CN110202154A - 以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法及脱脂炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法及脱脂炉。以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法，包括以下步骤：S1：先将草酸溶入高纯度乙醇中，形成草酸溶剂；S2：通过计量泵，定量抽取草酸溶剂，并注入脱脂炉内的蒸发皿中；S3：通过蒸发皿中的加热装置，将草酸溶剂在蒸发皿中蒸发气化，形成草酸气氛。本发明提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法具有能以草酸溶剂作为催化剂，能实现草酸溶剂的定量进给；改善尾气的排放，尾气中的排放以CO2和H2O为主，做到绿色排放；对工件的腐蚀大大降低，提高脱脂工艺对产品材料的适应性，使易腐蚀、氧化的材料也能使用粉末冶金工艺制作产品。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉末注射成型技术领域，尤其涉及一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法及脱脂炉。
背景技术
金属粉末注射成型脱脂的过程，最重要的是去除聚甲醛(POM)，由于聚甲醛分子主链上两个相邻氧原子对亚甲基氢原子有较强的活化作用，在热和酸氛中聚甲醛分子链会自动断裂，发生连续脱甲醛的连锁反应(β断链机理)，最终由聚甲醛分解成为甲醛气体，聚甲醛从固态变成了气态甲醛气体逃逸，从而实现粘结剂脱除，行业中通用称为是脱脂。
目前脱脂过程中常用的催化剂有两种。一种是硝酸HNO3，强氧化性的HNO3能快速的催化裂解POM而被工业生产中广泛采用，每年消耗近1000吨的HNO3。但是，HNO3只是催化剂，本身的化学性质并没有发生改变，反应完成后依然以HNO3以及NOx的废气排出，常规的脱脂炉只是加装焚烧装置以焚烧催化脱脂过程中产生的甲醛气体，对HNO3排出产生的大量氮氧化物NOx并不能有效的去除，所以导致大量的空气污染物，这也限制的金属粉末注射成型技术的进一步发展。NOx与碳氢化物共存于空气中时，经阳光紫外线照射，发生光化学反应，产生一种光化学烟雾；同时也是酸雨成因之一。对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。
其次，HNO3对脱脂炉内的工件生坯金属粉末也会产生腐蚀化学反应：
3Fe+8HNO3——→3Fe(NO3)2+2NO↑+4H2O
Fe+4HNO3——→Fe(NO3)3+NO↑+2H2O
3Zn+8HNO3——→3Zn(NO3)2+2NO↑+4H2O
4Zn+10HNO3——→4Zn(NO3)2+N2O+5H2O
4Zn+10HNO3——→4Zn(NO3)2+NH4NO3+3H2O
3Cu+8HNO3——→3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
所以不利于催化脱脂技术应用到这些容易被HNO3氧化的金属粉末中。
另一种是草酸粉末催化脱脂：此种催化脱脂炉是通过草酸供料机，进行草酸的供料，供料机中有加热气化装置，通过把草酸气化成气态后，由氮气带入炉内，进行催化脱脂。但此种方法存在以下缺点：草酸供料机结构复杂，气态草酸会与不锈钢中的铬反应，从而腐蚀不锈钢，从而对防腐要求高，草酸供料机对草酸计量不精准。
现有的工厂里，脱脂过程常用的催化剂为浓硝酸HNO3，但是产生的废气HNO3与NOX不能有效的处理，对环境造成严重的污染；而且HNO3对很多种金属都能腐蚀，残留的HNO3会粘贴在排气管上和抽风机的叶片上，并对其腐蚀，造成设备损坏，产生安全隐患。HNO3还对人体有极大的危害，危险性极高。
即然硝酸的危害性与潜在的危险性都很高，那么应该用其他酸来代替(如草酸)，这不仅是工厂生产实现绿色排放的希望，也是社会持续发展的前奏。本方案是通过结合两种催化脱脂炉(硝酸脱脂炉和草酸粉末催化脱脂炉)的优点而制成，即有硝酸脱脂炉对硝酸的精确计量，又是使用草酸(草酸溶剂)进行催化脱脂。从减少对环境的污染。
因此，有必要提供一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法及脱脂炉解决上述技术问题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种能以草酸溶剂作为催化剂；能实现草酸溶剂的定量进给；尾气排放绿色环保；降低工件腐蚀；提高脱脂良率的草酸催化脱脂方法；及操作方便，合理利用炉内空间的草酸催化脱脂炉。
为解决上述技术问题，本发明提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法，包括以下步骤：S1：先将草酸溶入高纯度乙醇中，形成草酸溶剂；S2：通过计量泵，定量抽取草酸溶剂，并注入脱脂炉内的蒸发皿中；S3：通过蒸发皿中的加热装置，将草酸溶剂在蒸发皿中蒸发气化，形成草酸气氛；S4：草酸气氛对脱脂炉内的产品含的POM成份进行催化分解。
本发明基于上述方法提出的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，包括：炉体；循环风机，所述循环风机固定安装在所述炉体的尾部；内胆，所述内胆设于所述炉体内；炉门，所述炉门固定安装在所述炉体的前部。
所述炉体的上方设有尾气处理器，所述尾气处理器与所述炉体通过管路相连通。
优选的，所述炉体的一侧设有计量泵和草酸溶剂箱，所述计量泵与所述草酸溶剂箱通过管路相连通，所述炉体内设有蒸发皿，所述蒸发皿与所述计量泵通过管路相连通，所述炉体的一侧设有氮气进气管。
与相关技术相比较，本发明提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉具有如下有益效果：
本发明提供一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法及脱脂炉，计量泵通过管路将草酸溶剂箱内的草酸溶剂抽到蒸发皿内，再对蒸发皿进行加热，将蒸发皿内的草酸溶剂气化并通过氮气进气管向炉体内注入氮气，启动循环风机，在循环风机的作用下，将气化的草酸溶剂和氮气在炉体内形成内循环，使其更好的与内胆内的物料接触，反应过的气体主要成分为CO、CO2和H2O，气体再通过尾气处理器时，尾气处理器内加热，使温度达到450℃，使CO转化为CO2，最后排出，排出的气体对大气无任何污染，实现绿色排放，使用了草酸溶剂，直接使草酸粉末变成液态，使之可以直接使用计量泵抽取注入炉内，直接脱脂，环保的尾气排放，无硝酸产生的氮氧化物。
附图说明
图1为本发明提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉第一实施例的结构示意图；
图2为本发明提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉第二实施例的示意图；
图3为图2所示的A部分的放大示意图；
图4为图2所示的安装板和移动板侧视剖视结构示意图；
图5为图4所示的B部分的放大示意图；
图6为图2所示的安装板的俯视结构示意图；
图7为图2所示的移动板的仰视结构示意图。
图中标号：1、炉体，2、循环风机，3、内胆，4、炉门，5、尾气处理器，6、氮气进气管，7、计量泵，8、草酸溶剂箱，9、蒸发皿，10、电机箱，11、安装板，12、凹槽，13、丝杆，14、移动板，15、螺纹块，16、电机，17、第一锥形齿轮，18、转动杆，19、第二锥形齿轮，20、第三锥形齿轮，21、安装腔，22、固定杆，23、轴承，24、矩形通孔，25、T形块。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
本发明提供一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法，包括以下步骤：S1：先将草酸溶入高纯度乙醇中，形成草酸溶剂；S2：通过计量泵7，定量抽取草酸溶剂，并注入脱脂炉内的蒸发皿9中；S3：通过蒸发皿9中的加热装置，将草酸溶剂在蒸发皿9中蒸发气化，形成草酸气氛；S4：草酸气氛对脱脂炉内的产品含的POM成份进行催化分解。
其中通过使用草酸溶剂，直接使草酸粉末变成液态，使之可以直接使用计量泵7抽取注入炉体1内，直接脱脂；炉体1内使用外加热，使炉体1内温度更均匀；并且排放尾气环保，无硝酸产生的氮氧化物排放。
本发明提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法，基于本发明的提供以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉实现。
因此，本发明还提供一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉：
第一实施例
请结合参阅图1，在本发明的第一实施例中，以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉包括：炉体1；循环风机2，所述循环风机2固定安装在所述炉体1的尾部，如图1所示，炉体1的右侧为尾部；内胆3，所述内胆3设于所述炉体1内；炉门4，所述炉门4固定安装在所述炉体1的前部，如图1所示，炉体1的左侧为前部，产品通过打开炉门4放入炉体1内。
所述炉体1的上方设有尾气处理器5，所述尾气处理器5与所述炉体1通过管路相连通。
所述炉体1的一侧设有计量泵7和草酸溶剂箱8，所述计量泵7与所述草酸溶剂箱8通过管路相连通，所述炉体1内设有蒸发皿9，所述蒸发皿9与所述计量泵7通过管路相连通，所述炉体1的一侧设有氮气进气管6。
本发明提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉的工作原理如下：
先将草酸溶剂箱8内的草酸溶入高纯度乙醇，形成草酸溶剂，启动计量泵7，计量泵7通过管路将草酸溶剂箱8内的草酸溶剂抽到蒸发皿9内，再对蒸发皿9进行加热，将蒸发皿9内的草酸溶剂气化并通过氮气进气管6向炉体1内注入氮气，启动循环风机2，在循环风机2的作用下，将气化的草酸溶剂和氮气在炉体1内形成内循环，使其更好的与内胆3内的物料接触，反应过的气体主要成分为CO、CO2和H2O，气体再通过尾气处理器5时，尾气处理器5内加热，使温度达到450℃，使CO转化为CO2，最后排出，排出的气体对大气无任何污染，实现绿色排放，使用了草酸溶剂，直接使草酸粉末变成液态，使之可以直接使用计量泵抽取注入炉内，直接脱脂，计量精确，尾气排放环保，无硝酸产生的氮氧化物。
与相关技术相比较，本发明提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉具有如下有益效果：
计量泵7通过管路将草酸溶剂箱8内的草酸溶剂抽到蒸发皿9内，再对蒸发皿9进行加热，将蒸发皿9内的草酸溶剂气化并通过氮气进气管6向炉体1内注入氮气，启动循环风机2，在循环风机2的作用下，将气化的草酸溶剂和氮气在炉体1内形成内循环，使其更好的与内胆3内的物料接触，反应过的气体主要成分为CO、CO2和H2O，气体再通过尾气处理器5时，尾气处理器5内加热，使温度达到450℃，使CO转化为CO2，最后排出，排出的气体对大气无任何污染，实现绿色排放，使用了草酸溶剂，直接使草酸粉末变成液态，使之可以直接使用计量泵抽取注入炉内，直接脱脂，计量精确，环保的尾气排放，无硝酸产生的氮氧化物。
第二实施例
基于本申请的第一实施例提供的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，本申请的第二实施例提出另一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉。第二实施例仅仅是第一实施例的优选的方式，第二实施例的实施对第一实施例的单独实施不会造成影响。
下面结合附图和实施方式对本发明的第二实施例作进一步说明。
请结合参阅图2-7，以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉还包括安装板11，所述安装板11焊接在所述内胆3的底部，所述安装板11的顶部开设有一侧为开口的凹槽12，所述凹槽12内转动安装有丝杆13。
所述凹槽12内固定安装有固定块，所述丝杆13贯穿所述固定块并与所述固定块转动连接。
所述炉体1的底部焊接电机箱10，所述电机箱10内固定安装有电机16，所述电机16的输出轴上固定安装有第一锥形齿轮17，所述电机箱10内设有转动杆18，所述转动杆18的顶端延伸至所述凹槽12内并与所述安装板11转动连接，所述转动杆18的顶端和底端均固定安装有第二锥形齿轮19，所述第一锥形齿轮17与相应的第二锥形齿轮19相啮合。
所述丝杆13的一端固定安装有第三锥形齿轮20，所述第三锥形齿轮20与相应的第二锥形齿轮19相啮合。
所述安装板11上设有两个安装腔21，两个所述安装腔21内均焊接多个固定杆22，多个所述固定杆22上均固定安装有轴承23，两个所述安装腔21的顶部均开设有一侧为开口的矩形通孔24。
所述安装板11上设有移动板14，所述移动板14的底部焊接螺纹块15和两个T形块25，两个所述T形块25分别滑动安装在相应的安装腔22内并与相应的轴承23的外圈相接触，所述螺纹块15与所述丝杆13螺纹连接，所述移动板14与所述安装板11相接触。
所述电机箱10的顶部开设有通孔，所述转动杆18贯穿所述通孔并与所述通孔转动连接。
当放置物料时，打开炉门4，启动电机16，电机16使第一锥形齿轮17转动，第一锥形齿轮17通过第二锥形齿轮19和转动杆18使第三锥形齿轮20转动，第三锥形齿轮20带动丝杆13转动，丝杆13带动螺纹块15移动，螺纹块15使移动板14向内胆3外移动，T形块25在安装腔21内移动，T形块25的底部与轴承23接触，T形块25移动时使轴承23转动，从而较少摩擦，使T形块25更便于移动，直到移动板14到指定位置时，关闭电机16的电源，将物料固定在移动板14的顶部，再反向启动电机16，使移动板14带动物料进入到内胆3内，直到移动板14移动到指定位置时，再关闭电机16的电源，这样使内胆3内的空间能够得到合理的利用，安放和取出物料都更加方便。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：先将草酸溶入高纯度乙醇中，形成草酸溶剂；
S2：通过计量泵，定量抽取草酸溶剂，并注入脱脂炉内的蒸发皿中；
S3：通过蒸发皿中的加热装置，将草酸溶剂在蒸发皿中蒸发气化，形成草酸气氛；
S4：草酸气氛对脱脂炉内的产品含的POM成份进行催化分解。
2.一种以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，包括
炉体；
循环风机，所述循环风机固定安装在所述炉体的尾部；
内胆，所述内胆设于所述炉体内；
炉门，所述炉门固定安装在所述炉体的前部。
3.根据权利要求2所述的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，所述炉体的上方设有尾气处理器，所述尾气处理器与所述炉体通过管路相连通。
4.根据权利要求2所述的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，所述炉体的一侧设有计量泵和草酸溶剂箱，所述计量泵与所述草酸溶剂箱通过管路相连通，所述炉体内设有蒸发皿，所述蒸发皿与所述计量泵通过管路相连通，所述炉体的一侧设有氮气进气管。
5.根据权利要求2所述的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，所述内胆的底部焊接有安装板，所述安装板的顶部开设有一侧为开口的凹槽，所述凹槽内转动安装有丝杆。
6.根据权利要求5所述的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，所述凹槽内固定安装有固定块，所述丝杆贯穿所述固定块并与所述固定块转动连接。
7.根据权利要求5所述的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，所述炉体的底部焊接电机箱，所述电机箱内固定安装有电机，所述电机的输出轴上固定安装有第一锥形齿轮，所述电机箱内设有转动杆，所述转动杆的顶端延伸至所述凹槽内并与所述安装板转动连接，所述转动杆的顶端和底端均固定安装有第二锥形齿轮，所述第一锥形齿轮与相应的第二锥形齿轮相啮合。
8.根据权利要求5所述的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，所述丝杆的一端固定安装有第三锥形齿轮，所述第三锥形齿轮与相应的第二锥形齿轮相啮合。
9.根据权利要求5所述的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，所述安装板上设有两个安装腔，两个所述安装腔内均焊接多个固定杆，多个所述固定杆上均固定安装有轴承，两个所述安装腔的顶部均开设有一侧为开口的矩形通孔，所述安装板上设有移动板，所述移动板的底部焊接螺纹块和两个T形块，两个所述T形块分别滑动安装在相应的安装腔内并与相应的轴承的外圈相接触，所述螺纹块与所述丝杆螺纹连接，所述移动板与所述安装板相接触。
10.根据权利要求7所述的以草酸溶剂为催化剂的草酸催化脱脂炉，其特征在于，所述电机箱的顶部开设有通孔，所述转动杆贯穿所述通孔并与所述通孔转动连接。
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