专利名称：催化剂成型的前处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及催化剂成型的前处理装置。
背景技术：
化学工业的发展很大程度上依赖于催化剂的开发，其中又以反应物为气相、催化剂为固相的气固多相催化过程，在化学工业中应用更普遍。对一种工业多相催化剂来说，必须具备以下几个方面性能活性好；选择性高；活性稳定，使用寿命长；具有适宜的物化性能(比表面积、孔体积、孔径等)；具有必要的强度(压碎强度、磨损强度)；有适宜的形状 (粒径或粒度分布)。上述各项催化剂使用性能，都与催化剂成型过程有不同程度的关系。催化剂生产需要的化工原料种类繁多，制备过程复杂。有时，实验室研究初步取得具有良好活性、选择性的催化剂，在扩大试验规模时却发现试验过程中催化剂容易碎裂或粉化，活性组分脱落，造成反应装置阻力增大，传热情况恶化，或者造成催化剂携带损失。这时往往又需要不断改进催化剂的配方及成型工艺，直至制得适合工业反应要求的催化剂为止。在工业操作中，因催化剂强度差而造成装置停车的例子也是屡见不鲜的。事实证明，催化剂成型是工业催化剂制备工序的重要步骤之一，而对气固反应用的固体催化剂来说，成型操作通常也是必需的步骤，所以，国内外已把成型作为提高催化剂性能的重要内容之一。催化剂通过成型加工，就能根据催化反应及反应装置要求，提供适宜形状、大小和机械强度的颗粒催化剂，并使催化剂充分发挥所具有的活性及选择性，延长催化剂使用寿命。然而，目前催化剂的各种成型方式如压缩成型、挤出成型、转动成型、喷雾成型及其它各种成型方式均没有对待成型料浆进行前脱气处理。由于制备待成型催化剂料浆中不可避免地使空气进入料浆之中，如制备过程中搅拌、研磨、筛分等过程均可使大量空气溶解其中，溶解其中的空气大大削弱了固-固间及固-液间分子间作用力，致使待成型料浆附着性、凝集性降低。因此，需要一种简单操作简单可靠的催化剂成型的前处理装置，以改善催化剂的成型性能。
实用新型内容本实用新型涉及催化剂成型的前处理装置，包括(A)釜，具有密闭的外壳，从而形成与外界密封的密闭空间；釜包括(Al)支撑架，竖直设置在釜内；(A2)螺旋板，固定连接在支撑架上并环绕支撑架自上向下延伸；(A3)催化剂浆料入口，设置在釜的顶部，位于螺旋板的上方；(A4)催化剂浆料出口，设置在釜的底部；(B)催化剂浆料供应装置，连接至催化剂浆料入口 ；(C)抽真空系统，连接至釜。[0015]优选地，催化剂成型的前处理装置进一步包括(D)放空系统，连接至釜。优选地，放空系统连接于釜的顶部。优选地，催化剂成型的前处理装置进一步包括(E)压力指示系统，连接至釜。优选地，支撑架为圆柱状。优选地，螺旋板通过焊接固定连接在支撑架上。优选地，螺旋板与釜的内壁之间具有空隙。优选地，空隙为20 200mm。优选地，螺旋板的螺距为20 80mm。优选地，抽真空系统连接至釜的顶部。本实用新型的装置提高了抽真空排气的效果，结构简单，维护方便。
图1为本实用新型装置优选实施方式的示意图。
具体实施方式
本实用新型目的在于提供一种可靠、廉价、实用、环境友好且自动化程度高的催化剂成型的前处理装置。在本实用新型中，“与...相连”或“连接至”或“连通”，既可以是二者直接相连， 也可以隔着常见的部件或装置(例如阀、泵、换热器等)相连或连接。在本实用新型中，在不矛盾或冲突的情况下，本实用新型的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本实用新型中，所有的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本实用新型公开的内容自制。在本实用新型中，为了突出本实用新型的重点，对一些常规的操作和设备、装置、 部件进行的省略，或仅作简单描述。本实用新型是一种催化剂成型的前处理装置，更具体地，是一种采用带螺旋的釜对待成型催化剂料浆进行抽气的装置。此装置具有对物料施加离心力从而使气体分离效率提高、操作弹性及生产能力增大、气体阻力变小、结构简单易维护等优点，采用此装置处理后的待成型催化剂料浆，经成型后催化剂强度明显提高。下面结合本实用新型附图1对本实用新型的实施例作进一步描述，以便于本领域技术人员的理解，但本实用新型并不因此而受到任何限制。本实用新型涉及一种催化剂成型的前处理装置，包括(A)釜100，具有密闭的外壳，从而形成与外界密封的密闭空间；釜100包括(Al)支撑架140，竖直设置在釜100内；(A2)螺旋板160，固定连接在(Al)支撑架140上并环绕(Al)支撑架140自上向下延伸；(A3)催化剂浆料入口 110，设置在釜100的顶部，位于螺旋板160的上方；(A4)催化剂浆料出口 120，设置在釜100的底部；(B)催化剂浆料供应装置600，连接至m催化剂浆料入口 110 ；[0040](C)抽真空系统300，连接至釜100。(A)釜100用于存储待成型催化剂料浆。釜100具有密闭的外壳，从而能够形成与外界密封的密闭空间。这样，就可以通过抽真空在釜100内形成真空环境。(B)催化剂浆料供应装置600连接至m催化剂浆料入口 110。(B)催化剂浆料供应装置600用于供应催化剂浆料至(Α； )催化剂浆料入口 110。例如，(B)催化剂浆料供应装置600通过泵供应催化剂浆料至(Α； )催化剂浆料入口 110。(C)抽真空系统连接至㈧釜100。(C)抽真空系统可与釜100流体联通，用于抽取待成型催化剂料浆中的气体。优选地，(C)抽真空系统连接于(A)釜100的上部，例如连接于㈧釜100的顶部。优选地，本实用新型的前处理装置进一步包括(D)放空系统，连接至(A)釜100。 (D)放空系统可与釜100流体联通。(D)放空系统可以保证(A)釜100的安全。优选地，(D) 放空系统连接于㈧釜100的上部，例如连接于㈧釜100的顶部。优选地，本实用新型的前处理装置进一步包括(E)压力指示系统，连接至(A)釜 100。(E)压力指示系统可与釜100流体联通。(E)压力指示系统用于显示搅拌釜真空度。 优选地，(E)压力指示系统连接于(A)釜100的上部，例如连接于(A)釜100的顶部。在一种优选的实施方式中，本实用新型提供了一种催化剂成型的前处理装置，包括(1) 一个用于对待成型催化剂料浆进行抽气的带螺旋的釜；( 一套连接于釜上部用于抽取待成型催化剂料浆中气体的抽真空系统；(3) —套用于显示釜内真空度的压力指示系统；(4) 一套连接于釜并为保证其安全的放空系统；(5) —个将待成型催化剂料浆打入釜内供抽真空处理的进料泵。如图1所示，本实用新型的催化剂成型的前处理装置包括釜100以及抽真空系统 300。在图1中，釜100以部分剖视图形式示出。釜100用于容纳催化剂料浆。釜100的材料可以是普通钢材，也可以是不锈钢。 优选地，釜100内表面上设置有耐腐蚀的里衬，例如玻璃、陶瓷、搪瓷等。釜100具有密闭的外壳，从而能够形成与外界密封的密闭空间。这样，就可以通过抽气在釜100内形成真空环
^Ml O釜100包括催化剂浆料入口 110和催化剂浆料出口 120。催化剂浆料入口 110设置在釜100的顶部，位于螺旋板160的上方。催化剂浆料出口 120设置在釜100的底部。支撑架140竖直设置在釜100内。如图1所示，支撑架140可以为圆柱形。螺旋板160固定连接在支撑架140上，例如螺旋板160焊接在支撑架140上。环绕支撑架140自上向下延伸。以根据物料的实际调节螺旋板160的螺距。螺旋板160的螺距可以为20 80mm，优选20 60mm，更优选20 50mm。螺旋板160使得催化剂浆料沿螺旋板160上表面自上向下流动。螺旋板160的坡度可以设计成较缓的坡度。例如，螺旋板 160的坡度可以为5 30°，优选5 20°，更优选5 10°。催化剂浆料在螺旋板160 的上表面形成较薄的催化剂浆料层，有利于催化剂浆料中的气体的脱出。可以大大增加催化剂浆料与空气的接触面积。另外，在脱气过程中，催化剂浆料在螺旋板160上流动，可以进一步促进气体从催化剂浆料中逸出，具有优异的气体脱除效果。这样，就无需另外的搅拌设备来促使气体从催化剂浆料逸出。本实用新型的方案节约了能量消耗，降低了操作成本。优选地，螺旋板160与釜100内壁之间具有空隙。例如，螺旋板160与釜100内壁
5之间的空隙为20 200mm，优选20 150mm，更优选50 150mm。螺旋板160与釜100内壁之间的空隙有利于釜100底部的催化剂浆料620脱出的气体630上升。当然，螺旋板160 与釜100之间也可以不具有空隙，这种情况下，气体630可以通过螺旋板160所形成的螺旋通道上升，而进入抽真空系统300。抽真空系统300连接至釜100，抽真空系统300可与釜100流体联通，用于抽取待成型催化剂料浆中的气体。例如，抽真空系统300通过管道与釜100相连，从而能够与釜 100流体联通。抽真空系统300与釜100之间的管道上可以设置有阀。可以根据需要，关闭或打开抽真空系统300与釜100之间的阀。优选地，如图所示，抽真空系统300连接在连接于釜100的上部，例如连接于釜100的顶部。釜100具有密闭的外壳，从而能够形成与外界密封的密闭空间。当抽真空系统300 与釜100流通联通，并从外壳内的密闭空间中抽取气体时，在密闭外壳内形成负压，从而使催化剂料浆中气体排出。如图1所示，催化剂成型的前处理装置可以进一步包括放空系统400。放空系统 400连接至釜100，从而放空系统可与釜100流体联通。放空系统400通过管道连接至釜 100。放空系统400与釜100之间的管道上可以设置有阀。可以根据需要，关闭或打开放空系统400与釜100之间的阀。优选地，如图所示，放空系统400连接在连接于釜100的上部， 例如连接于釜100的顶部。放空系统400可以保证釜100的安全。如图1所示，催化剂成型的前处理装置可以进一步包括压力指示系统500。压力指示系统500可以是压力表或真空表。压力指示系统500可以指示绝对压力或相对压力。例如，压力指示系统500可以显示真空度。压力指示系统500可以使技术人员了解釜100的压力情况，例如真空度。催化剂浆料出口 120设置在釜100的底部，用于排出抽气后的催化剂浆料620。此装置可以关闭掉抽真空系统且更换合适的压力表，即可跟晶化釜合用，故降低了催化剂合成成本。此装置适用于催化剂的各种成型方式的前处理，如压缩成型、挤出成型、转动成型、喷雾成型及其它各种成型方式。优选地，采用抽真空系统排出待成型催化剂料浆中的气体，真空抽气系统可以是一级抽真空装置，也可以是多级抽真空装置。其中，采用此实用新型装置排出待成型催化剂料浆中气体的操作，螺旋为焊接在支撑架之上，顺向或反向不限，螺旋为静止部件，可以根据物料的实际调节螺旋的螺距，优选螺距为20 80mm。具体实施步骤如下1)将带螺旋的釜按照图1示所连接好相应管线，其中螺旋为焊接在支撑架之上， 顺向或反向不限，螺旋为静止部件，可以根据物料的实际调节螺旋的螺距，优选螺距为为 20 80mm。2)将压力指示系统与抽真空系统通过管道连接于釜上部，为了安全，将放空系统连接于釜上部。3)将上述经进料泵给入的物料置入釜内螺旋顶端，料浆在重力与离心力的共同作用下向下流动，此过程中溶解于其中的气体被抽出，抽气后的待成型催化剂料浆再进行成型。可以根据需要采取不同的成型方法，如压缩成型、挤出成型、转动成型、喷雾成型及其它各种成型方式。4)将上述成型后的催化剂进行后处理，如进行焙烧、筛分等工作，得到催化剂成优选地，采用抽真空系统排出待成型催化剂料浆中气体的操作温度为10°C 80 "C。优选地，采用真空抽气排出待成型催化剂料浆中气体的抽气时间Oh 48h。优选地，采用此实用新型装置排出待成型催化剂料浆中气体的操作，真空度为 0 -1. 01 X IO5Pa,优选 0. 91 X IO5 -1. 01 X IO5Pa0优选地，操作温度为-50°C 800°C，优选10°C 80°C，优选20°C 50°C ；例如 0°C 50°C。优选地，抽气时间Oh 48h，优选，0. Ih 36h，更优选0. Ih 釙。本实用新型的有益效果(1)此装置对物料施加离心力从而使气体分离效率提高、操作弹性及生产能力增大、气体阻力变小、提高了脱气效果。(2)此装置无动部件，维护方便，造价低廉，操作简单可靠，降低了催化剂合成成本。实施例搭建好如图1所示的带螺旋釜抽气装置，选螺旋螺距为50mm，螺旋为顺向安装。分别称取适量的SAP034分子筛、水、粘结剂及载体并制备成待喷雾成型的料浆， 分别量取200mL的6组浆液编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、6#，并设定1#与2#为一组，3#与 4#为一组，5#与6#为一组，每组分别陈化0h、2h、Mh，然后将陈化后的样品1#、3#、5#直接喷雾干燥成型，将陈化后的样品2#、4#、6#分别在本装置里-0. 95atm下抽真空30min，然后再喷雾干燥成型，再将1# 6#分别测试SEM和磨耗测试。可以看出，经过真空脱气后的成型催化剂样品耐磨性得到明显提高，这也证明此装置的有效性。表1 1# 6#磨耗测试结果对比表
权利要求1.催化剂成型的前处理装置，其特征在于，包括(A)釜(100)，具有密闭的外壳，从而形成与外界密封的密闭空间；所述釜(100)包括(Al)支撑架(140)，竖直设置在所述釜(100)内；(A2)螺旋板(160)，固定连接在所述支撑架(140)上并环绕所述支撑架(140)自上向下延伸；(A3)催化剂浆料入(110)，设置在所述釜(100)的顶部，位于所述螺旋板(160)的上方；(A4)催化剂浆料出(120)，设置在所述釜(100)的底部；(B)催化剂浆料供应装置(600)，连接至所述催化剂浆料入口(110)；(C)抽真空系统(300)，连接至所述釜(100)。
2.根据权利要求1所述的催化剂成型的前处理装置，进一步包括(D)放空系统(400)，连接至所述爸(100)。
3.根据权利要求2所述的催化剂成型的前处理装置，其特征在于，所述放空系统(400)连接于所述釜的顶部。
4.根据权利要求1所述的催化剂成型的前处理装置，进一步包括(E)压力指示系统500)，连接至所述釜(100)。
5.根据权利要求1所述的催化剂成型的前处理装置，其特征在于，所述支撑架(140)为圆柱状。
6.根据权利要求1所述的催化剂成型的前处理装置，其特征在于，所述螺旋板(160)通过焊接固定连接在所述支撑架(140)上。
7.根据权利要求1所述的催化剂成型的前处理装置，其特征在于，所述螺旋板(160)与所述釜(100)的内壁之间具有空隙。
8.根据权利要求7所述的催化剂成型的前处理装置，其特征在于，所述空隙为20 200mm。
9.根据权利要求1所述的催化剂成型的前处理装置，其特征在于，所述螺旋板(160)的螺距为20 80mm。
10.根据权利要求1所述的催化剂成型的前处理装置，其特征在于，所述抽真空系统(300)连接至所述釜(100)的顶部。
专利摘要本实用新型涉及催化剂成型的前处理装置，包括(A)釜(100)，具有密闭的外壳，从而形成与外界密封的密闭空间；釜(100)包括(A1)支撑架(140)，竖直设置在釜(100)内；(A2)螺旋板(160)，固定连接在支撑架(140)上并环绕支撑架(140)自上向下延伸；(A3)催化剂浆料入口(110)，设置在釜(100)的顶部，位于螺旋板(160)的上方；(A4)催化剂浆料出口(120)，设置在釜(100)的底部；(B)催化剂浆料供应装置(600)，连接至催化剂浆料入口(110)；(C)抽真空系统(300)，连接至釜(100)。本实用新型的装置提高了抽真空排气的效果，结构简单。
文档编号B01J37/00GK202315904SQ20112048641
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年11月29日
发明者朱伟平, 蒋立翔 申请人:中国神华煤制油化工有限公司, 中国神华煤制油化工有限公司北京研究院, 神华集团有限责任公司