe-p非晶合金复合纤维为包覆层结构，芯层为金属微丝或聚合物纤维，包覆层为fe-p非晶合金镀层。

技术总结
一种Fe‑P非晶合金催化反应器由导管、法兰、连接法兰、密封垫、锥形筒式反应器组成；导管由两段管子组成，两段管子之间通过密封垫与法兰实现密封与连接，导管在法兰端加工有一个内凹台阶，锥形筒式反应器则被固定于两段导管的内凹台阶内；锥形筒式反应器由三部分组成，即Fe‑P非晶合金复合纤维、锥形筒式纤维缠绕架、缓冲垫。锥形筒式纤维缠绕架的主体为锥底圆环和锥顶圆环组成框架结构，复合纤维以锥形曲面母线的形式在锥底圆环和锥顶圆环之间来回缠绕，在复合纤维与上下两个圆环接触之间采用缓冲垫，复合纤维缠绕成一个锥形圆台的锥面，安装时锥形筒式纤维缠绕架的锥顶指向与反应介质流动方向相同；Fe‑P非晶合金复合纤维为包覆层结构，芯层为金属微丝或聚合物纤维，包覆层为Fe‑P非晶合金镀层。

技术研发人员：钱雨生;胡传;徐龙哲;罗奕兵
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2019.05.14
技术公布日：2020.05.26