CN108328645A - 一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法，属于非常规冶金设备技术领域。该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置。本装置进行失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，并进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备。本方法以载醋酸锌废催化剂为原料，经微波预煅烧处理—超声波辅助微波活化再生—微波氯化焙烧三阶段处理，最后实现失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备，对促进我国固体废弃物资源化再利用的发展具有重要意义。

Description

一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的 装置和应用方法
技术领域
本发明涉及一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法，属于非常规冶金设备技术领域。
背景技术
热镀锌也称热浸锌和热浸镀锌，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。热镀锌的主要工艺是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。
热镀锌用锌量占全部镀锌耗锌量的85%以上，其主要的原因是热镀锌成本低廉(比电镀锌成本低30%左右)、工艺简单，并且可以控制镀层的厚度、韧性和表面状态。镀锌产品具有持久耐用、可靠性好、镀层的韧性强、全面性保护、省时省力、检验简单方便、可靠性好等优点，因此随着近年来钢板的生产和热镀锌技术的发展，热镀锌钢板的品种和数量都有较大幅度的增加，并广泛应用于建筑、家电、交通和汽车等多个行业。由于电镀锌产能较低、防腐蚀性能差、污染大，是国家取缔的重点，而热镀锌由于自身的优点，后期发展空间较大。
热浸镀锌工艺需要助镀处理以便在工件表面形成平整的活化层。助镀的主要作用是活化酸洗、漂洗之后的工件表面，以保证浸镀时工件表面和熔融锌之间快速、均匀地发生反应，所以，助镀剂可以被认为是一种精细酸洗液。然而，从热浸镀锌工业化推广开始，由ZnCl2、NH4Cl组成的混合盐就被用作助镀剂。助镀剂槽中的氯化锌能够除去钢铁件表面的亚铁盐及氧化物。氯化锌对于亚铁盐氧化物的溶解作用和水溶液中呈现的强酸性有关。这种弱碱强酸盐的水溶液甚至对基体铁也有很强的浸蚀作用。氯化锌的另一个作用是抑制助镀剂氯化铵与熔锌的反应，使其反应速度达到一定值后下降，氯化锌助镀剂对于钢铁件表面的清洁作用十分明显。
由于国内锌精矿资源已经不能满足冶炼需要，锌精矿进口量不断增加。目前，我国锌精矿对外依存度已超过50%，原料对外依存度不断上升，导致我国锌工业的整体竞争力出现下降趋势，在全球竞争中处于被动地位，这种趋势不会在短时间内得到有效解决。因此国内很多厂家加强了对含锌二次资源的综合利用，以缓解面临的原料紧缺难题。
化工企业的生产废料载醋酸锌废催化剂含锌量可达10%左右，具有较高的回收利用价值，亦可作为生产热浸镀锌用氯化锌产品的资源，同时解决废弃物环境污染问题。另外，废催化剂是活性炭长时间吸附有机物及醋酸锌等各类物质导致孔道堵塞使活性炭的吸附能力下降直至最后失效的产物，而再生后的活性炭具有高度发达孔隙结构和极大比表面积，具有较强的吸附能力，可重复利用。因此，对废催化剂进行活化再生并进行再利用，同时制备氯化锌产品，既可以减少不必要的资源浪费，又可以为再生活性炭及氯化锌产品的利用开辟更多的路径，创造额外的经济价值，具有很强的现实与环保意义。
因此，如何经济有效的高效利用载醋酸锌失活废催化剂，同时实现二次锌资源的回收处理，开发新型处理装置是当下急需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法。本装置进行失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，并进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备。本方法以载醋酸锌废催化剂为原料，经微波预煅烧处理—超声波辅助微波活化再生—微波氯化焙烧三阶段处理，最后实现失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备，对促进我国固体废弃物资源化再利用的发展具有重要意义。本发明通过以下技术方案实现。
一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置；
所述微波控制系统包括高位料仓、振动筛、微波加热腔体、发射磁控管、雾气出口、出料口、舱室隔绝板、红外测温仪、输料带和微波控制器，微波加热腔体顶部设有高位料仓，高位料仓内部设有振动筛，微波加热腔体通过可上下移动的舱室隔绝板分为预煅烧室、活化室和氯化焙烧室三部分，预煅烧室周围均匀设有左发射磁控管，活化室周围均匀设有中间发射磁控管，氯化焙烧室周围均匀设有右发射磁控管，预煅烧室、活化室和氯化焙烧室内部均设有红外测温仪和输料带，氯化焙烧室底部设有出料口，出料口正下方设有料车，氯化焙烧室顶部设有雾气出口，红外测温仪和发射磁控管均与微波控制器连接；
所述超声雾化系统包括水蒸气雾化系统、HCl雾化系统和超声控制器；水蒸气雾化系统包括水蒸气喷雾阵列器、1#流量控制阀、1#空气压缩机、水蒸气雾化发生室和1#超声波雾化发生器，HCl雾化系统包括2#超声波雾化发生器、HCl雾化发生室、2#空气压缩机、2#流量控制阀和HCl雾化气喷雾阵列器，水蒸气雾化发生室和HCl雾化发生室中分别设置水溶液和HCl溶液，水蒸气雾化发生室和HCl雾化发生室分别与1#超声波雾化发生器的水蒸气出口、2#超声波雾化发生器HCl雾化气出口相通，水蒸气雾化发生室顶部通过管道与1#空气压缩机连通，水蒸气雾化发生室侧部水蒸气混合气出口与水蒸气喷雾阵列器连接，HCl雾化发生室顶部通过管道与2#空气压缩机连通，HCl雾化发生室侧部HCl雾化气混合气出口与HCl雾化气喷雾阵列器连接，水蒸气喷雾阵列器、HCl雾化气喷雾阵列器分别插入活化室、氯化焙烧室顶部，水蒸气喷雾阵列器、HCl雾化气喷雾阵列器管道上均分别设有1#流量控制阀和2#流量控制阀，1#流量控制阀、2#流量控制阀、1#空气压缩机、2#空气压缩机、1#超声波雾化发生器和2#超声波雾化发生器均与超声控制器连接；
所述氯化锌捕集装置包括抽风机、烟气回流管、氯化锌吸收室和溢流口控制阀，氯化焙烧室的雾气出口通过抽风机管道连通氯化锌吸收室，氯化锌吸收室顶部设有烟气回流管，烟气回流管通过泵连通HCl雾化发生室，氯化锌吸收室底部设有溢流口控制阀。
一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其具体步骤如下：
步骤1、将废催化剂以连续进料的方式从高位料仓和振动筛后落入输料带上输送到预煅烧室中，保持预煅烧室内物料量为50～200Kg，关闭输料带开关，微波控制器控制左发射磁控管微波输出功率为30～100kW，以80～120℃/min的加热速率升温至350～550℃预煅烧10～20min得到预煅烧物料；
步骤2、经步骤1预煅烧后开启输料带开关，将预煅烧物料输送至活化室，关闭输料带开关，将舱室隔绝板向下移动对活化室密封，通过1#超声波雾化发生器产生的水蒸气进入到水蒸气雾化发生室中，再通过1#空气压缩机中的压缩空气将水蒸气从水蒸气喷雾阵列器通入到活化室中，1#流量控制阀控制水蒸气的流量为0.2～0.5L/min，微波控制器控制中间发射磁控管升温至550～650℃活化5～10min得到活化物料；
步骤3、将舱室隔绝板向上移动，开启输料带开关，经步骤2得到的活化物料输送至氯化焙烧室，关闭输料带开关，将舱室隔绝板向下移动将氯化焙烧室密封，通过2#超声波雾化发生器产生的HCl雾化气进入到HCl雾化发生室，再通过2#空气压缩机中的空气将HCl雾化气从HCl雾化气喷雾阵列器通入到氯化焙烧室中，2#流量控制阀控制HCl雾化气流速为0.1～0.3L/min，微波控制器控制右发射磁控管升温至650～750℃氯化焙烧10～20min得到再生活性炭和氯化锌烟气；
步骤4、将舱室隔绝板向上移动，开启输料带开关，步骤3得到的再生活性炭从出料口卸载到料车上；步骤3得到的氯化锌烟气经氯化锌吸收室吸收后得到氯化锌溶液，氯化锌溶液结晶蒸发后得到氯化锌，剩余的HCl烟气重新回到HCl雾化发生室中。
所述步骤1中废催化剂为载醋酸锌失活废催化剂。
所述步骤3中2#超声波雾化发生器中HCl溶液浓度为0.5～5mol/L。
所述步骤4中氯化锌吸收室放置水溶液。
上述步骤3得到的再生活性炭比表面积为900～1420m2/g。
上述步骤4得到的氯化锌纯度高达99wt%以上。
本发明的有益效果是：
（1）本发明涉及的活化再生-氯化焙烧装置操作简单方便，且可做多种变换，在冶金、化工等领域实用性广泛，适用性强；
（2）该装置能促使失活废催化剂活性炭再生，进一步达到废物回收再利用，且雾化系统可进行多技术调节，水蒸气雾化气可以空气喷吹或二氧化碳喷吹的方式进行雾气活化处理，其活化效果好，制备得到的再生活性炭吸附能力强；
（3）该装置可实现失活废催化剂中二次锌资源中锌的氯化焙烧及ZnCl2的挥发分离，同时进行氯化锌的制备，其中HCl雾化气可以空气喷吹或二氧化碳喷吹的方式进行氯化焙烧处理，同时采用循环烟气作为喷吹气体，可实现清洁环保生产；
（4）装料装置振动筛筛网可根据物料特点更换不同规格、空尺寸；物料推送可使用带式输送，亦可用推舟间歇式装料输送；
（5）该装置能解决失活废催化剂堆积、丢弃以致污染环境等诸多难处理问题，实现活性炭再生、新材料的制备、尾气循环再利用的目的，具有改善环境压力，实现清洁能源生产等优点。
（6）本发明通过应用清洁的微波能进行预煅烧-超声雾化辅助活化再生废催化剂（低于650℃），较常规再生工艺（800~1100℃）相比大幅度的降低了反应温度，降低了能耗；另外针对再生后的副产物ZnO进行超声雾化辅助微波氯化焙烧，进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备，并得到高纯度的ZnCl2产品。该发明减少环境污染的同时变废为宝、制备新型高纯氧化锌产品，创造了额外的经济价值，具有很强的现实与环保意义。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1-高位料仓，2-振动筛，3-微波加热腔体，4-预煅烧室，5-左发射磁控管，6-活化室，7-水蒸气喷雾阵列器，8-1#流量控制阀，9-1#空气压缩机，10-水蒸气雾化发生室，11-1#超声波雾化发生器，12-2#超声波雾化发生器，13-超声控制器，14-HCl雾化发生室，15-2#空气压缩机，16-2#流量控制阀，17-HCl雾化气喷雾阵列器，18-氯化焙烧室，19-雾气出口，20-抽风机，21-烟气回流管，22-氯化锌吸收室，23-溢流口控制阀，24-出料口，25-料车，26-中间发射磁控管，27-舱室隔绝板，28-红外测温仪，29-输料带，30-微波控制器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1所示，该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置；
所述微波控制系统包括高位料仓1、振动筛2、微波加热腔体3、发射磁控管、雾气出口19、出料口24、舱室隔绝板27、红外测温仪28、输料带29和微波控制器30，微波加热腔体3顶部设有高位料仓1，高位料仓1内部设有振动筛2，微波加热腔体3通过可上下移动的舱室隔绝板27分为预煅烧室4、活化室6和氯化焙烧室18三部分，预煅烧室4周围均匀设有左发射磁控管5，活化室6周围均匀设有中间发射磁控管26，氯化焙烧室18周围均匀设有右发射磁控管，预煅烧室4、活化室6和氯化焙烧室18内部均设有红外测温仪28和输料带29，氯化焙烧室18底部设有出料口24，出料口24正下方设有料车25，氯化焙烧室18顶部设有雾气出口19，红外测温仪28和发射磁控管均与微波控制器30连接；
所述超声雾化系统包括水蒸气雾化系统、HCl雾化系统和超声控制器13；水蒸气雾化系统包括水蒸气喷雾阵列器7、1#流量控制阀8、1#空气压缩机9、水蒸气雾化发生室10和1#超声波雾化发生器11，HCl雾化系统包括2#超声波雾化发生器12、HCl雾化发生室14、2#空气压缩机15、2#流量控制阀16和HCl雾化气喷雾阵列器17，水蒸气雾化发生室10和HCl雾化发生室14中分别设置水溶液和HCl溶液，水蒸气雾化发生室10和HCl雾化发生室14分别与1#超声波雾化发生器11的水蒸气出口、2#超声波雾化发生器12HCl雾化气出口相通，水蒸气雾化发生室10顶部通过管道与1#空气压缩机9连通，水蒸气雾化发生室10侧部水蒸气混合气出口与水蒸气喷雾阵列器7连接，HCl雾化发生室14顶部通过管道与2#空气压缩机15连通，HCl雾化发生室14侧部HCl雾化气混合气出口与HCl雾化气喷雾阵列器17连接，水蒸气喷雾阵列器7、HCl雾化气喷雾阵列器17分别插入活化室6、氯化焙烧室18顶部，水蒸气喷雾阵列器7、HCl雾化气喷雾阵列器17管道上均分别设有1#流量控制阀8和2#流量控制阀16，1#流量控制阀8、2#流量控制阀16、1#空气压缩机9、2#空气压缩机15、1#超声波雾化发生器11和2#超声波雾化发生器12均与超声控制器13连接；
所述氯化锌捕集装置包括抽风机20、烟气回流管21、氯化锌吸收室22和溢流口控制阀23，氯化焙烧室18的雾气出口19通过抽风机20管道连通氯化锌吸收室22，氯化锌吸收室22顶部设有烟气回流管21，烟气回流管21通过泵连通HCl雾化发生室14，氯化锌吸收室22底部设有溢流口控制阀23。
该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其具体步骤如下：
步骤1、将废催化剂（废催化剂为载醋酸锌失活废催化剂，其中锌含量为7.98%，比表面积为254.7m2/g）以连续进料的方式从高位料仓1和振动筛2后落入输料带29上输送到预煅烧室4中，保持预煅烧室4内物料量为50Kg，关闭输料带29开关，微波控制器30控制左发射磁控管5微波输出功率为30kW，以80℃/min的加热速率升温至350℃预煅烧20min得到预煅烧物料；
步骤2、经步骤1预煅烧后开启输料带29开关，将预煅烧物料输送至活化室6，关闭输料带29开关，将舱室隔绝板27向下移动对活化室6密封，通过1#超声波雾化发生器11产生的水蒸气进入到水蒸气雾化发生室10中，再通过1#空气压缩机9中的压缩空气将水蒸气从水蒸气喷雾阵列器7通入到活化室6中，1#流量控制阀8控制水蒸气的流量为0.2L/min，微波控制器30控制中间发射磁控管26升温至550℃活化10min得到活化物料；
步骤3、将舱室隔绝板27向上移动，开启输料带29开关，经步骤2得到的活化物料输送至氯化焙烧室18，关闭输料带29开关，将舱室隔绝板27向下移动将氯化焙烧室18密封，2#超声波雾化发生器12中HCl溶液浓度为5mol/L，通过2#超声波雾化发生器12产生的HCl雾化气进入到HCl雾化发生室14，再通过2#空气压缩机15中的空气将HCl雾化气从HCl雾化气喷雾阵列器17通入到氯化焙烧室18中，2#流量控制阀16控制HCl雾化气流速为0.1L/min，微波控制器30控制右发射磁控管升温至650℃氯化焙烧20min得到再生活性炭和氯化锌烟气；
步骤4、将舱室隔绝板27向上移动，开启输料带29开关，步骤3得到的再生活性炭从出料口24卸载到料车25上；步骤3得到的氯化锌烟气经氯化锌吸收室22吸收后得到氯化锌溶液，氯化锌溶液结晶蒸发后得到氯化锌，剩余的HCl烟气重新回到HCl雾化发生室14中，其中氯化锌吸收室22放置水溶液。
本实施例步骤3得到的再生活性炭比表面积为950m2/g。步骤4得到的氯化锌纯度高达99wt%以上。
实施例2
如图1所示，该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置；
所述微波控制系统包括高位料仓1、振动筛2、微波加热腔体3、发射磁控管、雾气出口19、出料口24、舱室隔绝板27、红外测温仪28、输料带29和微波控制器30，微波加热腔体3顶部设有高位料仓1，高位料仓1内部设有振动筛2，微波加热腔体3通过可上下移动的舱室隔绝板27分为预煅烧室4、活化室6和氯化焙烧室18三部分，预煅烧室4周围均匀设有左发射磁控管5，活化室6周围均匀设有中间发射磁控管26，氯化焙烧室18周围均匀设有右发射磁控管，预煅烧室4、活化室6和氯化焙烧室18内部均设有红外测温仪28和输料带29，氯化焙烧室18底部设有出料口24，出料口24正下方设有料车25，氯化焙烧室18顶部设有雾气出口19，红外测温仪28和发射磁控管均与微波控制器30连接；
所述超声雾化系统包括水蒸气雾化系统、HCl雾化系统和超声控制器13；水蒸气雾化系统包括水蒸气喷雾阵列器7、1#流量控制阀8、1#空气压缩机9、水蒸气雾化发生室10和1#超声波雾化发生器11，HCl雾化系统包括2#超声波雾化发生器12、HCl雾化发生室14、2#空气压缩机15、2#流量控制阀16和HCl雾化气喷雾阵列器17，水蒸气雾化发生室10和HCl雾化发生室14中分别设置水溶液和HCl溶液，水蒸气雾化发生室10和HCl雾化发生室14分别与1#超声波雾化发生器11的水蒸气出口、2#超声波雾化发生器12HCl雾化气出口相通，水蒸气雾化发生室10顶部通过管道与1#空气压缩机9连通，水蒸气雾化发生室10侧部水蒸气混合气出口与水蒸气喷雾阵列器7连接，HCl雾化发生室14顶部通过管道与2#空气压缩机15连通，HCl雾化发生室14侧部HCl雾化气混合气出口与HCl雾化气喷雾阵列器17连接，水蒸气喷雾阵列器7、HCl雾化气喷雾阵列器17分别插入活化室6、氯化焙烧室18顶部，水蒸气喷雾阵列器7、HCl雾化气喷雾阵列器17管道上均分别设有1#流量控制阀8和2#流量控制阀16，1#流量控制阀8、2#流量控制阀16、1#空气压缩机9、2#空气压缩机15、1#超声波雾化发生器11和2#超声波雾化发生器12均与超声控制器13连接；
所述氯化锌捕集装置包括抽风机20、烟气回流管21、氯化锌吸收室22和溢流口控制阀23，氯化焙烧室18的雾气出口19通过抽风机20管道连通氯化锌吸收室22，氯化锌吸收室22顶部设有烟气回流管21，烟气回流管21通过泵连通HCl雾化发生室14，氯化锌吸收室22底部设有溢流口控制阀23。
该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其具体步骤如下：
步骤1、将废催化剂（废催化剂为载醋酸锌失活废催化剂，其中锌含量为7.98%，比表面积为254.7m2/g）以连续进料的方式从高位料仓1和振动筛2后落入输料带29上输送到预煅烧室4中，保持预煅烧室4内物料量为200Kg，关闭输料带29开关，微波控制器30控制左发射磁控管5微波输出功率为100kW，以120℃/min的加热速率升温至550℃预煅烧10min得到预煅烧物料；
步骤2、经步骤1预煅烧后开启输料带29开关，将预煅烧物料输送至活化室6，关闭输料带29开关，将舱室隔绝板27向下移动对活化室6密封，通过1#超声波雾化发生器11产生的水蒸气进入到水蒸气雾化发生室10中，再通过1#空气压缩机9中的压缩空气将水蒸气从水蒸气喷雾阵列器7通入到活化室6中，1#流量控制阀8控制水蒸气的流量为0.5L/min，微波控制器30控制中间发射磁控管26升温至650℃活化5min得到活化物料；
步骤3、将舱室隔绝板27向上移动，开启输料带29开关，经步骤2得到的活化物料输送至氯化焙烧室18，关闭输料带29开关，将舱室隔绝板27向下移动将氯化焙烧室18密封，2#超声波雾化发生器12中HCl溶液浓度为0.5mol/L，通过2#超声波雾化发生器12产生的HCl雾化气进入到HCl雾化发生室14，再通过2#空气压缩机15中的空气将HCl雾化气从HCl雾化气喷雾阵列器17通入到氯化焙烧室18中，2#流量控制阀16控制HCl雾化气流速为0.3L/min，微波控制器30控制右发射磁控管升温至750℃氯化焙烧10min得到再生活性炭和氯化锌烟气；
步骤4、将舱室隔绝板27向上移动，开启输料带29开关，步骤3得到的再生活性炭从出料口24卸载到料车25上；步骤3得到的氯化锌烟气经氯化锌吸收室22吸收后得到氯化锌溶液，氯化锌溶液结晶蒸发后得到氯化锌，剩余的HCl烟气重新回到HCl雾化发生室14中，其中氯化锌吸收室22放置水溶液。
本实施例步骤3得到的再生活性炭比表面积为1420m2/g。步骤4得到的氯化锌纯度高达99wt%以上。
实施例3
如图1所示，该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置；
所述微波控制系统包括高位料仓1、振动筛2、微波加热腔体3、发射磁控管、雾气出口19、出料口24、舱室隔绝板27、红外测温仪28、输料带29和微波控制器30，微波加热腔体3顶部设有高位料仓1，高位料仓1内部设有振动筛2，微波加热腔体3通过可上下移动的舱室隔绝板27分为预煅烧室4、活化室6和氯化焙烧室18三部分，预煅烧室4周围均匀设有左发射磁控管5，活化室6周围均匀设有中间发射磁控管26，氯化焙烧室18周围均匀设有右发射磁控管，预煅烧室4、活化室6和氯化焙烧室18内部均设有红外测温仪28和输料带29，氯化焙烧室18底部设有出料口24，出料口24正下方设有料车25，氯化焙烧室18顶部设有雾气出口19，红外测温仪28和发射磁控管均与微波控制器30连接；
所述超声雾化系统包括水蒸气雾化系统、HCl雾化系统和超声控制器13；水蒸气雾化系统包括水蒸气喷雾阵列器7、1#流量控制阀8、1#空气压缩机9、水蒸气雾化发生室10和1#超声波雾化发生器11，HCl雾化系统包括2#超声波雾化发生器12、HCl雾化发生室14、2#空气压缩机15、2#流量控制阀16和HCl雾化气喷雾阵列器17，水蒸气雾化发生室10和HCl雾化发生室14中分别设置水溶液和HCl溶液，水蒸气雾化发生室10和HCl雾化发生室14分别与1#超声波雾化发生器11的水蒸气出口、2#超声波雾化发生器12HCl雾化气出口相通，水蒸气雾化发生室10顶部通过管道与1#空气压缩机9连通，水蒸气雾化发生室10侧部水蒸气混合气出口与水蒸气喷雾阵列器7连接，HCl雾化发生室14顶部通过管道与2#空气压缩机15连通，HCl雾化发生室14侧部HCl雾化气混合气出口与HCl雾化气喷雾阵列器17连接，水蒸气喷雾阵列器7、HCl雾化气喷雾阵列器17分别插入活化室6、氯化焙烧室18顶部，水蒸气喷雾阵列器7、HCl雾化气喷雾阵列器17管道上均分别设有1#流量控制阀8和2#流量控制阀16，1#流量控制阀8、2#流量控制阀16、1#空气压缩机9、2#空气压缩机15、1#超声波雾化发生器11和2#超声波雾化发生器12均与超声控制器13连接；
所述氯化锌捕集装置包括抽风机20、烟气回流管21、氯化锌吸收室22和溢流口控制阀23，氯化焙烧室18的雾气出口19通过抽风机20管道连通氯化锌吸收室22，氯化锌吸收室22顶部设有烟气回流管21，烟气回流管21通过泵连通HCl雾化发生室14，氯化锌吸收室22底部设有溢流口控制阀23。
该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其具体步骤如下：
步骤1、将废催化剂（废催化剂为载醋酸锌失活废催化剂，其中锌含量为7.98%，比表面积为254.7m2/g）以连续进料的方式从高位料仓1和振动筛2后落入输料带29上输送到预煅烧室4中，保持预煅烧室4内物料量为120Kg，关闭输料带29开关，微波控制器30控制左发射磁控管5微波输出功率为80kW，以100℃/min的加热速率升温至450℃预煅烧15min得到预煅烧物料；
步骤2、经步骤1预煅烧后开启输料带29开关，将预煅烧物料输送至活化室6，关闭输料带29开关，将舱室隔绝板27向下移动对活化室6密封，通过1#超声波雾化发生器11产生的水蒸气进入到水蒸气雾化发生室10中，再通过1#空气压缩机9中的压缩空气将水蒸气从水蒸气喷雾阵列器7通入到活化室6中，1#流量控制阀8控制水蒸气的流量为0.3L/min，微波控制器30控制中间发射磁控管26升温至600℃活化8min得到活化物料；
步骤3、将舱室隔绝板27向上移动，开启输料带29开关，经步骤2得到的活化物料输送至氯化焙烧室18，关闭输料带29开关，将舱室隔绝板27向下移动将氯化焙烧室18密封，2#超声波雾化发生器12中HCl溶液浓度为3mol/L，通过2#超声波雾化发生器12产生的HCl雾化气进入到HCl雾化发生室14，再通过2#空气压缩机15中的空气将HCl雾化气从HCl雾化气喷雾阵列器17通入到氯化焙烧室18中，2#流量控制阀16控制HCl雾化气流速为0.2L/min，微波控制器30控制右发射磁控管升温至700℃氯化焙烧15min得到再生活性炭和氯化锌烟气；
步骤4、将舱室隔绝板27向上移动，开启输料带29开关，步骤3得到的再生活性炭从出料口24卸载到料车25上；步骤3得到的氯化锌烟气经氯化锌吸收室22吸收后得到氯化锌溶液，氯化锌溶液结晶蒸发后得到氯化锌，剩余的HCl烟气重新回到HCl雾化发生室14中，其中氯化锌吸收室22放置水溶液。
本实施例步骤3得到的再生活性炭比表面积为1180m2/g。步骤4得到的氯化锌纯度高达99wt%以上。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，其特征在于：包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置；
所述微波控制系统包括高位料仓（1）、振动筛（2）、微波加热腔体（3）、发射磁控管、雾气出口（19）、出料口（24）、舱室隔绝板（27）、红外测温仪（28）、输料带（29）和微波控制器（30），微波加热腔体（3）顶部设有高位料仓（1），高位料仓（1）内部设有振动筛（2），微波加热腔体（3）通过可上下移动的舱室隔绝板（27）分为预煅烧室（4）、活化室（6）和氯化焙烧室（18）三部分，预煅烧室（4）周围均匀设有左发射磁控管（5），活化室（6）周围均匀设有中间发射磁控管（26），氯化焙烧室（18）周围均匀设有右发射磁控管，预煅烧室（4）、活化室（6）和氯化焙烧室（18）内部均设有红外测温仪（28）和输料带（29），氯化焙烧室（18）底部设有出料口（24），出料口（24）正下方设有料车（25），氯化焙烧室（18）顶部设有雾气出口（19），红外测温仪（28）和发射磁控管均与微波控制器（30）连接；
所述超声雾化系统包括水蒸气雾化系统、HCl雾化系统和超声控制器（13）；水蒸气雾化系统包括水蒸气喷雾阵列器（7）、1#流量控制阀（8）、1#空气压缩机（9）、水蒸气雾化发生室（10）和1#超声波雾化发生器（11），HCl雾化系统包括2#超声波雾化发生器（12）、HCl雾化发生室（14）、2#空气压缩机（15）、2#流量控制阀（16）和HCl雾化气喷雾阵列器（17），水蒸气雾化发生室（10）和HCl雾化发生室（14）中分别设置水溶液和HCl溶液，水蒸气雾化发生室（10）和HCl雾化发生室（14）分别与1#超声波雾化发生器（11）的水蒸气出口、2#超声波雾化发生器（12）HCl雾化气出口相通，水蒸气雾化发生室（10）顶部通过管道与1#空气压缩机（9）连通，水蒸气雾化发生室（10）侧部水蒸气混合气出口与水蒸气喷雾阵列器（7）连接，HCl雾化发生室（14）顶部通过管道与2#空气压缩机（15）连通，HCl雾化发生室（14）侧部HCl雾化气混合气出口与HCl雾化气喷雾阵列器（17）连接，水蒸气喷雾阵列器（7）、HCl雾化气喷雾阵列器（17）分别插入活化室（6）、氯化焙烧室（18）顶部，水蒸气喷雾阵列器（7）、HCl雾化气喷雾阵列器（17）管道上均分别设有1#流量控制阀（8）和2#流量控制阀（16），1#流量控制阀（8）、2#流量控制阀（16）、1#空气压缩机（9）、2#空气压缩机（15）、1#超声波雾化发生器（11）和2#超声波雾化发生器（12）均与超声控制器（13）连接；
所述氯化锌捕集装置包括抽风机（20）、烟气回流管（21）、氯化锌吸收室（22）和溢流口控制阀（23），氯化焙烧室（18）的雾气出口（19）通过抽风机（20）管道连通氯化锌吸收室（22），氯化锌吸收室（22）顶部设有烟气回流管（21），烟气回流管（21）通过泵连通HCl雾化发生室（14），氯化锌吸收室（22）底部设有溢流口控制阀（23）。
2.一种根据权利要求1所述的超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1、将废催化剂以连续进料的方式从高位料仓（1）和振动筛（2）后落入输料带（29）上输送到预煅烧室（4）中，关闭输料带（29）开关，微波控制器（30）控制左发射磁控管（5）微波输出功率为30～100kW，以80～120℃/min的加热速率升温至350～550℃预煅烧10～20min得到预煅烧物料；
步骤2、经步骤1预煅烧后开启输料带（29）开关，将预煅烧物料输送至活化室（6），关闭输料带（29）开关，将舱室隔绝板（27）向下移动对活化室（6）密封，通过1#超声波雾化发生器（11）产生的水蒸气进入到水蒸气雾化发生室（10）中，再通过1#空气压缩机（9）中的压缩空气将水蒸气从水蒸气喷雾阵列器（7）通入到活化室（6）中，1#流量控制阀（8）控制水蒸气的流量为0.2～0.5L/min，微波控制器（30）控制中间发射磁控管（26）升温至550～650℃活化5～10min得到活化物料；
步骤3、将舱室隔绝板（27）向上移动，开启输料带（29）开关，经步骤2得到的活化物料输送至氯化焙烧室（18），关闭输料带（29）开关，将舱室隔绝板（27）向下移动将氯化焙烧室（18）密封，通过2#超声波雾化发生器（12）产生的HCl雾化气进入到HCl雾化发生室（14），再通过2#空气压缩机（15）中的空气将HCl雾化气从HCl雾化气喷雾阵列器（17）通入到氯化焙烧室（18）中，2#流量控制阀（16）控制HCl雾化气流速为0.1～0.3L/min，微波控制器（30）控制右发射磁控管升温至650～750℃氯化焙烧10～20min得到再生活性炭和氯化锌烟气；
步骤4、将舱室隔绝板（27）向上移动，开启输料带（29）开关，步骤3得到的再生活性炭从出料口（24）卸载到料车（25）上；步骤3得到的氯化锌烟气经氯化锌吸收室（22）吸收后得到氯化锌溶液，氯化锌溶液结晶蒸发后得到氯化锌，剩余的HCl烟气重新回到HCl雾化发生室（14）中。
3.根据权利要求2所述的超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其特征在于：所述步骤1中废催化剂为载醋酸锌失活废催化剂。
4.根据权利要求2所述的超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其特征在于：所述步骤3中2#超声波雾化发生器（12）中HCl溶液浓度为0.5～5mol/L。
5.根据权利要求2所述的超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其特征在于：所述步骤4中氯化锌吸收室（22）放置水溶液。
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