甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的生产工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于甲醇水蒸汽重整制氢技术领域，涉及一种催化剂的生产工艺，尤其涉 及一种甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的生产工艺。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着质子交换膜燃料电池的发展，特别是其应用于汽车以及分布式发电， 迫切需要小型高效、高效、分散的移动制氢系统以供应原料氢。于是出现了各式各样的制氢 系统，同时也出现了各式各样的制氢方法。
[0003] 例如中国专利CN202519022U揭示的一种甲醇水蒸气重整制氢设备，所述设备包 括液体储存容器、换热器、气化室、重整室、分离室。所述设备包括一个或多个加热单元，为 制氢设备需要温度控制的部件进行温度控制；加热单元通过分离室输出的余气或/和制得 的氢气加热。重整室与分离室之间的传送通道经过一预热控温机构，该预热控温机构用以 加热从重整室输出的气体；所述预热控温机构作为重整室与分离室之间的缓冲，使得从重 整室输出的气体的温度与分离室的温度相同或接近。
[0004] 又如中国专利公开号CN101033059提供的制氢方法，该制氢方法由于其不需要外 部供热，容易实现现场制热，所以受到广大关注。此方法中采用弛放气进行加热系统，产生 的结果是系统各部位受热不均匀，最直接，也是最影响的是催化剂的催化活性。
[0005] 目前市场上的铜基催化剂采用较贵的硝酸盐沉淀法制备，成本较高且不适合于高 温小型移动制氢设备。
[0006] 有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的甲醇水蒸汽重整制氢铜基催化剂，以便克 服现有催化剂的上述缺陷。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是：提供一种甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的生产工 艺，可降低铜基催化剂的成本，形成的晶体更有利于催化剂用于高温的小型移动制氢设备。
[0008] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
[0009] 一种甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的生产工艺，在密封的连续管路中生产甲醇水蒸 汽重整制氢催化剂，所述连续管路依次分为沉淀区、老化区、洗涤区、干燥区、焙烧区；
[0010] 原料包括金属硝酸盐、沉淀剂溶液；金属硝酸盐包括过渡金属硝酸盐以及稀土金 属硝酸盐；过渡金属硝酸盐包括硝酸铜、硝酸锌、硝酸铝、硝酸铁中的一种或多种，稀土金属 硝酸盐包括硝酸镧、硝酸锆中的一种或多种；沉淀剂溶液包括氨水、碳酸钠中的一种或多 种；
[0011] 原料分别经过计量泵泵入管路，先后经过上述沉淀区、老化区、洗涤区、干燥区、焙 烧区，最后得到催化剂；
[0012] 所述连续管路包括第一连续管路、第二连续管路、洗涤区管路，第一连续管路包括 沉淀区、老化区，第二连续管路包括干燥区、焙烧区；第一连续管路的出口通过连接管路连 接洗涤区管路的入口，洗涤区管路的出口通过连接管路连接第二连续管路的入口；
[0013] 所述第一连续管路设有第一磁性螺旋轴，第二连续管路设有第二磁性螺旋轴；第 一磁性螺旋轴、第二磁性螺旋轴分别通过各自的磁性驱动机构驱动；
[0014] 洗涤区设有多级水力旋流器、固液混合器，通过多级水力旋流器实现固液分离，固 体与洗涤水通过固液混合器的强力磁力搅拌实现打浆的目的；
[0015] 所述生产工艺具体包括如下步骤：
[0016] 沉淀步骤：在沉淀区内置pH计自控泵，通过pH计自控泵控制流量从而控制pH值， 将PH值控制在5~11，由第一磁性螺旋轴搅拌实现沉淀区的均匀反应；沉淀区的温度控制 在35~85°C ;同时，在沉淀时，加入设定量的a -Al2O3;
[0017] 老化步骤：在老化区浆料管道形状为直线形或蛇形或螺旋形，与沉淀区采用隔栅 避免已沉淀完全的浆料进入老化区；老化区的温度设定为35~85°C ;
[0018] 洗涤步骤：在洗涤区通过多级水力旋流器实现固液分离，固体与洗涤水通过固液 混合器的强力磁力搅拌实现打浆的目的；洗涤区的温度设定为20~85°C ;
[0019] 干燥步骤：在干燥区采用磁力螺旋轴推动物料；干燥区的温度设定为100~ 160 0C ；
[0020] 焙烧步骤：在焙烧区采用磁力螺旋轴推动物料，最后从管路出口排出产品；焙烧 区的温度设定为160-850°C。
[0021] 一种甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的生产工艺，在制备催化剂的沉淀步骤前先加入 氧化铝作为沉淀结晶核和载体。
[0022] 作为本发明的一种优选方案，甲醇水蒸汽重整制氢催化剂为铜基催化剂；所述铜 基催化剂包括物质及其质量份数为：2-20份的CuO, 2-20份的ZnO, 0. 1-5份的ZrO, 45-95份 的 Al2O3,0-5 份的 CeO2,0-5 份的 La20。
[0023] 作为本发明的一种优选方案，将蜂窝陶瓷载体浸渍在铜基催化剂配置的溶液中， 利用蜂窝陶瓷载体承载铜基催化剂。
[0024] 本发明的有益效果在于：本发明提出的甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的生产工艺， 加入氧化铝作为沉淀的结晶核和载体，可降低铜基催化剂的成本，形成的晶体更有利于催 化剂用于高温的小型移动制氢设备。。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明甲醇水蒸汽重整制氢催化剂连续生产设备的组成示意图。
[0026] 图2为本发明甲醇水蒸汽重整制氢催化剂连续生产工艺的流程图。
【具体实施方式】
[0027] 下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
[0028] 实施例一
[0029] 本发明揭示了一种甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的生产工艺，在制备催化剂的沉淀 步骤前先加入氧化铝作为沉淀结晶核和载体。
[0030] 本实施例中，甲醇水蒸汽重整制氢催化剂为铜基催化剂；所述铜基催化剂包括物 质及其质量份数为：2-20份的CuO, 2-20份的ZnO, 0. 1-5份的ZrO, 45-95份的Al2O3,0-5份 的Ce02,0-5份的La20。所述铜基催化剂还可以包括0-5份的贵金属；贵金属为Pb，Pt，Ir， Rh，Ru中的一种或多种。
[0031] 请参阅图1，本发明揭示一种甲醇水蒸汽重整制氢催化剂的生产设备及工艺，可以 利用一种特定设备生产铜基催化剂，本发明中，在密封的连续管路中生产催化剂，所述连续 管路依次分为沉淀区1、老化区2、洗涤区3、干燥区4、焙烧区5。
[0032] 原料包括金属硝酸盐、氧化铝、沉淀剂溶液。金属硝酸盐包括过渡金属硝酸盐以 及稀土金属硝酸盐。过渡金属硝酸盐包括硝酸铜、硝酸锌、硝酸铝、硝酸铁中的一种或多种 (当然还可以包括其他类似的过渡金属硝酸盐，过渡金属硝酸盐的获取范围应该为本领域 技术人员可以预想到的，下同），稀土金属硝酸盐包括硝酸镧、硝酸锆中的一种或多种（当 然还可以包括其他类似的稀土金属硝酸盐）；沉淀剂溶液包括氨水、碳酸钠中的一种或多 种（当然还可以包括其他类似的沉淀剂溶液）。
[0033] 原料用去离子水溶解后或用去离子水混合后分别经过计量泵（图未视）从入料口 14泵入第一连续管路11，先后经过上述沉淀区1、老化区2、洗涤区3、干燥区4、焙烧区5,最 后得到催化剂。