专利名称:碳化钨催化剂的生产方法及该方法专用t形碳化炉的制作方法
本发明属于催化剂的生产方法及该方法的专用设备。
碳化钨通常是指钨的碳化物的总称，作催化剂的碳化钨主要是碳化一钨和碳化二钨，公知的碳化钨制备方法有元素熔融法，用此种方法制得的碳化钨的催化活性较差;美国发明专利US4172808介绍用一氧化碳和二氧化碳与轻质钨酸控制一定工艺条件制备碳化钨催化剂的生产方法及该方法专用的间隙式生产设备，其制得的碳化钨活性较高，但体系复杂、效率较低生产成本较高、工艺条件控制困难，难于实施。
针对已有技术的不足，本发明的任务是提供采用一氧化碳或经过净化处理的黄磷炉尾气与钨酸制备高活性碳化钨催化剂的生产方法及该方法专用的连续式生产设备，使得体系简单、效率高、生产成本低，适应工业化生产的需要。
本发明采用一氧化碳或经过净化的黄磷炉尾气通过T形反应管的予处理段，与其中的金属填料接触被予热，并除去其中残余杂质，钨酸粉末铺装在料舟内与气流相对进入反应段，并按一定脉冲间隔渐次推进，与反应气体接触，先后经历焙解、还原、渗碳三个阶段，生成的碳化钨与投料同步落入受料水槽，在隔绝空气条件下经受急冷，经分离得到黑色浆状物即为碳化钨产品;各阶段温度范围为焙解673-773K，还原923-1123K，渗碳923-1023K，气体线速度为焙解0.2-0.6米/秒，渗碳0.1-0.3米/秒还原阶段在二者之间;物料在反应段停留时间为9-12小时。
黄磷炉尾气先后经水洗、含次氯酸钠5-8%的稀碱液洗涤和含氢氧化钠不低于20%的浓碱液洗涤，其中一氧化碳不低于90%，含硫量0-3毫克/升。
反应气体含硫量取下限，流量取上限，渗碳温度取下限，停留时间取上限时得到碳化一钨产品;而反应气体含硫量取上限，流量取下限，渗碳温度取上限，停留时间取下限时即得到碳化二钨产品。
本发明的T形碳化炉主要由箱形壳体(1)、呈不对称T形反应管(2)和受料水槽(5)所组成。
壳体(1)由内衬耐火砖和保温材料的上下两半合成，并铺设加热元件，配备测温热电偶(6)与控温系统。
反应管(2)由耐热钢焊制，断面呈矩形，包含气体右予热段、左反应段和下料管。
予处理段内充填金属填料(9)，外接气体入口(7);下料管下接扩形管插入受料水槽(5)，该受料水槽(5)底部连接碳化钨出口(10);反应段内自下料管接口处起左侧依次容纳装有反应物料的料舟(3)，反应段左端连接反应后气体出口(8)和钨酸入口旋塞(4)。
本发明与已有技术相比的主要优点是生产过程连续、稳定，生产效率高;只用一种原料气一氧化碳，或直接利用经过净化的黄磷炉尾气，从而显著降低生产成本;采用本发明的T形碳化炉，其操作工艺条件易于控制，体系简单，制备的碳化钨具有高催化活性和高比表面，用同一套生产设备，控制不同操作条件可以分别制得适应不同用途的碳化一钨和碳化二钨两种产品，易于工业上实施。
附图1为碳化钨催化剂生产的专用T形碳化炉示意图。
其中1-碳化炉壳体，2_T形反应管，3_料舟，4_钨酸入口旋塞，5_受料水槽，6_热电偶，7_气体入口，8_气体出口，9_金属填料，10_碳化钨出口。
附图2为黄磷炉尾气作一氧化碳气源的工艺流程图。
其中4_钨酸入口旋塞，5_受料水槽，10_碳化钨出口，11_水洗塔，12_水环泵，13_第一碱洗塔，14_第二碱洗塔，15_水封，16_黄磷炉尾气入口，17_反应后气体出口。
实施例1如图1所示，T形碳化炉主要由碳化炉壳体(1)、反应管(2)和受料水槽(5)所组成。碳化炉生产壳体(1)呈箱形，由上下两半合成，外形尺寸长2016毫米，宽710毫米，高758毫米，内衬硅酸铝耐火纤维板和轻质耐火砖，中部留取与反应管(2)相适应的加热空间其中铺设电炉丝三组，电炉总功率15千瓦，配备测温热电偶(6)和自动控温系统。
反应管(2)呈不对称T形，由耐热钢焊制，断面呈矩形，水平方向总长2126毫米，管内宽度120毫米。以垂直段为界，把水平管分为左右两部分，右段为气体予处理段，外接一氧化碳或经过净化的黄磷炉尾气的气体入口(7)，在予处理段内充填铜屑或铁屑金属填料(9)，通过气体与金属填料(9)之期的反复接触，使一氧化碳得到予热并除去气体中硫化物等有害杂质;左段为反应段，反应段内自下料管接口处起左侧依次容纳料舟(3)，反应段左端连接反应后气体出口(8)和钨酸入口旋塞(4)，当旋塞(4)打开时，装有黄色钨酸的料舟(3)可由此推入反应段;T形反应管(2)的垂直段为下料管，呈不对称倒锥形，下端可拆式法兰与扩形管连接，扩形管插入受料水槽(5)，使下料管保持液封，受料水槽(5)由聚氯乙烯板焊制，呈漏斗形，下部带玻璃钢放料阀。
生产运行时，一氧化碳或经过净化的黄磷炉尾气从T形反应管(2)的右端进入，经过予处理段，进入反应段时，与经钨酸入口旋塞(4)逆向推进的黄色钨酸粉末反应后，在右端经气体出口(8)排出反应后气体;钨酸粉末铺装在料舟(3)内，按一定时间间隔，分批通过钨酸入口旋塞(4)推入反应段与反应气体接触，先后经历焙解、还原、渗碳三个阶段，最后与投料同步落入受料水槽(5)，使新生成的碳化钨经受急冷，经分离后由碳化钨出口(10)得到黑色浆状物即为碳化钨成品、各段段温度范围为焙解673-773K，还原923-1123K，渗碳923-1023K，气体线速度为焙解0.2～0.6米/秒，渗碳0.1～0.3米/秒，还原处于二者之间;物料在反应段停留时间为9～12小时。
实施例2如图2所示，经过冷却和除尘的黄磷炉尾气由黄磷炉尾气入口(16)进入水性塔(11)，进一步洗涤和除尘，由水环泵(12)送入第一碱洗塔(13)，用含次氯酸钠5-8%的稀碱液逆流洗涤，除去部份硫化物和二氧化碳，然后进入第二碱洗塔(14)，用含氢氧化钠大于20%的浓碱液逆流洗涤，进一步除去硫化物，出塔气体一氧化碳不低于90%含硫量小于3毫克/升，进入碳化炉，在反应管的予热段予热并除去其中残余硫化物，金属填料作定期更换;经过多级净化的反应气体进入反应段与经钨酸入口旋塞(4)的钨酸逆向接触发生反应，反应物料先后经历焙解、还原、渗碳三个阶段，生成的碳化钨与投料同步落入受料水槽(5)，经分离由碳化钨出口(10)得到碳化钨成品，反应后气体经止逆水封(15)后由反应后气体出口(17)排出。
权利要求
1.一种用一氧化碳和钨酸反应制备碳化钨催化剂的生产方法，其特征是一氧化碳或经过净化的黄磷炉尾气通过T形反应管的予处理段，与其中的金属填料接触被予热，并除去其中残余杂质，钨酸粉末装在料舟内与气流相对进入反应段，并按一定脉冲间隔渐次推进，与反应气体接触，先后经历焙解、还原、渗碳三个阶段，生成的碳化钨与投料同步落入受料水槽，在隔绝空气条件下经受急冷，经分离得到黑色浆状物即为碳化钨成品；各阶段温度范围为焙解673-773K，还原923-1123K，渗碳923-1023K，气体线速度为焙解0.2-0.6米/秒，渗碳0.1-0.3米/秒还原处于二者间；物料在反应段停留时间为9-12小时。
2.如权项1所述的催化剂的生产方法，其特征是黄磷炉尾气先后经水洗，含次氯酸钠5-8%的稀碱液洗涤及含氢氧化钠不低于20%的浓碱液洗涤，其中一氧化碳不低于90%，含硫量0-3毫克/升。
3.如权项1或2所述的催化剂的生产方法，其特征是反应气体含硫量取下限，流量取上限，渗碳温度取下限，反应段停留时间取上限时得到碳化一钨产品;而反应气体含硫量取上限、流量取下限，渗碳温度取上限，停留时间取下限时即得到碳化二钨产品。
4.如权项1所述的催化剂生产方法的专用T形碳化炉，其特征是主要由壳体(1)、呈不对称T形反应管(2)和受料水槽(5)所组成。
5.如权项4所述的T形碳化炉，其特征是壳体(1)由内衬耐火砖和保温材料的上下两半合成，并铺设加热元件，配备测温热电偶(6)与控温系统。
6.如权项4所述的T形碳化炉，其特征是反应管(2)由耐热钢焊制，断面呈矩形，包含气体右予热段、左反应段和下料管。
7.如权项4或6所述的T形碳化炉，其特征是予处理段内充填金属填料(9)，外接气体入口(7);下料管下接扩形管插入受料水槽(5)，该受料水槽(5)底部连接碳化钨出口(10);反应段内自下料管接口处起左侧依次容纳装有反应物料的料舟(3)，反应段左端连接反应后气体出口(8)和钨酸入口旋塞(4)。
专利摘要
碳化钨催化剂的生产方法及该方法的专用T形碳化炉，提供一氧化碳，或者经过净化的黄磷炉尾气在连续式运行的T形碳化炉中与钨酸反应，控制不同的操作条件可分别制得碳化一钨和碳化二钨两种不同用途的产品，具有体系简单、效率高、生产成本低、易于操作等优点，可适应工业生产的需要。
文档编号B01J27/22GK86106868SQ86106868
公开日1987年12月16日 申请日期1986年9月30日
发明者马祖望, 马淳安 申请人:浙江工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan