CN104338564B - 催化剂浸渍设备和催化剂浸渍方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种催化剂浸渍设备，包括浸渍室、干燥器和输送混合装置，其中，该输送混合装置包括第一转轴和第二转轴，该第一转轴上设置有沿轴向方向延伸并围绕第一转轴设置的第一前螺旋叶片，该第二转轴上设置有沿轴向方向延伸并围绕第二转轴设置的第二前螺旋叶片，第一前螺旋叶片和第二前螺旋叶片相互交错。还公开一种催化剂浸渍方法。通过上述技术方案，输送混合装置能够自行清理粘附在螺旋叶片间的催化剂载体，可以浸渍粘附性较强的催化剂载体，缩短了浸渍时间，减小催化剂载体在浸渍液中的水解反应，得到的催化剂载体产品的破碎率较低，强度较高，特别是对粘附性较强的催化剂载体而言，效果更加突出，提高催化剂载体的混合效果。

Description

催化剂浸渍设备和催化剂浸渍方法

技术领域

本发明涉及催化剂加工领域，具体地，涉及一种催化剂浸渍设备和一种催化剂浸渍方法。

背景技术

在某些催化剂制备过程中，浸渍是一项不可缺少的工艺。浸渍过程的目的是将催化活性组分浸渍到催化剂的载体上，使其均匀地分布在载体表面，再将附有催化活性组分的载体经过干燥、焙烧等工艺制备成催化剂产品。

例如用于处理汽车尾气排放烃(HC)、CO和NO_x的三元催化器，其制备过程是先制成蜂窝状氧化铝载体，再在该氧化铝载体上浸渍上Pd、Pt、Rh等活性金属组分而制备成催化剂，该催化剂可将汽车尾气转化为H₂O、CO₂、N₂；又如将多钒酸铵浸渍在氧化铝载体上，经焙烧得到V₂O₅催化剂，该催化剂用于回收SO₂中的S。

由此可见，浸渍是催化剂制备工艺中的一个重要环节，于此对应的浸渍设备和机器则是实现这个环节的重要因素，在工业生产中一般都是专门设计、生产、制造的专有设备。

在催化剂的制备工艺中，浸渍可以分为间歇式浸渍和连续式浸渍两种方式。其中，间歇式浸渍的过程按批次完成，即将制备好的催化剂载体在含有活性组分的金属盐浸渍液中浸泡一定的时间，达到吸附平衡后将剩余的液体除去，再对该催化剂载体进行干燥、煅烧、活化等工艺，制备出催化剂产品。而对于单个有一定体积和结构形状的催化剂载体可以采用吊篮、链条等连续浸渍工艺，如用于净化汽车尾气的三元催化器的浸渍过程可采用此连续浸渍方法完成，但是对于粉末状的催化剂载体而言，因颗粒较小，若采用此方法容易使催化剂载体穿透吊篮过滤网而大部分沉淀于浸渍池里，难以实现连续浸渍工艺。

在现有的钼镍催化剂的连续循环浸渍技术中，提供了一种高铂小球催化剂连续浸渍工艺，根据该浸渍工艺的方法，在浸渍容器内将浸渍液和催化剂载体混合，经过一定的浸渍时间后，将催化剂载体和浸渍液分离，催化剂载体经过干燥等处理后处理为成品。实际上，此工艺是分批完成，并非真正意义的连续。对于某些浸泡易水解的催化剂而言，采用此方法将出现水解、粘附浸渍器上，降低催化剂产率。

另外一种浸渍技术中利用滚筒浸渍机，将催化剂载体和浸渍液同时输入到滚筒浸渍机内，该滚筒内由叶片隔成若干隔槽，由传动装置带动滚筒慢速旋转，催化剂载体浸渍在隔槽浸渍液里，并不断向前输送到物料出口处排出，从而与浸渍液分离，浸渍后的催化剂载体进入下一道干燥工序，浸渍液回收再利用。该浸渍工艺同样需要载体在浸渍液中浸泡一定的时间，同样不适用于易水解的催化剂载体。

对于粘性强的催化剂载体而言，采用上述方法浸渍时，将出现催化剂载体粘附吊篮、浸渍罐壁、滚筒壁的现象，经过一定时间后将会形成难以去除的硬垢，甚至会导致无法完成浸渍工艺过程。

目前还有一种微粒载体的连续浸渍方法和设备，其中，浸渍液通过喷嘴雾化成液滴并喷射入雾化器内，催化剂载体微粒引入雾化器内，浸渍液液滴与催化剂载体微粒在雾化器中混合后，其混合物进入浸渍混料器中进行充分接触，浸渍后的物料用螺旋输送部件输送进入干燥器中。该方法适用于催化剂载体浸渍后松散型，并且易于输送的物料，当浸渍后催化剂载体粘附性很强时会粘附输送部件，从而无法实现连续浸渍工艺过程。

综上所述，为了提高催化剂的浸渍效率，提高催化剂浸渍均匀性，减少催化剂载体因浸渍出现水解和粘附浸渍器壁的现象，有需要开发一种在短时间内完成催化剂连续浸渍、消除载体粘壁现象，同时又具有快速混合功能的催化剂浸渍技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种催化剂浸渍设备，该催化剂浸渍设备能够自行清理粘附在输送混合装置上的催化剂载体。

为了实现上述目的，本发明提供一种催化剂浸渍设备，该催化剂浸渍设备包括浸渍室、干燥器和连接在该浸渍室和该干燥器之间的输送混合装置，其中，该输送混合装置包括第一转轴和第二转轴，该第一转轴上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第一转轴设置的第一前螺旋叶片，该第二转轴上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第二转轴设置的第二前螺旋叶片，所述第一前螺旋叶片和所述第二前螺旋叶片相互交错。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括电机，所述第一转轴和第二转轴的直径相等，所述第一前螺旋叶片和所述第二前螺旋叶片沿轴向方向的长度相同、外径相同、螺距相同并且旋向相反，该电机驱动所述第一转轴正向旋转且所述第二转轴反向旋转。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括齿轮传动箱和与所述电机的输出轴相连的电机减速器，该齿轮传动箱中设置有相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述第一转轴通过所述主动齿轮的转轴与所述电机减速器相连，所述第二转轴与所述从动齿轮的转轴相连。

优选地，所述主动齿轮和从动齿轮的齿数和模数都相同。

优选地，所述第一转轴上还设置有围绕所述第一转轴设置的第一混合搅拌叶片组，该第一混合搅拌叶片组包括在所述第一转轴的同一横截面圆周上沿径向延伸的多个第一混合搅拌叶片，所述从动件还包括围绕所述第二转轴设置第二混合搅拌叶片组，该第二混合搅拌叶片组包括在所述第二转轴的同一横截面圆周上沿径向延伸的多个第二混合搅拌叶片，所述第一混合搅拌叶片和所述第二混合搅拌叶片长度相同，所述第一混合搅拌叶片组和所述第二混合搅拌叶片组相互交错地设置。

优选地，所述第一混合搅拌叶片组和所述第二混合搅拌叶片组的数量相同且都为1-5个。

优选地，所述第一混合搅拌叶片的末端与所述第二转轴之间的径向间距大于或等于0.2mm，所述第二混合搅拌叶片的末端与所述第一转轴之间的径向间距大于或等于0.2mm，相邻的所述第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组之间的距离大于或等于1mm。

优选地，相邻的所述第一混合搅拌叶片组之间的间距和/或相邻的所述第二混合搅拌叶片组之间的间距为所述第一前螺旋叶片的螺距的0.2-1倍。

优选地，所述第一转轴上还设置有围绕所述第一转轴设置的第一后螺旋叶片，该第二转轴上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第二转轴设置的第二后螺旋叶片，所述第一后螺旋叶片和所述第二后螺旋叶片相互啮合，所述第一前螺旋叶片和第二前螺旋叶片靠近所述浸渍室设置，所述第一后螺旋叶片和第二后螺旋叶片靠近所述干燥器设置，所述第一混合搅拌叶片组设置在所述第一前螺旋叶片和第一后螺旋叶片之间，所述第二混合搅拌叶片组设置在所述第二前螺旋叶片和第二后螺旋叶片之间。

优选地，所述第一后螺旋叶片和所述第二后螺旋叶片沿轴向方向的长度相同、外径相同、螺距相同并且旋向相反。

优选地，所述第二后螺旋叶片和所述第二后螺旋叶片的螺距至少大于所述第一前螺旋叶片的螺距的1.5倍。

优选地，所述第一后螺旋叶片和所述第二后螺旋叶片延伸至所述干燥器之内。

优选地，所述干燥器的内径为D，所述第一后螺旋叶片和所述第二后螺旋叶片伸入所述干燥器的长度为10mm-(D-10)mm，优选为50mm-(D-50)mm。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括催化剂载体进料装置，该催化剂载体进料装置包括相互连接的第一计量器和输送器，该第一计量器为螺杆计量器或旋转阀计量器或转盘式计量器，该输送器与所述浸渍室相联通。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括浸渍液进料装置，该浸渍液进料装置包括相互连接的第二计量器和雾化喷头，该第二计量器为液体计量泵或设置有流量计和控制阀的液体泵，该雾化喷头与所述浸渍室相联通。

本发明还提供一种催化剂浸渍方法，该催化剂浸渍方法采用本发明所述的催化剂浸渍设备，所述催化剂浸渍方法包括：

将催化剂载体加入到所述浸渍室中；

将浸渍液加入到所述浸渍室中并使该浸渍液与所述催化剂载体接触；

将吸附有所述浸渍液的所述催化剂载体下落到输送混合装置中，进行混合搅拌并输送到所述干燥器中。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括催化剂载体进料装置，该催化剂载体进料装置包括相互连接的第一计量器和输送器，该第一计量器为螺杆计量器或旋转阀计量器或转盘式计量器，该输送器与所述浸渍室相联通，

所述催化剂浸渍方法还包括：

通过所述第一计量器量取预定量的所述催化剂载体；

通过所述输送器将所述第一计量器中的催化剂载体输送到所述浸渍室中。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括浸渍液进料装置，该浸渍液进料装置包括相互连接的第二计量器和雾化喷头，该第二计量器为液体计量泵或设置有流量计和控制阀的液体泵，该雾化喷头与所述浸渍室相联通，

所述催化剂浸渍方法还包括：

通过所述第二计量器量取预定量的所述浸渍液；

通过所述雾化喷头将所述第二计量器中的浸渍液雾化并输送到所述浸渍室中。

通过上述技术方案，通过第一转轴和第二转轴上的螺旋叶片间的配合输送物料，并且能够自行清理粘附在螺旋叶片间的催化剂载体，可以浸渍粘附性较强的催化剂载体，并且与现有的浸渍技术相比缩短了催化剂载体在浸渍液中的浸渍时间，减小催化剂载体在浸渍液中的水解反应，得到的催化剂载体产品的破碎率较低，强度较高，特别是对粘附性较强的催化剂载体而言，效果更加突出，同时又能实现输送混合装置的自行清理粘附物，并且提高催化剂载体的混合效果。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是催化剂浸渍设备的主视结构示意图；

图2是催化剂浸渍设备的俯视结构示意图；

图3是催化剂浸渍设备的主动齿轮和从动齿轮啮合示意图；

图4是催化剂浸渍设备的前螺旋叶片或后螺旋叶片的截面啮合示意图；

图5是催化剂浸渍设备的混合搅拌叶片啮合示意图；

图6是催化剂浸渍设备的混合搅拌叶片俯视啮合示意图。

附图标记说明

1 浸渍室 2 干燥器

31 第一转轴 32 第一前螺旋叶片

33 第一混合搅拌叶片 34 第一后螺旋叶片

41 第二转轴 42 第二前螺旋叶片

43 第二混合搅拌叶片 44 第二后螺旋叶片

5 齿轮传动箱 51 主动齿轮

52 从动齿轮 6 电机减速器

7 催化剂载体进料装置 8 浸渍液进料装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的术语如“轴向方向”通常是指第一转轴和第二转轴的轴向方向，“周向方向”是指第一转轴和第二转轴的圆周的方向，“径向方向”是指第一转轴和第二转轴的横截面的直径的方向，“前螺旋叶片”和“后螺旋叶片”中的“前”和“后”是为了区分同一转轴上的两个螺旋叶片，在本说明书中根据螺旋叶片的设置位置，在名称中利用“前、后”来进行区分，例如在如图1和图2所示的实施方式中，“前螺旋叶片”靠近浸渍室，“后螺旋叶片”靠近干燥室，但是这并不是对螺旋叶片设置位置的限定，例如，在转轴上没有设置“后螺旋叶片”的实施方式中，该“前螺旋叶片”可以根据实际需要而设置在任意位置。

本发明提供一种催化剂浸渍设备，该催化剂浸渍设备包括浸渍室1、干燥器2和连接在该浸渍室1和该干燥器2之间的输送混合装置，其中，该输送混合装置包括第一转轴31和第二转轴41，该第一转轴31上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第一转轴31设置的第一前螺旋叶片32，该第二转轴41上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第二转轴41设置的第二前螺旋叶片42，所述第一前螺旋叶片32和所述第二前螺旋叶片42相互交错。

根据本发明的催化剂浸渍设备，催化剂载体和浸渍液在浸渍室1内进行浸泡和吸附，然后从浸渍室1进入到输送混合装置，并通过该输送混合装置传送到干燥器2对催化剂载体进行干燥。需要说明的是，在浸渍室1内的催化剂载体和浸渍液的混合物进入输送混合装置的过程中，和/或在输送混合装置向干燥器2输送的过程中，对混合物进行过滤，将催化剂载体保留在输送混合装置之内，而混合物中的液体成分过滤到输送混合装置之外，优选地也可以通过收集装置收集起来并循环利用，例如经过处理或直接通过泵送装置再次输入到浸渍室1中。

输送混合装置包括第一转轴31和第二转轴41，该第一转轴31和第二转轴41上分别设置有第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42，该第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42相互交错。这样，通过第一转轴31和第二转轴41的旋转带动第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42旋转，并且由于两个前螺旋叶片相互交错，因此两个前螺旋叶片之间不会发生接触和摩擦，从而避免了前螺旋叶片之间发生磨损或损坏。

本发明的一个发明思想就是输送混合装置包括多于一个转轴，在本发明的优选实施方式中，该转轴为两个，为了进行区分将其分别指定为第一转轴31和第二转轴41。当然，本发明并不限于上述优选实施方式，该转轴的数量也可以根据实际需要和布置情况选择大于两个的多个。

并且，该第一转轴31和第二转轴41同时同步地旋转，这样第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42也能够同步地旋转，所以始终保持相互交错的状态，避免发生接触和摩擦损坏。

该第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42都是沿轴向方向延伸，并且围绕第一转轴31和第二转轴41螺旋地缠绕在其外周面上。这里第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42相互交错指的是一个转轴上的前螺旋叶片的外周面与另一个转轴周面相对但不接触，并且两个前螺旋叶片在转轴旋转的过程中不会相互接触。这样，当催化剂载体粘性较大时，由于两个前螺旋叶片相互交错地设置，就能够将粘附在前螺旋叶片或者转轴上的催化剂载体通过与其交错的前螺旋叶片清理下来，并且推动催化剂载体向干燥器2的方向运动，以避免催化剂载体粘附在输送混合装置上。

而且，第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42相互交错重叠的深度根据催化剂载体的输送量以及催化剂载体的粘性大小来具体确定。

通过上述技术方案，通过第一转轴和第二转轴上的前螺旋叶片间的配合输送物料，并且能够自行清理粘附在前螺旋叶片间的催化剂载体，可以浸渍粘附性较强的催化剂载体，并且与现有的浸渍技术相比缩短了催化剂载体在浸渍液中的浸泡时间，减小催化剂载体在浸渍液中的水解反映，得到的催化剂载体产品的破碎率较低，强度较高，特别是对粘附性较强的催化剂载体而言，效果更加突出，同时又能实现输送混合装置的自行清理粘附物，并且提高催化剂载体的混合效果。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括电机，所述第一转轴31和第二转轴41的直径相等，所述第一前螺旋叶片32和所述第二前螺旋叶片42沿轴向方向的长度相同、外径相同、螺距相同并且旋向相反，该电机驱动所述第一转轴31正向旋转且所述第二转轴41反向旋转。

为了确保在第一转轴31和第二转轴41旋转的过程中，第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42能够相互交错并且不会接触，优选地，首先第一转轴31和第二转轴41的直径相等，也就是第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42的内径相同，并且第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42的外径相同，因此两个前螺旋叶片相互交错的重叠深度能够一致并且不会发生前螺旋叶片之间或前螺旋叶片与转轴的摩擦，并且两个前螺旋叶片沿轴向方向的长度和螺距都相同，也就是说两个前螺旋叶片沿轴向方向缠绕转轴的圈数相同。在本优选实施方式中，电机驱动第一转轴31正向旋转，而第二转轴41反向旋转，相应地，两个前螺旋叶片的旋向相反地设置，也就是说有两种具体地实施方式，当第一前螺旋叶片32为左旋时，第二前螺旋叶片42为右旋，当第一前螺旋叶片32为右旋时，第二前螺旋叶片42为左旋，从而共同推动催化剂载体向干燥器2的方向运动。另外，此处以第一转轴31的旋转方向为正向，第二转轴41的旋转方向则相应地为反向，也就是说，仅限定了第一转轴31和第二转轴41的旋转方向相反，而并不具体限定各个转轴的旋转方向。以上仅例举了优选地实施方式，本发明并不限于上述优选实施方式。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括齿轮传动箱5和与所述电机的输出轴相连的电机减速器6，该齿轮传动箱5中设置有相互啮合的主动齿轮51和从动齿轮52，所述第一转轴31通过所述主动齿轮51的转轴与所述电机减速器6相连，所述第二转轴41与所述从动齿轮52的转轴相连。

在上文所述的实施方式中，第一转轴31和第二转轴41的旋转方向相反，但是对电机驱动第一转轴31和第二转轴41的方式并不加以限制。可以采用两个反向旋转的电机分别驱动第一转轴31和第二转轴41，从而使第一转轴31和第二转轴41的旋转方向相反。

在本优选实施方式中，优选地采用齿轮传动箱5来驱动第一转轴31和第二转轴41。该齿轮传动箱5包括相互啮合的主动齿轮51和从动齿轮52，该主动齿轮51的转轴通过电机减速器6与电机的输出轴连接，并且主动齿轮51的转轴的另一端海域第一转轴31相连。这样，在电机旋转时，首先带动主动齿轮51旋转，在啮合传动的作用下，从动齿轮52与主动齿轮51方向相反地旋转。所以，第一转轴31随着主动齿轮51进行正向旋转，第二转轴41随着从动齿轮52进行反向旋转。并且，通常地，主动齿轮51和从动齿轮52的转轴与第一转轴31和第二转轴41之间通过联轴器相连，电机减速器6与电机的输出轴以及与主动齿轮51的转轴之间也通过联轴器相连。

上述方式采用相互啮合的主动齿轮和从动齿轮分别驱动第一转轴31和第二转轴41，这样只需要一台电机就可以同时驱动第一转轴31和第二转轴41，并且能够同时同步地驱动，避免了由于电机驱动的误差累积而导致第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42之间发生相互接触或摩擦的现象。

以上仅为本发明的优选实施方式，本发明并不限于此，任何能够使得第一转轴31和第二转轴41反向旋转的连接和驱动方式都可以应用到本发明中。

优选地，所述主动齿轮51和从动齿轮52的齿数和模数都相同。这样能够使得第一转轴31和第二转轴41同步地旋转，也是为了避免第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42之间发生相互接触或摩擦的现象。

优选地，所述第一转轴31上还设置有围绕所述第一转轴31设置的第一混合搅拌叶片组，该第一混合搅拌叶片组包括在所述第一转轴31的同一横截面圆周上沿径向延伸的多个第一混合搅拌叶片33，所述从动件还包括围绕所述第二转轴41设置第二混合搅拌叶片组，该第二混合搅拌叶片组包括在所述第二转轴41的同一横截面圆周上沿径向延伸的多个第二混合搅拌叶片43，所述第一混合搅拌叶片和所述第二混合搅拌叶片长度相同，所述第一混合搅拌叶片组和所述第二混合搅拌叶片组相互交错地设置。

在本优选实施方式中，第一转轴31和第二转轴41上还分别设置有第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组，该“混合搅拌叶片组”包括围绕转轴的同一横截面圆周沿径向延伸地设置的多个混合搅拌叶片，第一转轴31的第一混合搅拌叶片组包括多个第一混合搅拌叶片33，第二转轴41的第二混合搅拌叶片组包括多个第二混合搅拌叶片43，该第一混合搅拌叶片33和第二混合搅拌叶片43的长度相同，因此在第一转轴31和第二转轴41旋转的过程中，第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组相互重叠的深度相同。

在本实施方式中，第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组相互交错地设置，也就是说在第一转轴31和第二转轴41旋转的过程中，在输送混合装置的沿轴向方向上，相邻的两个第一混合搅拌叶片组之间插入有第二混合搅拌叶片组，相邻的两个第二混合搅拌叶片组之间插入有第一混合搅拌叶片组。并且第一混合搅拌叶片33和第二混合搅拌叶片43之间不相互接触也不会相互摩擦，第一混合搅拌叶片33不会与第二转轴41接触，第二混合搅拌叶片43也不会与第一转轴31接触。

随着第一转轴31和第二转轴41的旋转，该第一混合搅拌叶片33和第二混合搅拌叶片43分别绕第一转轴31和第二转轴41旋转，从而对输送混合装置运送的催化剂载体进行混合搅拌。

优选地，所述第一混合搅拌叶片33的末端与所述第二转轴41之间的径向间距大于或等于0.2mm，所述第二混合搅拌叶片43的末端与所述第一转轴31之间的径向间距大于或等于0.2mm，相邻的所述第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组之间的距离大于或等于1mm。

根据本发明的催化剂浸渍设备的具体应用情况，第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组之间的相互交错的深度和间距可以根据催化剂载体的实际输送量和粘度大小来确定。如图6所示为设置在一个转轴上的混合搅拌叶片距离另一转轴的距离和相邻的第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组之间的轴向间距。以上仅例举了优选的数值，本领域技术人员可以根据实际应用情况来确定上述及其他参数的范围。

优选地，所述第一混合搅拌叶片组和所述第二混合搅拌叶片组的数量相同且都为1-5个。优选地，相邻的所述第一混合搅拌叶片组之间的间距和/或相邻的所述第二混合搅拌叶片组之间的间距为所述第一前螺旋叶片32的螺距的0.2-1倍。

根据本发明的优选实施方式，第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组可以为多个，也就是说在沿第一转轴31和第二转轴41的轴向方向上，可以每个一定的距离就设置一个第一混合搅拌叶片组或第二混合搅拌叶片组，从而能够提高搅拌效果。另外，该第一混合搅拌叶片和第二混合叶片的形状可以采用圆柱、销钉、圆台或者叶片形等形状，本发明对此不加以限制，任何现有技术中适用于搅拌或者具有良好搅拌效果的形状都可以应用到本发明中。优选地，该第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组的数量相同且都为1-5个。而且，相邻的两个第一混合搅拌叶片组之间和/或相邻的两个第二混合搅拌叶片组之间的间距都可以为第一前螺旋叶片32的螺距的0.2-1倍。

优选地，所述第一转轴31上还设置有围绕所述第一转轴31设置的第一后螺旋叶片34，该第二转轴41上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第二转轴41设置的第二后螺旋叶片44，所述第一后螺旋叶片34和所述第二后螺旋叶片44相互啮合，所述第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42靠近所述浸渍室1设置，所述第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44靠近所述干燥器2设置，所述第一混合搅拌叶片组设置在所述第一前螺旋叶片32和第一后螺旋叶片34之间，所述第二混合搅拌叶片组设置在所述第二前螺旋叶片42和第二后螺旋叶片44之间。

根据本发明的优选实施方式，第一转轴31和第二转轴41上还分别设置有第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44。该第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44的结构和设置方式与第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42的设置方式相似，此处不再赘述。在本优选实施方式中，为了区分同一转轴上设置的两个螺旋叶片，因此分别用“前”和“后”来命名，针对本优选实施方式，“前螺旋叶片”靠近浸渍室设置，“后螺旋叶片”靠近干燥器设置。而且，第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组分别设置在“前螺旋叶片”和“后螺旋叶片”之间。

优选地，所述第一后螺旋叶片34和所述第二后螺旋叶片44沿轴向方向的长度相同、外径相同、螺距相同并且旋向相反。

在本优选实施方式中，第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44也具有与第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42相似的结构特征，其原理也相同，能够确保第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44之间不会发生相互接触和摩擦，而且在转轴旋转的过程中，一个后螺旋叶片能够将另一个后螺旋叶片上粘附的催化剂载体清理下来，此处不再赘述。

优选地，所述第二后螺旋叶片34和所述第二后螺旋叶片44的螺距至少大于所述第一前螺旋叶片32的螺距的1.5倍。

虽然后螺旋叶片的基本结构特点与前螺旋叶片相同或相似，但是在它们在整个输送混合装置中的作用稍有不同。其中，第一前螺旋叶片32和第二前螺旋叶片42的主要作用是向混合搅拌叶片组的方向输送催化剂载体以进行搅拌，第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44则主要是将催化剂载体向干燥室2方向输送，因此要求后螺旋叶片的输送能力要大于前螺旋叶片的输送能力，因此，后螺旋叶片的螺距大于前螺旋叶片的螺距的1.5倍。

而且，第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44相互交错重叠的深度根据催化剂载体的输送量以及催化剂载体的粘性大小来具体确定。

优选地，所述第一后螺旋叶片34和所述第二后螺旋叶片44延伸至所述干燥器2之内。更优选地，所述干燥器2的内径为D，所述第一后螺旋叶片34和所述第二后螺旋叶片44伸入所述干燥器2的长度为10mm-(D-10)mm，优选为50mm-(D-50)mm。

在本发明的优选实施方式中，为了确保催化剂载体能够输送到干燥室2中，优选地，该第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44延伸至干燥器2之内，从而使得输送混合装置与干燥器2很好地衔接，催化剂载体不会掉落到干燥室2之外，而且延长了干燥的时间。更有选地，本实施方式还给出了第一后螺旋叶片34和第二后螺旋叶片44伸入到干燥室2内的长度的优选数值范围，该长度介于伸出干燥器2的内壁10mm至距离干燥器2相对一侧的内壁10mm的范围之间，更有选地，介于伸出干燥器2的内壁50mm至距离干燥器2相对一侧的内壁50mm的范围之间。但是上述优选实施方式只是出于示例的作用，本发明对此不加以限制，可以根据实际应用情况进行相应的设置。

相应地，本发明对输送混合装置的长度或者输送混合装置的前螺旋叶片的长度也不加以限制，其长度的设置主要根据催化剂载体的输送量、物理性质和化学性质确定。一般地，该输送混合装置的长度要大于浸渍室沿轴向方向的尺寸。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括催化剂载体进料装置7，该催化剂载体进料装置7包括相互连接的第一计量器和输送器，该第一计量器为螺杆计量器或旋转阀计量器或转盘式计量器，该输送器与所述浸渍室1相联通。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括浸渍液进料装置8，该浸渍液进料装置包括相互连接的第二计量器和雾化喷头，该第二计量器为液体计量泵或设置有流量计和控制阀的液体泵，该雾化喷头与所述浸渍室1相联通。

在本发明的优选实施方式中，还提供了向浸渍室1添加催化剂载体和浸渍液的优选实施方式。其中，催化剂浸渍设备还包括催化剂载体进料装置7，该催化剂载体进料装置7可以包括对催化剂载体进行称重的第一计量器和将催化剂载体输送到浸渍室1之内的输送器，该第一计量器可以采用任意一种适用的计量器，例如粉体计量器，该第一计量器与输送器相连，从而将计量称重后的催化剂载体通过输送器送入浸渍室1之中。

另外，催化剂浸渍设备还包括浸渍液进料装置8，该浸渍液进料装置可以包括对浸渍液进行计量的第二计量器和将浸渍液输送到浸渍室之内的雾化喷头，该第二计量器可以采用任意一种使用的液体计量器，该第二计量器与输送器相连，从而将计量后的浸渍液通过雾化喷头雾化成小液滴，并喷入到浸渍室1中。

需要说明的是，本发明对该催化剂载体进料装置7和浸渍液进料装置8与浸渍室1的联通口的设置位置并不加以限制。如图2，催化剂载体进料装置7与浸渍室1的联通口在侧壁上，而浸渍液进料装置8与浸渍室1的联通口在顶部上，如图3，催化剂载体进料装置7与浸渍室1的联通口在顶部上，而浸渍液进料装置8与浸渍室1的联通口在侧壁上。

本发明还提供一种催化剂浸渍方法，该催化剂浸渍方法采用本发明所述的催化剂浸渍设备，所述催化剂浸渍方法包括：

将催化剂载体加入到所述浸渍室1中；

将浸渍液加入到所述浸渍室1中并使该浸渍液与所述催化剂载体接触；

将吸附有所述浸渍液的所述催化剂载体下落到输送混合装置中，进行混合搅拌并输送到所述干燥器2中。

上述的本发明的催化剂浸渍方法采用本发明的上述催化剂浸渍设备来进行。首先，先将催化剂载体加入到浸渍室1中。在该过程中，优选地保证催化剂载体连续、稳定且均匀地加入到浸渍室1中，从而便于之后加入浸渍液时物料的混合。

然后，再将浸渍液加入到浸渍室1中，优选地使得浸渍液能够连续、稳定且均匀地加入到浸渍室1中，并且浸渍液与之前加入的催化剂载体均匀接触。

由于输送混合装置设置在浸渍室1的下方，催化剂载体和浸渍液初步混合之后直接进入到输送混合装置，并通过输送混合装置传送到干燥器2，并在干燥器2中进行干燥之后得到催化剂产品。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括催化剂载体进料装置7，该催化剂载体进料装置7包括相互连接的第一计量器和输送器，该第一计量器为螺杆计量器或旋转阀计量器或转盘式计量器，该输送器与所述浸渍室1相联通，

所述催化剂浸渍方法还包括：

通过所述第一计量器量取预定量的所述催化剂载体；

通过所述输送器将所述第一计量器中的催化剂载体输送到所述浸渍室1中。

与上述优选地催化剂浸渍设备相对应地，该催化剂浸渍方法通过催化剂载体进料装置7来向浸渍室1中输送催化剂载体。该催化剂载体进料装置7包括第一计量器和输送器，利用该第一计量器量取预定量的催化剂载体，再通过输送器将通过第一计量器量取的催化剂载体输送到浸渍室1中。

优选地，所述催化剂浸渍设备还包括浸渍液进料装置8，该浸渍液进料装置包括相互连接的第二计量器和雾化喷头，该第二计量器为液体计量泵或设置有流量计和控制阀的液体泵，该雾化喷头与所述浸渍室1相联通，

所述催化剂浸渍方法还包括：

通过所述第二计量器量取预定量的所述浸渍液；

通过所述雾化喷头将所述第二计量器中的浸渍液雾化并输送到所述浸渍室1中。

与上述优选地催化剂浸渍设备相对应地，该催化剂浸渍方法通过浸渍液进料装置8来向浸渍室1中输送浸渍液。该浸渍液进料装置8包括第二计量器和雾化喷头，利用该第二计量器量取预定量的浸渍液，再通过雾化喷头将浸渍液雾化成小液滴，并将该浸渍液的小液滴喷入到浸渍室1中，从而使得浸渍液的小液滴能够容易与固态的催化剂载体初步均匀地接触。

本发明的催化剂浸渍方法的主要思想是先加入固体的催化剂载体，再喷入浸渍液的雾化液滴，从而使得催化剂载体与浸渍液能够较为均匀地初步混合在一起。

下面的例举实施例和对比例对本发明所提供的催化剂浸渍设备进一步地说明，但是并不是对本发明的限制。

实施例1

如图1所示的催化剂浸渍设备，该设备的总长为1200mm，输送混合装置的前螺旋叶片和后螺旋叶片的外径为72mm，该前螺旋叶片和后螺旋叶片采用矩形螺纹，前螺旋叶片的螺距为48mm，并且一个转轴上的前螺旋叶片、混合搅拌叶片组和后螺旋叶片的外周面距离另一个转轴的外周面的距离为0.5mm，相邻的第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组之间的距离大于或等于5mm，输送混合装置的长度(第一转轴31和第二转轴41)的长度为560mm，浸渍室的容积为2.5L，干燥器2的内径为600mm，催化剂载体进料装置7和浸渍液进料装置8与浸渍室1的联通口都设置在浸渍室1的顶部，输送混合装置伸入干燥器2之内的长度为20mm，电机减速器输出的转速为81r/min，催化剂载体的输送量为60kg/h，浸渍液的输送量为90kg/h，输送混合装置的输送能力的设计值为260kg/h。

在上述催化剂浸渍设备中，投入390kg的氧化铝载体，浸渍液为Ni(NO₃)₂水溶液，Ni(NO₃)₂的重量百分比浓度为49wt％，共投入Ni(NO₃)₂水溶液585kg。经过上述催化剂浸渍设备，经过180℃的干燥器干燥一段时间，再经过600℃高温焙烧后，共生产吸附有NiO的催化剂载体产品500kg。以催化剂载体总重量为基准，催化剂载体上NiO的负载量为24.5wt％，其均匀性在3.5％以内，催化剂破损率在1.4％以内，催化剂反应活性为89％，浸渍、干燥催化剂共用时6小时(不计焙烧时间)。

其中，催化剂载体中的NiO的负载量由X射线荧光光谱法测定(RIPP133-90，石油化工分析方法，杨翠定等编，科学出版社)。

NiO的均匀性的测定：在10个不同部位点对催化剂载体产品进行取样，对取样后的产品分别测定催化剂的负载量，测定方法同上。

NiO的均匀性的计算方法为：

Max{|样品分析值-所有样品算数平均值|/所有样品的算数平均值}

破损率的计算方法为：

(催化剂载体投入量-收到的催化剂产品量)/催化剂载体投入量

其中，催化剂载体的投入量对应于浸渍上述所要求的NiO量的产品量。

催化剂反应活性评价方法为：

采用微型固定床催化剂评价装置，反应器为Φ10*100mm的不锈钢管，将5g磨碎的催化剂和10g石英砂混合后装入微型反应器中，先升温到400℃，通入氢气反应4小时，降温到200℃后停止通入氢气，再通入配制好的反应油，所述反应油为直馏汽油(其中含有1000ppm噻吩)，2小时后重新通入氢气，反应6小时后取样分析产物油中的噻吩含量。

催化剂反应活性＝(反应油中的噻吩含量-产品油中的噻吩含量)/反应油中的噻吩含量。

对比例1

采用间歇式浸渍制备催化剂的方法，浸渍反应釜的体积为1m³，浸渍反应釜中的浸渍液为Ni(NO₃)₂水溶液，Ni(NO₃)₂水溶液的重量百分浓度为35wt％，将900kg氧化铝载体加入到装有1890kg的Ni(NO₃)₂水溶液的浸渍反应釜中，浸渍1小时，分两批浸渍完成，然后过滤、在180℃下干燥2小时，再经过600℃高温焙烧4小时后，生产出负载NiO的催化剂产品500kg。以催化剂载体总重量为基准，NiO的负载量为24.5wt％。其均匀性在3.5％以内，催化剂载体破损率为57.3％，催化剂反应活性为88.1％。催化剂上金属氧化物负载量、均匀性、破损率、反应活性的测定方法同实施例1。

不计焙烧时间，浸渍、干燥催化剂载体总共用时12小时，由于浸渍以后的催化剂载体粘附性强，干燥时带来输送困难，与实施例1相比耗时较长。

实施例2

催化剂浸渍设备如图1所示，该设备的总长为17500mm，其中输送部件的输送管道直径为150mm，输送混合装置的长(第一转轴31和第二转轴41的长度)为600mm，干燥器2的内径为800mm，浸渍室1的容积为8L，在浸渍室1内，催化剂载体进料装置7、浸渍液进料装置8的联通口距离浸渍室1的底部的输送混合装置的高度为70mm，输送混合装置伸入干燥器2之内的长度为20mm，输送混合装置的设计输送量为900kg/h。干燥器2内采用闪蒸干燥方式，干燥器2内部温度为180℃。

催化剂载体进料装置7的输送量为240kg/h，浸渍液进料装置8的输送量为360kg/h。所用的浸渍液为重量百分比浓度为49wt％的Ni(NO₃)₂水溶液。试验共投入氧化铝载体2330kg，浸渍液3500kg，采用此催化剂浸渍设备对催化剂载体进行浸渍后，再经过600℃高温焙烧4小时，生产出催化剂载体产品3000kg，不计焙烧时间，催化剂载体浸渍、干燥共用12小时。

NiO负载量为24.5wt％，其均匀性在3％以内，催化剂载体的破损率在1％以内，催化剂反应活性为88.5％。催化剂上金属氧化物负载量、均匀性、破损率、反应活性的测定方法同实施例1.

对比例2

采用间歇式反应釜浸渍方式，浸渍反应釜的容积为5m³，浸渍液同对比例1，将5000kg氧化铝载体置于浸渍反应釜中的Ni(NO₃)₂水溶液中浸泡1小时，分三批浸渍，需要Ni(NO₃)₂水溶液10500kg，然后取出过滤，在180℃下干燥2小时，在600℃焙烧4小时，得到氧化铝载体上负载了NiO的催化剂3000kg。浸渍均匀性在3％以内，催化剂载体破损率为55％，催化剂反应活性为88.3％，催化剂载体上金属氧化物的负载量、均匀性、破损率、反应活性的测定方法同实施例1.

不计焙烧时间，浸渍、干燥催化剂总共用时约40小时。与本发明提供的方法相比，由于间歇操作浸渍过程中载体水解严重，有一半以上分解成胶体，因此催化剂载体收率较低，另外过滤、干燥时都很困难，耗时较长。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (19)

1.一种催化剂浸渍设备，该催化剂浸渍设备包括浸渍室(1)、干燥器(2)和连接在该浸渍室(1)和该干燥器(2)之间的输送混合装置，其特征在于，该输送混合装置包括第一转轴(31)和第二转轴(41)，该第一转轴(31)上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第一转轴(31)设置的第一前螺旋叶片(32)，该第二转轴(41)上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第二转轴(41)设置的第二前螺旋叶片(42)，所述第一前螺旋叶片(32)和所述第二前螺旋叶片(42)相互交错，以相互清除粘附在前螺旋叶片或者转轴上的催化剂载体。

2.根据权利要求1所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述催化剂浸渍设备还包括电机，所述第一转轴(31)和第二转轴(41)的直径相等，所述第一前螺旋叶片(32)和所述第二前螺旋叶片(42)沿轴向方向的长度相同、外径相同、螺距相同并且旋向相反，该电机驱动所述第一转轴(31)正向旋转且所述第二转轴(41)反向旋转。

3.根据权利要求2所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述催化剂浸渍设备还包括齿轮传动箱(5)和与所述电机的输出轴相连的电机减速器(6)，该齿轮传动箱(5)中设置有相互啮合的主动齿轮(51)和从动齿轮(52)，所述第一转轴(31)通过所述主动齿轮(51)的转轴与所述电机减速器(6)相连，所述第二转轴(41)与所述从动齿轮(52)的转轴相连。

4.根据权利要求3所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述主动齿轮(51)和从动齿轮(52)的齿数和模数都相同。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的催化剂浸渍设备，其特征在于， 所述第一转轴(31)上还设置有围绕所述第一转轴(31)设置的第一混合搅拌叶片组，该第一混合搅拌叶片组包括在所述第一转轴(31)的同一横截面圆周上沿径向延伸的多个第一混合搅拌叶片(33)，所述输送混合装置还包括围绕所述第二转轴(41)设置第二混合搅拌叶片组，该第二混合搅拌叶片组包括在所述第二转轴(41)的同一横截面圆周上沿径向延伸的多个第二混合搅拌叶片(43)，所述第一混合搅拌叶片和所述第二混合搅拌叶片长度相同，所述第一混合搅拌叶片组和所述第二混合搅拌叶片组相互交错地设置。

6.根据权利要求5所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述第一混合搅拌叶片组和所述第二混合搅拌叶片组的数量相同且都为1-5个。

7.根据权利要求5所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述第一混合搅拌叶片(33)的末端与所述第二转轴(41)之间的径向间距大于或等于0.2mm，所述第二混合搅拌叶片(43)的末端与所述第一转轴(31)之间的径向间距大于或等于0.2mm，相邻的所述第一混合搅拌叶片组和第二混合搅拌叶片组之间的距离大于或等于1mm。

8.根据权利要求5所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，相邻的所述第一混合搅拌叶片组之间的间距和/或相邻的所述第二混合搅拌叶片组之间的间距为所述第一前螺旋叶片(32)的螺距的0.2-1倍。

9.根据权利要求5所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述第一转轴(31)上还设置有围绕所述第一转轴(31)设置的第一后螺旋叶片(34)，该第二转轴(41)上设置有沿轴向方向延伸并围绕所述第二转轴(41)设置的第二后螺旋叶片(44)，所述第一后螺旋叶片(34)和所述第二后螺旋叶 片(44)相互啮合，所述第一前螺旋叶片(32)和第二前螺旋叶片(42)靠近所述浸渍室(1)设置，所述第一后螺旋叶片(34)和第二后螺旋叶片(44)靠近所述干燥器(2)设置，所述第一混合搅拌叶片组设置在所述第一前螺旋叶片(32)和第一后螺旋叶片(34)之间，所述第二混合搅拌叶片组设置在所述第二前螺旋叶片(42)和第二后螺旋叶片(44)之间。

10.根据权利要求9所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述第一后螺旋叶片(34)和所述第二后螺旋叶片(44)沿轴向方向的长度相同、外径相同、螺距相同并且旋向相反。

11.根据权利要求10所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述第一后螺旋叶片(34)和所述第二后螺旋叶片(44)的螺距至少大于所述第一前螺旋叶片(32)的螺距的1.5倍。

12.根据权利要求10所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述第一后螺旋叶片(34)和所述第二后螺旋叶片(44)延伸至所述干燥器(2)之内。

13.根据权利要求12所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述干燥器(2)的内径为D，所述第一后螺旋叶片(34)和所述第二后螺旋叶片(44)伸入所述干燥器(2)的长度为10mm至(D-10)mm。

14.根据权利要求13所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述第一后螺旋叶片(34)和所述第二后螺旋叶片(44)伸入所述干燥器(2)的长度为50mm至(D-50)mm。

15.根据权利要求9所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述催化剂浸渍设备还包括催化剂载体进料装置(7)，该催化剂载体进料装置(7)包括相互连接的第一计量器和输送器，该第一计量器为螺杆计量器或旋转阀计量器或转盘式计量器，该输送器与所述浸渍室(1)相联通。

16.根据权利要求9所述的催化剂浸渍设备，其特征在于，所述催化剂浸渍设备还包括浸渍液进料装置(8)，该浸渍液进料装置包括相互连接的第二计量器和雾化喷头，该第二计量器为液体计量泵或设置有流量计和控制阀的液体泵，该雾化喷头与所述浸渍室(1)相联通。

17.一种催化剂浸渍方法，该催化剂浸渍方法采用上述权利要求1-14中任意一项所述的催化剂浸渍设备，所述催化剂浸渍方法包括：

将催化剂载体加入到所述浸渍室(1)中；

将浸渍液加入到所述浸渍室(1)中并使该浸渍液与所述催化剂载体接触；

将吸附有所述浸渍液的所述催化剂载体下落到输送混合装置中，进行混合搅拌并输送到所述干燥器(2)中。

18.根据权利要求17所述的催化剂浸渍方法，其特征在于，所述催化剂浸渍设备还包括催化剂载体进料装置(7)，该催化剂载体进料装置(7)包括相互连接的第一计量器和输送器，该第一计量器为螺杆计量器或旋转阀计量器或转盘式计量器，该输送器与所述浸渍室(1)相联通，

所述催化剂浸渍方法还包括：

通过所述第一计量器量取预定量的所述催化剂载体；

通过所述输送器将所述第一计量器中的催化剂载体输送到所述浸渍室 (1)中。

19.根据权利要求17所述的催化剂浸渍方法，其特征在于，所述催化剂浸渍设备还包括浸渍液进料装置(8)，该浸渍液进料装置包括相互连接的第二计量器和雾化喷头，该第二计量器为液体计量泵或设置有流量计和控制阀的液体泵，该雾化喷头与所述浸渍室(1)相联通，

所述催化剂浸渍方法还包括：

通过所述第二计量器量取预定量的所述浸渍液；

通过所述雾化喷头将所述第二计量器中的浸渍液雾化并输送到所述浸渍室(1)中。