專利名稱：將濕的粘稠松散材料裝載到可透過(guò)流體的容器中的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種將濕的粘稠的或帶靜電的松散材料，特別是催化劑材料裝載到可透過(guò)流體的容器中的方法。
背景技術(shù)：
出版的說(shuō)明書(shū)DE 19701045A1和EP 0640385A1(＝US5,536,699)公開(kāi)了設(shè)有可封閉袋的催化劑包裝，催化劑材料作為松散材料可被裝入到該袋中而且當(dāng)更換催化劑時(shí)至少某種程度上該袋可以重新使用。因?yàn)榇呋瘎┎牧贤ǔＪ菨竦摹⒄吵砘驇ъo電的因而不容易流動(dòng)，所以充裝催化劑袋或更換袋中的催化劑，特別是充裝催化劑袋很花費(fèi)時(shí)間和有另外的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種方法，它使?jié)竦?、粘稠或帶靜電的松散材料有可能容易而快速地充裝到上述類型的包裝或容器中。
通過(guò)一種方法達(dá)到了這個(gè)目的，該方法將濕的、粘稠或帶靜電的松散材料，特別是催化劑材料裝載到可透過(guò)流體的容器中，該容器有許多細(xì)的開(kāi)口，其中松散材料作為在流體中，優(yōu)選地在液體，特別優(yōu)選地在水中的懸浮物或分散體從儲(chǔ)蓄器輸送和通過(guò)容器中的開(kāi)口引入到容器中，和其中流體通過(guò)容器中許多開(kāi)口排出，而松散材料仍留在容器中，和將流體循環(huán)回到儲(chǔ)蓄器。


下面通過(guò)例子參考

新穎的方法。附圖有圖1示意地表示充裝的整個(gè)設(shè)備。
圖2表示充裝位置(11)的細(xì)部。
具體實(shí)施例方式
容器優(yōu)選地構(gòu)造為帶狀的一系列單個(gè)的腔室，和優(yōu)選地由編織的金屬網(wǎng)制成。
該方法適合將各種顆粒尺寸的固體的、粒狀或膠質(zhì)的、催化的、生物的或吸附的活性材料，作為懸浮或分散在流體中的很細(xì)的顆粒，引入到構(gòu)造成可透過(guò)流體的適合用于雙重功能的容器中。所述雙重功能的第一種是為在兩相或多相之間的傳質(zhì)提供非常高的接觸面積。構(gòu)造的可透過(guò)流體的容器包括閉合的可透過(guò)流體的各腔室，各腔室包括編織的網(wǎng)或織物、或者膜，它們可以透過(guò)要使用裝載的容器的過(guò)程中存在的至少一種流體。作為第二種功能，在使用它的工藝過(guò)程中是活性的固體材料存在于各腔室中，在用固體材料充裝之后接著閉合各腔室，使固體材料保留在各腔室內(nèi)。根據(jù)使用它們的工藝過(guò)程的需要和活性固體材料的特性，可以改變?nèi)萜髦懈髑皇业捏w積和數(shù)量，以及容器腔室的充裝程度。
在各種物理化學(xué)過(guò)程中，將化學(xué)的、生物的或其他的材料的轉(zhuǎn)換過(guò)程疊加到物理的傳質(zhì)過(guò)程上，如蒸餾或吸收，或者相反，可能是重要的優(yōu)點(diǎn)。一方面，必需在流體相之間為傳質(zhì)提供足夠大的接觸面積，而另一方面，必需能根據(jù)過(guò)程的需要在很寬的范圍內(nèi)改變非常大的活性表面以便獲得有兩種功能的雙重的功能性即傳質(zhì)和材料轉(zhuǎn)換。
在這樣的范圍中，對(duì)特殊的應(yīng)用，如在液相中非均相催化化學(xué)反應(yīng)，使用催化活性傳質(zhì)包裝，該包裝以及其它內(nèi)容特別描述在專利說(shuō)明書(shū)DE 19701045A1，EP 0631813A1，WO 98/58721和WO 97/24174中。
已知的用于同時(shí)進(jìn)行傳質(zhì)和材料轉(zhuǎn)換的設(shè)備，其主要缺點(diǎn)是需要比較大的努力將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，這些容器有時(shí)有復(fù)雜的幾何形狀。特別是，當(dāng)材料是不易流動(dòng)，或者是粘稠的或者是產(chǎn)生灰塵或者是釋放氣體或者是帶靜電的固體或粒狀材料或者是膠質(zhì)狀固體時(shí)，從勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)的觀點(diǎn)，用這樣的材料充裝容器可以是困難或者有問(wèn)題的。在至今習(xí)慣的在構(gòu)造的有雙重功能性的包裝中充裝容器各腔室的程序中，要引入的材料的先決條件是或多或少流動(dòng)良好。在該充裝程序中，催化活性、生物活性或其他活性的材料首先手動(dòng)或機(jī)械地經(jīng)過(guò)漏斗或類似裝置傳送通過(guò)各小室的充裝孔進(jìn)入到各小室中，然后通過(guò)例如振動(dòng)盡可能地使其均勻地分布到小室中。
在上述先有技術(shù)的方法中，特別是流動(dòng)性極差的粒狀材料的情況，存在許多困難，如材料在小室中不均勻的分布，各個(gè)小室充裝的空隙或不同程度等。
因此本發(fā)明的目的是提供一種顯著地簡(jiǎn)化和實(shí)用的方法，對(duì)充裝各小室的上述困難呈現(xiàn)明顯的優(yōu)點(diǎn)。此外，將顯著減小充裝雙重功能元件所需的時(shí)間和努力。通過(guò)本發(fā)明的方法達(dá)到了這個(gè)目的。
具體是，本發(fā)明將固體的、粒狀的、催化的，生物的或吸附的活性材料引入到構(gòu)造的有雙重功能元件的多用途包裝中的方法，包括將很細(xì)固體顆粒形式的活性材料作為流體中懸浮物或分散體引入到容器的各腔室中的開(kāi)口內(nèi)。因?yàn)闃?gòu)成腔室壁的網(wǎng)的孔太小以致不能讓固體通過(guò)，但同時(shí)網(wǎng)壁能透過(guò)流體，因而流體能通過(guò)腔室壁并流出，固體材料保留在腔室內(nèi)。當(dāng)壁是由膜構(gòu)成時(shí)，該膜允許流體通過(guò)而不能讓固體材料通過(guò)。在各腔室充裝所需的或預(yù)定量的固體材料后，將引入材料的開(kāi)口閉合。
因此本發(fā)明是將濕的、粘稠或帶靜電的松散材料裝載到可透過(guò)流體的容器中的一種方法，容器有接納所述松散材料的開(kāi)口，該方法包括從儲(chǔ)蓄器輸送作為流體中懸浮物或分散體的松散材料，并將所述懸浮物或分散體通過(guò)容器中所述開(kāi)口引入到可透過(guò)流體的容器內(nèi)，以便使懸浮物或分散體中流體組份通過(guò)和排出可透過(guò)流體的容器而將松散材料保持在該容器內(nèi)，并把流體循環(huán)回到儲(chǔ)蓄器。
在該方法的一個(gè)實(shí)施例中，第一步是在流態(tài)化器皿中生產(chǎn)可流動(dòng)的固體/液體懸浮物或分散體。流態(tài)化器皿優(yōu)選地是器皿或反應(yīng)器，其中裝設(shè)作為混合元件的攪拌器。另一種是，只把用于混合的流體或第二種流體引入到流態(tài)化器皿中也可以生產(chǎn)懸浮物或分散體。
以這種方式，既使是不流動(dòng)或流動(dòng)困難的粒狀材料(如離子交換樹(shù)脂，它是濕的帶有水或者是用有機(jī)溶劑浸透的)，也可以將其轉(zhuǎn)變成可以連續(xù)輸送的形式。還有，通過(guò)在液體中產(chǎn)生懸浮物，例如，可能避免在充裝時(shí)產(chǎn)生灰塵，或者克服處理帶靜電粒狀材料的困難(如氧化催化劑在干燥輸送時(shí)受到因磨損產(chǎn)生灰塵的影響或者離子交換樹(shù)脂在無(wú)水狀態(tài)會(huì)受到帶靜電的影響)。
優(yōu)選選擇對(duì)包含松散材料的流體在引入到容器之前施加添加劑的方法。
特別優(yōu)選地通過(guò)靜止或動(dòng)態(tài)的混合單元將添加劑混合。
作為應(yīng)用該方法的松散材料，優(yōu)選選擇的是非均相催化劑，特別是離子交換樹(shù)脂，氧化催化劑或氫化催化劑或吸附劑或吸收劑固體，特別是活性碳或帶生物膜的支持材料。
作為流體，優(yōu)選選擇無(wú)機(jī)或有機(jī)溶劑，特別優(yōu)選的是甲醇，乙醇，庚烷或水。
在該方法的特別優(yōu)選實(shí)施例中，松散材料是酸性或堿性的離子交換樹(shù)脂，所用的流體是水。
還優(yōu)選選擇該方法的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于，在流體和松散材料的懸浮物或分散體中施加作為輔催化劑的添加劑。
具體說(shuō)，合適的流體是這樣的介質(zhì)，它不會(huì)不可逆地改變要包裝的固體或打算使用的總的系統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物或其他特性。所以優(yōu)選選擇這樣的液體或氣體，它們對(duì)催化的、生物的或吸收的活性材料是化學(xué)惰性的，或者在活性材料計(jì)劃的使用或生產(chǎn)中是無(wú)活性的，或者是工作介質(zhì)或者是使用環(huán)境的至少一部分，在打算使用充裝的容器的操作狀態(tài)下不會(huì)激起不良的影響(如，離子交換樹(shù)脂作為活性粒狀材料和有機(jī)溶劑如甲醇，乙醇或庚烷作為流體)。但是，也可以使用這些流體，在緊接充裝容器之后，或最遲在使用裝載容器的過(guò)程的操作開(kāi)始到這樣的程度，即所需的操作狀態(tài)沒(méi)有受到有害的影響時(shí)，這些流體可以完全從系統(tǒng)中排出，如離子交換樹(shù)脂和作為流體的水。介紹的新穎方法的主要優(yōu)點(diǎn)可以在于，例如生產(chǎn)中的各中間步驟，或者活性固體的調(diào)節(jié)，如與液體的分離或干燥，變成不必要的，或者在工廠中能更簡(jiǎn)單和更有效地進(jìn)行包裝工作。
當(dāng)粒狀材料在流態(tài)化器皿中已經(jīng)變成可連續(xù)輸送形態(tài)之后，將懸浮物或分散體例如通過(guò)軟管或管道輸送到要充裝的容器。特別是，在軟管或管道的終端有一噴嘴，它是展平的或具有與要充裝的容器腔室的幾何形狀的要求相對(duì)應(yīng)的形狀，并允許將懸浮物或分散體干凈地引入到容器腔室中。輸送所需的能量可以由或者泵或者應(yīng)用壓力梯度來(lái)供給。在管道或軟管中流動(dòng)的擾動(dòng)保證固體保持很好地懸浮或分散在流體中。
還有，有可能將附加的混合部段并入到充裝設(shè)備中，以便允許把添加劑加入到活性材料。例如，這樣的添加劑可以是以所需的方式適合影響該固體特性的。一個(gè)非常重要的優(yōu)點(diǎn)是，將添加劑施加到產(chǎn)生湍流的混合部段中能達(dá)到非常好的分布?？梢蕴岢龅囊粋€(gè)例子是用輔催化劑涂覆催化劑顆粒，在這種情況下可靠的非常均勻的施加是極其重要的。
實(shí)例圖1示意地表示充裝容器1的整個(gè)設(shè)備，容器1有構(gòu)造的多用途催化劑容器的帶狀的許多腔室2。(該容器對(duì)應(yīng)于從DE 19701045A1已知的包裝。)該設(shè)備包括含有攪拌器4的流態(tài)化器皿3，流態(tài)化介質(zhì)供料管5和固體供料管6，還有用于在流態(tài)化器皿中形成的懸浮物或分散體的泵7，用于引入和混合添加劑的混合單元8，通到混合單元的添加劑供料管9和從充裝位置11到流態(tài)化器皿3的流態(tài)化介質(zhì)回流管10。
在器皿3中催化劑6與水混合并由攪拌分散。泵7通過(guò)混合單元8將混合物輸送到充裝位置11。
圖2表示充裝位置11的細(xì)部。該圖表示有軟管14的充裝噴嘴13，要充裝的容器1具有帶狀的腔室2，腔室2在一側(cè)開(kāi)口，和在下面有收集盆15用于收集向下流的流態(tài)化介質(zhì)(水)，通到流態(tài)化器皿3的回流管10。催化劑被小室2的網(wǎng)擋住而水可以流回到流態(tài)化器皿3。
權(quán)利要求
1.一種將濕的、粘稠或帶靜電的松散材料裝載到可透過(guò)流體的容器中的方法，容器具有開(kāi)口，用于接納所述松散材料，該方法包括從儲(chǔ)蓄器輸送作為流體中的懸浮物或分散體的松散材料，并通過(guò)容器中所述開(kāi)口將所述懸浮物或分散體引入到可透過(guò)流體的容器中，以使懸浮物或分散體的流體組份通過(guò)并排出可透過(guò)流體的容器，而將松散材料保留在該容器內(nèi)，并使流體再循環(huán)到儲(chǔ)蓄器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，容器是帶的形式并由編織的金屬網(wǎng)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在引入到容器之前，將添加劑加到含有松散材料的流體中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，添加劑由靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的混合單元混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，松散材料是非均相催化劑、吸附劑或吸收劑固體、或其上帶有生物膜的支承材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述流體是無(wú)機(jī)或有機(jī)溶劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述松散材料是酸性或堿性離子交換樹(shù)脂，并且所述流體是水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將輔催化劑加到懸浮物或分散體中。
全文摘要
將濕的、粘稠或帶靜電的松散材料分送到可透過(guò)流體的容器中的方法,容器有開(kāi)口用于接納所述松散材料,該方法包括從儲(chǔ)蓄器輸送作為流體中懸浮物或分散體的松散材料,和通過(guò)容器中所述開(kāi)口將所述懸浮物或分散體引入到可透過(guò)流體的容器中,以便讓?xiě)腋∥锘蚍稚Ⅲw的流體組份流過(guò)并流出可透過(guò)流體的容器,而將松散材料保留在該容器內(nèi),和將流體再循環(huán)到儲(chǔ)蓄器。
文檔編號(hào)C02F1/68GK1385235SQ02119918
公開(kāi)日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月16日
發(fā)明者L·戈特沙爾克, G·隆格, J·－P·謝菲爾, D·米勒, M·普雷恩, W·維爾赫文, D·斯盧伊茨 申請(qǐng)人:拜爾公司