一种高效填料的生产工艺的制作方法

文档序号:12352160阅读:343来源:国知局

本发明涉及一种高效填料的生产工艺,属于石油化工传质分离设备技术领域。



背景技术:

在化学工程中,填料指装于填充塔内的惰性固体物料,例如鲍尔环和拉西环等,其作用是增大气-液的接触面,使其相互强烈混合。散装填料是一个个具有一定几何形状和尺寸的颗粒体,一般以随机的方式堆积在塔内,又称为乱堆填料或高效填料。散装填料根据结构特点不同,又可分为环形填料、鞍形填料、环鞍形填料及球形填料等。

目前填料塔已经广泛地应用于化工、石油、医药、环保等工业领域的精馏、吸收、萃取等单元操作中,是一种传统的流体接触设备,用于气—液、液—液之间的两相接触以实现质量传递或者化学反应,填料塔内部一般装有一层或者多层填料,填料塔传质性能的好坏主要取决于所用填料的性能,填料按其结构划分可以分为规整填料和高效填料。

填料在使用时都处于高温环境,并且传质分离的物料成分复杂,往往呈酸性或者碱性,使得填料非常容易在高温的工作环境中被腐蚀和老化。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是,针对现有技术不足,提出一种可以制得耐腐蚀、耐高温的高效填料的生产工艺。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是:一种高效填料的生产工艺,包括以下步骤:

(1)配料:所述高效填料的原料中各成分的质量百分比为:硅灰石:4.11-4.57%、透辉石:2.16-3.98%、乙酰丙酮:1.01-1.15%、骨炭:0.67-0.82%、铬:1.1-1.3%、钛:1.2-1.4%、铌:0.5-0.7%、锌:0.1-0.2%、钕:0.02-0.13%、铕:0.05-0.09%、铝:1.3-1.8%,余量为粘土;

(2)粉碎:使用粉碎机将上述的原料分别粉碎,粉碎后原料的粒径在3mm-15mm之间;

(3)混合球磨:将原料按所述质量百分比放入混合球磨仪进行混合球磨,混合球磨后原料的粒径在300-350目之间;

(4)练泥:将混合球磨后的原料加水混合,加水后原料水分含量为27-31%,将加水后的原料放入真空练泥机进行练泥,真空度为0.02-0.16Mpa;

(5)成型:使用模具压制成填料形状;

(6)低温干燥:将成型后的高效填料送入低温干燥机进行低温干燥,控制干燥温度为65-70℃,干燥至成型填料水份小于5%;

(7)入窑烧制:将成型后的填料送入隧道窑烧制;

(8)冷却:烧制后冷到210-230℃时,取出空冷至室温;

(9)超声波清洗:将高效填料置于浓度为15%~20%的氯化钠溶液中,利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波,超声波的频率和声强分别是17KHZ~27MHZ和8~15W/cm2

(10)在高效填料外表面涂覆石墨烯涂层:

所述石墨烯涂层由石墨烯固化后得到,其中石墨烯的溶液中各成分的质量百分比为:石墨烯:6.2-6.4%,分散剂:2.2-2.4%,表面活性剂:1.4-2.1%,消泡剂:2.2-3.1%,胶黏剂:17.3-17.5%,余量为异丙醇;

所述胶黏剂为环氧丙烯酸树脂、丁苯橡胶、聚丙烯腈及聚氨基甲酸酯的至少一种;

所述分散剂为聚氯乙烯、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚氯乙烯及聚乙烯吡咯烷酮的至少一种;

所述表面活性剂为聚丙烯酸钠、海藻酸钠、硬脂酸钠及十六烷基磺酸钠的至少一种;

所述消泡剂为苯乙醇油酸酯、二甲基硅油、GP消泡剂及聚二甲基硅氧烷的至少一种。

上述技术方案的改进是:步骤(1)中所述高效填料的原料中各成分的质量百分比为:硅灰石:4.11%、透辉石:2.16%、乙酰丙酮:1.01%、骨炭:0.67%、铬:1.1%、钛:1.2%、铌:0.5%、锌:0.1%、钕:0.02%、铕:0.05%、铝:1.3%,余量为粘土。

上述技术方案的改进是:步骤(1)中所述高效填料的原料中各成分的质量百分比为:硅灰石:4.57%、透辉石:3.98%、乙酰丙酮:1.15%、骨炭:0.82%、铬:1.3%、钛:1.4%、铌:0.7%、锌:0.2%、钕:0.13%、铕:0.09%、铝:1.8%,余量为粘土。

本发明采用上述技术方案的有益效果是:

(1)使用真空练泥机,使得原料各组分分布趋于均匀,结构比较致密,泥料的可塑性和干燥强度都有所提高;

(2)通过低温干燥使得成型填料水份小于3%,使得烧制时间大幅缩短并且能耗降低;

(3)使用电场激活热压辅助燃烧炉烧结,耗能低效率高,制得填料强度高;

(4)高效填料烧制后通过超声波清洗,有效去除了表面灰尘,提高之后涂覆涂层的质量;

(5)在填料的表面涂覆石墨烯涂层,用石墨烯极高的导热性,热量能迅速沿着石墨烯薄膜进行面传递,并迅速传递到填料内部,缩短了待分离原油气体向填料传热所需的时间,提高了填料的散热速度,降低了填料的温度,从而大大提高了填料的工作效率。

具体实施方式

实施例一

本实施例的高效填料的生产工艺,包括以下步骤:

(1)配料:所述高效填料的原料中各成分的质量百分比为:硅灰石:4.11%、透辉石:2.16%、乙酰丙酮:1.01%、骨炭:0.67%、铬:1.1%、钛:1.2%、铌:0.5%、锌:0.1%、钕:0.02%、铕:0.05%、铝:1.3%,余量为粘土;

(2)粉碎:使用粉碎机将上述的原料分别粉碎,粉碎后原料的粒径在3mm-15mm之间;

(3)混合球磨:将原料按所述质量百分比放入混合球磨仪进行混合球磨,混合球磨后原料的粒径在300-350目之间;

(4)练泥:将混合球磨后的原料加水混合,加水后原料水分含量为27-31%,将加水后的原料放入真空练泥机进行练泥,真空度为0.02-0.16Mpa;

(5)成型:使用模具压制成填料形状;

(6)低温干燥:将成型后的高效填料送入低温干燥机进行低温干燥,控制干燥温度为65-70℃,干燥至成型填料水份小于5%;

(7)入窑烧制:将成型后的填料送入隧道窑烧制;

(8)冷却:烧制后冷到210-230℃时,取出空冷至室温;

(9)超声波清洗:将高效填料置于浓度为15%~20%的氯化钠溶液中,利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波,超声波的频率和声强分别是17KHZ~27MHZ和8~15W/cm2

(10)在高效填料外表面涂覆石墨烯涂层:

所述石墨烯涂层由石墨烯固化后得到,其中石墨烯的溶液中各成分的质量百分比为:石墨烯:6.2-6.4%,分散剂:2.2-2.4%,表面活性剂:1.4-2.1%,消泡剂:2.2-3.1%,胶黏剂:17.3-17.5%,余量为异丙醇;

所述胶黏剂为环氧丙烯酸树脂、丁苯橡胶、聚丙烯腈及聚氨基甲酸酯的至少一种;

所述分散剂为聚氯乙烯、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚氯乙烯及聚乙烯吡咯烷酮的至少一种;

所述表面活性剂为聚丙烯酸钠、海藻酸钠、硬脂酸钠及十六烷基磺酸钠的至少一种;

所述消泡剂为苯乙醇油酸酯、二甲基硅油、GP消泡剂及聚二甲基硅氧烷的至少一种。

实施例二

本实施例的高效填料的生产工艺,包括以下步骤:

(1)配料:所述高效填料的原料中各成分的质量百分比为:硅灰石:4.57%、透辉石:3.98%、乙酰丙酮:1.15%、骨炭:0.82%、铬:1.3%、钛:1.4%、铌:0.7%、锌:0.2%、钕:0.13%、铕:0.09%、铝:1.8%,余量为粘土;

(2)粉碎:使用粉碎机将上述的原料分别粉碎,粉碎后原料的粒径在3mm-15mm之间;

(3)混合球磨:将原料按所述质量百分比放入混合球磨仪进行混合球磨,混合球磨后原料的粒径在300-350目之间;

(4)练泥:将混合球磨后的原料加水混合,加水后原料水分含量为27-31%,将加水后的原料放入真空练泥机进行练泥,真空度为0.02-0.16Mpa;

(5)成型:使用模具压制成填料形状;

(6)低温干燥:将成型后的高效填料送入低温干燥机进行低温干燥,控制干燥温度为65-70℃,干燥至成型填料水份小于5%;

(7)入窑烧制:将成型后的填料送入隧道窑烧制;

(8)冷却:烧制后冷到210-230℃时,取出空冷至室温;

(9)超声波清洗:将高效填料置于浓度为15%~20%的氯化钠溶液中,利用超声波发生装置对所述氯化钠溶液施加超声波,超声波的频率和声强分别是17KHZ~27MHZ和8~15W/cm2

(10)在高效填料外表面涂覆石墨烯涂层:

所述石墨烯涂层由石墨烯固化后得到,其中石墨烯的溶液中各成分的质量百分比为:石墨烯:6.2-6.4%,分散剂:2.2-2.4%,表面活性剂:1.4-2.1%,消泡剂:2.2-3.1%,胶黏剂:17.3-17.5%,余量为异丙醇;

所述胶黏剂为环氧丙烯酸树脂、丁苯橡胶、聚丙烯腈及聚氨基甲酸酯的至少一种;

所述分散剂为聚氯乙烯、聚氧化乙烯、聚乙二醇、聚氯乙烯及聚乙烯吡咯烷酮的至少一种;

所述表面活性剂为聚丙烯酸钠、海藻酸钠、硬脂酸钠及十六烷基磺酸钠的至少一种;

所述消泡剂为苯乙醇油酸酯、二甲基硅油、GP消泡剂及聚二甲基硅氧烷的至少一种。

由于原料可塑性好,所述步骤(5)成型时,可以将原料压制成拉西环、阶梯环或者鲍尔环状。

本发明不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。

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