專利名稱：鐵基催化劑氣霧化成形的制備裝置及制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵基催化劑的制備，尤其涉及一種鐵基催化劑氣霧化成形的制備裝置及制備工藝。
背景技術(shù)：
鐵基催化劑是以四氧化三鐵為主要成分并添加少量A1203、K2O, CaO、CeO等氧化物經(jīng)高溫溶化活化處理后快速冷卻而成的一種合成氨催化劑。要求具有較高的活性和機(jī)械強(qiáng)度、較好的耐熱穩(wěn)定性高和抗毒穩(wěn)定性，是影響氨合成工業(yè)生產(chǎn)效率、能耗指標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量的重要條件之一。但傳統(tǒng)的熱熔融法生產(chǎn)工藝包含有原材料的熔化、槽式冷卻、固態(tài)催化劑的破碎、篩分、碾磨等工序，工藝過程較復(fù)雜，生產(chǎn)效率低下，性能不穩(wěn)定，冷卻槽壽命短等不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中鐵基催化劑的制備工藝過程復(fù)雜、生產(chǎn)效率低下以及性能不穩(wěn)定的缺陷，提供一種鐵基催化劑氣霧化成形的制備裝置及制備工藝。本發(fā)明解決其技 術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
提供一種鐵基催化劑氣霧化成形的制備裝置，包括:加熱爐、保溫爐、霧化噴嘴、粉體收集器、高壓氣源、除塵器和通風(fēng)機(jī)；
所述霧化噴嘴與所述高壓氣源連接，并置于所述保溫爐卸料口的下方，所述保溫爐卸料口和霧化噴嘴的噴嘴均置于所述粉體收集器中；
所述除塵器與所述粉體收集器相連，所述除塵器還連接有所述通風(fēng)機(jī)，在所述通風(fēng)機(jī)的作用下所述粉體收集器中的氣體經(jīng)所述除塵器排出。本發(fā)明所述的制備裝置中，所述加熱爐為電磁感應(yīng)爐。本發(fā)明所述的制備裝置中，所述保溫爐為具有可調(diào)式塞桿的底注式的保溫爐。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的另一技術(shù)方案是:
提供一種基于上述制備裝置的鐵基催化劑氣霧化成形的制備工藝，包括以下步驟:
51、在加熱爐中將鐵基催化劑加熱至145(Tl580°C的熔融狀態(tài)，使催化劑各組分充分溶合和活化；
52、將熔融的鐵基催化劑引入到保溫爐中，促進(jìn)催化劑熔液進(jìn)一步的溫度均勻化和成分均勻化；
53、開啟高壓氣源的高壓氣體閥門和保溫爐的卸料口，熔融催化劑液流在重力作用下向下流動(dòng)，同時(shí)高壓氣體橫向?qū)?zhǔn)液流噴射，使高溫液流霧化并冷卻成細(xì)小粉狀催化劑顆粒。本發(fā)明所述的制備工藝中，還包括步驟:
54、利用專門的催化劑顆粒收集裝置收集固態(tài)的催化劑顆粒，并分級(jí)包裝。
本發(fā)明所述的制備工藝中，固態(tài)的催化劑顆粒分布在1(Γ500 μ m。本發(fā)明所述的制備工藝中，該鐵基催化劑為以Fe3O4為主成分的鐵磁材料。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是:本發(fā)明經(jīng)熔融的液態(tài)鐵基催化劑流入霧化噴嘴，在高壓氣流作用下撕裂成細(xì)小液珠而成霧狀，并在短時(shí)間內(nèi)快速冷卻直接凝固成細(xì)小顆粒。因而，本發(fā)明省去了原工藝需要的破碎、篩分、再破碎、碾磨等工序，大大簡化了原有工藝過程，縮短生產(chǎn)周期，避免了高溫液態(tài)催化劑對(duì)冷卻設(shè)備的熱沖擊，有效的延長了設(shè)備的使用壽命。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例鐵基催化劑氣霧化成形的制備裝置的結(jié)構(gòu)示意 圖2本發(fā)明實(shí)施例鐵基催化劑氣霧化成形的制備工藝的流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例鐵基催化劑氣霧化成形的制備裝置，包括:加熱爐1、保溫爐2、霧化噴嘴4、粉體收集器5、高壓氣源3、除塵器6和通風(fēng)機(jī)7 ；
霧化噴嘴4與高壓氣源3連接，并置于保溫爐卸料口 8的下方，保溫爐卸料口 8置于保溫爐2的下方，保溫爐卸料口 8和霧化噴嘴4的噴嘴均置于粉體收集器5中；
除塵器6與 粉體收集器5相連，除塵器6還連接有通風(fēng)機(jī)7，在通風(fēng)機(jī)7的作用下粉體收集器5中的氣體經(jīng)除塵器6排出。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，加熱爐I為電磁感應(yīng)爐。電磁感應(yīng)爐加熱活化和保溫不僅能將電能轉(zhuǎn)變成熱能，而且可以利用電磁場(chǎng)的攪拌作用促進(jìn)催化劑組分的溫度均勻化和成分均勻化。本發(fā)明實(shí)施例中的保溫爐2為具有可調(diào)式塞桿的底注式的保溫爐。本發(fā)明的鐵基催化劑氣霧化成形的制備工藝，主要基于上述制備裝置，如圖2所示，包括以下步驟:
S1、在加熱爐中將鐵基催化劑加熱至145(Tl580°C的熔融狀態(tài)，使催化劑各組分充分溶合和活化；本發(fā)明的鐵基催化劑主要是指以Fe3O4為主成分的鐵磁材料，還可以包括其他輔助劑材料，如A1203、K2O, CaO、CeO等氧化物。S2、將熔融的鐵基催化劑引入到保溫爐中，促進(jìn)催化劑熔液進(jìn)一步的溫度均勻化和成分均勻化；
S3、開啟高壓氣源的高壓氣體閥門和保溫爐的卸料口，熔融催化劑液流在重力作用下向下流動(dòng)，同時(shí)高壓氣體橫向?qū)?zhǔn)液流噴射，使高溫液流霧化并冷卻成細(xì)小粉狀催化劑顆粒。本發(fā)明實(shí)施例中固態(tài)的催化劑顆粒分布在1(Γ500μπι。
如圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中還包括步驟:
S4、利用專門的催化劑顆粒收集裝置收集固態(tài)的催化劑顆粒，并分級(jí)包裝。本發(fā)明將電磁感應(yīng)加熱活化、氣流霧化與鐵基催化劑成形工藝相結(jié)合，形成一套全新的鐵基催化劑制備新工藝。催化劑原材料在電磁加入作用下熔化成液態(tài)，使各組分充分融合和活化，液態(tài)催化劑流入霧化噴嘴，在高壓氣流作用下撕裂成細(xì)小液珠而成霧狀，并在Γ2秒時(shí)間內(nèi)快速冷卻直接凝固成細(xì)小顆粒。因而，本發(fā)明省去了原工藝需要的破碎、篩分、再破碎、碾磨等工序，大大簡化了原有工藝過程，縮短生產(chǎn)周期，避免了高溫液態(tài)催化劑對(duì)冷卻設(shè)備的熱沖擊，有效的延長了設(shè)備的使用壽命。同時(shí)，液態(tài)催化劑的凝固時(shí)間短，各組分來不及發(fā)生成分遷移而使催化劑各組分均勻一致，能顯著改善催化劑的催化作用，提高催化劑的活性，為獲得高選擇性、高活性、高穩(wěn)定性、高一致性的鐵基催化劑奠定了良好的技術(shù)基礎(chǔ)，開辟我國合成氨用催化劑生產(chǎn)新技術(shù)，填補(bǔ)了我國低溫低壓合成氨催化劑的空白。因此，本發(fā)明具有巨大的學(xué)術(shù)價(jià)值、廣闊的應(yīng)用前景和社會(huì)效益。應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)`明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鐵基催化劑氣霧化成形的制備裝置，其特征在于，包括:加熱爐、保溫爐、霧化噴嘴、粉體收集器、高壓氣源、除塵器和通風(fēng)機(jī)； 所述霧化噴嘴與所述高壓氣源連接，并置于所述保溫爐卸料口的下方，所述保溫爐卸料口和霧化噴嘴的噴嘴均置于所述粉體收集器中； 所述除塵器與所述粉體收集器相連，所述除塵器還連接有所述通風(fēng)機(jī)，在所述通風(fēng)機(jī)的作用下所述粉體收集器中的氣體經(jīng)所述除塵器排出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述加熱爐為電磁感應(yīng)爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述保溫爐為具有可調(diào)式塞桿的底注式的保溫爐。
4.一種基于權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的制備裝置的鐵基催化劑氣霧化成形的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟: 51、在加熱爐中將鐵基催化劑加熱至145(Tl580°C的熔融狀態(tài)，使催化劑各組分充分溶合和活化； 52、將熔融的鐵基催化劑引入到保溫爐中，促進(jìn)催化劑熔液進(jìn)一步的溫度均勻化和成分均勻化； 53、開啟高壓氣源的高壓氣體閥門和保溫爐的卸料口，熔融催化劑液流在重力作用下向下流動(dòng)，同時(shí)高壓氣體橫向?qū)?zhǔn)液流噴射，使高溫液流霧化并冷卻成細(xì)小粉狀催化劑顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備工藝，其特征在于，還包括步驟: 54、利用專門的催化劑顆粒收集裝置收集固態(tài)的催化劑顆粒，并分級(jí)包裝。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備工藝，其特征在于，固態(tài)的催化劑顆粒分布在10 500 μ mD
7.根據(jù)權(quán)利 要求4所述的制備工藝，其特征在于，該鐵基催化劑為以Fe3O4為主成分的鐵磁材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵基催化劑氣霧化成形的制備裝置及制備工藝，其中制備裝置包括加熱爐、保溫爐、霧化噴嘴、粉體收集器、高壓氣源、除塵器和通風(fēng)機(jī)；霧化噴嘴與高壓氣源連接，并置于保溫爐卸料口的下方，保溫爐卸料口和霧化噴嘴的噴嘴均置于粉體收集器中；除塵器與粉體收集器相連，除塵器還連接有通風(fēng)機(jī)，在通風(fēng)機(jī)的作用下粉體收集器中的氣體經(jīng)除塵器排出。本發(fā)明省去了原工藝需要的破碎、篩分、再破碎、碾磨等工序，大大簡化了原有工藝過程，縮短生產(chǎn)周期，避免了高溫液態(tài)催化劑對(duì)冷卻設(shè)備的熱沖擊，有效的延長了設(shè)備的使用壽命。
文檔編號(hào)B22F9/08GK103252499SQ201310171068
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月10日
發(fā)明者吳和保, 于傳浩, 史昆玉, 鄒方利, 蔣文明, 李曉微, 張亞平, 竺東杰, 柯超 申請(qǐng)人:武漢工程大學(xué)