CN110721753A - 一种固体颗粒的浸渍装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属化工设备与技术领域，具体涉及了一种固体颗粒的浸渍装置及其方法，所述浸渍装置包括液体进料系统，浸渍槽（10），固体进料系统及辅助系统，所述浸渍方法为：浸渍槽（10）用传动装置（11）传送到喷液装置（6）正下方，喷液装置（6）用升降机（5）下降至浸渍槽（10）内。固体颗粒用固体颗粒料斗（7）经固体颗粒进料阀（9）加入浸渍槽（10）内。溶液罐(1)内的配制好的溶液经溶液泵（2）泵出，从喷液装置（6）的喷液孔（14）中喷出，喷洒在浸渍槽（10）内的固体颗粒上进行浸渍。浸渍合格后通过升降机（5）将喷液装置（6）提升，浸渍槽（10）用传送装置传送至辊道平台（12）。本发明所公开的浸渍装置及浸渍方法用于固体颗粒的浸渍操作，具有简单易操作，可连续批量生产，生产过程中物料磨损少，浸渍均匀，浸渍效率高等优点。
Description
技术领域
本发明属化工设备与技术领域，具体涉及一种固体颗粒的浸渍装置及浸渍方法。
背景技术
对于固体颗粒的浸渍操作，特别是固体颗粒催化剂的浸渍法制备过程，包括载体预处理、活性组份负载及干燥等过程，其中可溶性组份向固体颗粒浸渍的过程是关键环节。例如，相同组份配方的催化剂，浸渍设备以及浸渍方法不同，最终得到的催化剂其结构及性能千差万别，导致这些差异的原因包括浸渍不均匀、活性组份分散不均匀、固体颗粒粉化破碎严重等等。特别是对于贵金属类催化剂来说，由于贵金属价格昂贵，一般在催化剂中的用量很少，因此更要保证催化剂中贵金属组份的均匀性，同时尽可能减少和避免催化剂颗粒的破碎和粉化。
中国专利CN102806109A公开了一种催化剂连续浸渍设备和方法，该设备包括载体连续给料系统、浸渍液输送系统、浸渍室、输送部件、干燥器和动力系统。催化剂载体从料斗下落至浸渍室，催化剂载体下落的同时连接在浸渍室的液体输送系统将液体喷淋在正在下落的载体上，固-液在下落的过程中充分接触并吸附后下落至输送部件上，通过输送部件输送到干燥器中，干燥器底部通热风对催化剂进行干燥后得到催化剂产品。
中国专利CN204208580U公开了一种载体微粒连续浸渍设备，该设备包括具有进料口和出料口的固液混料器以及浸渍液供给系统，其中固液混料器内设置有从进料品朝向出料口延伸的传送装置、一个或多个浸渍区以及一个或多个干燥区，相邻的浸渍区之间设置有干燥区，干燥区内设置有电加热装置。该设备能够保证从进料口进入的载体微粒能够在传送装置的传送下至少完成两次独立的浸渍作业，可适用于负载较高含量以及多种组份的负载。
然而现有公开技术中所述的方法其催化剂载体在整个浸渍过程中是动态运动的，过程中颗粒磨损和破碎是不可控的。因此本发明提出了一种更可靠更方便的浸渍设备及浸渍方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是固体颗粒在浸渍过程中的浸渍不均匀性、固体颗粒破碎粉化严重等问题，提高催化剂生产效率。本发明适用于固体颗粒上浸渍可溶性组份，特别适用于催化剂的浸渍法制备过程。
本发明提供的一种固体颗粒的浸渍装置及其方法，所述浸渍装置包括液体进料系统与、固体颗粒进料系统、并联在浸渍槽（10）、浸渍槽（10）设置与其相联接的辅助系统；所述液体进料系统包括溶液罐（1）、溶液泵（2）依次与喷液装置（6）用管线相连接，包括依次串联的溶液罐（1）、溶液泵（2）、液体进料阀（3）、液体进料软连接（4）、预留口（13）、喷液装置（6），溶液罐（1）与喷液装置（6）用管线相联接，管线上依次设置溶液泵（2）、液体进料阀（3）、预留口（13）、液体进料软连接（4），用于将浸渍液输送至浸渍槽（10）中，并可以从预留口（13）上取浸渍液样品；液体进料软连接（4）联接喷液装置（6）上设置的喷淋液总管（18），用软管联接便于移动，喷淋液总管（18）一端连通喷液装置，另一端连接升降机（5），中间连接液体进料软连接（4）；固体颗粒进料系统包括固体颗粒料斗（7）、转动活节（8）、固体颗粒进料阀（9）按顺序依次用管线串联，用于存放固体颗粒也即催化剂载体，并将固体颗粒输送至浸渍槽中（10）；辅助系统包括升降机（5）、传动装置（11）、辊道平台（12）；升降机（5）联接喷液装置（6），传动装置（11）置于浸渍槽（10）下方与其接触，辊道平台（12）与传动装置（11）平齐，将浸渍槽（10）中的。其中升降机（5）和固体颗粒料斗（7）位于传动装置（11）的正上方，升降机（5）将喷液装置（6）吊起或降下，液体进料软连接可随着喷液装置的升降自由弯曲。
如上所述液体进料系统包括溶液罐（1）、溶液泵（2）依次与喷液装置（6）用管线相联接，所述喷液装置（6）包括设置的喷淋液总管（18）与若干个排布成环状的竖直放置的列管（16）组成环状，列管（16）上下两端分别用水平放置的环状管（15）相连通，若干水平方向相邻层的环状管（15）之间设有若干根直管（19）相连通，每根列管（16）及环状管（15）分布若干喷液孔（14）。液体经溶液罐（1）、溶液泵（2）、液体进料阀（3）、液体进料软连接（4）后到达喷液装置（6），通过连通的直管及环状管（15）进入每层列管（16）中，并从喷液孔（14）中喷出。
所述环状管（15）的层间距可根据物料特性、固体颗粒尺寸、浸渍工艺等合理设计；所述列管（16）的管间距可根据物料特性、固体颗粒尺寸、浸渍工艺等合理设计。应当注意的是，层间距和管间距越小，则喷液装置（6）提升的阻力越大，提升过程中受力部件需要相应加固。所述喷液孔（14）在列管（16）或环状管（15）上根据浸渍工艺及操作需要设计排布方式，例如均匀线性排布、非均匀线性排布、不规则排布或螺旋环绕排布等；所述喷液孔（14）的形状根据浸渍工艺及操作需要设计成不同形状，如三角形、圆形、锥形、楔形、长方形等；所述喷液孔的尺寸可根据实际操作需要设计。
如上所述转动活节（8）为万向转动活节，固体颗粒进料阀（9）及下料口（17）可沿水平或竖直方向旋转。当固体颗粒下料时将固体颗粒进料阀（9）下料口（17）旋转到浸渍槽上方，当固体颗粒下料完成后关闭下料阀，将下料口（17）转向不妨碍喷液装置（6）升降的方向；所述下料口（17）可采用刚性管或具有一定强度的可弯折软管，当采用可弯折软管时下料口（17）可手动调节固体颗粒的下落位置。
本发明所提供的浸渍装置及浸渍方法，浸渍槽（10）用传动装置（11）传送到喷液装置（6）正下方，此时喷液装置（6）被升降机（5）吊起，喷液装置（6）用升降机（5）下降至浸渍槽（10）内。固体颗粒用固体颗粒料斗（7）经固体颗粒进料阀（9）、下料口（17）加入浸渍槽（10）内，固体颗粒加料完成后将固体颗粒进料阀（9）和下料口（17）通过转动活节（7）旋转移开。溶液罐（1）内的配制好的溶液经溶液泵（2）泵出，经液体进料阀（3）、液体进料软连接（4）到达喷液装置（6），溶液从喷液装置（6）的竖直列管（16）及环状管（15）上的喷液孔（14）中在压力的作用下喷出，喷洒在浸渍槽（10）内的固体颗粒上进行浸渍。溶液喷完后通过升降机（5）将喷液装置（6）提升，浸渍槽（10）用传送装置（11）传送至辊道平台（12），在辊道平台（12）静置后从辊道平台（12）输送至后段工序。
如上所述的预留口（13），是带有开关阀门的接头，可同时连接另一台溶液泵（1）输送不同的溶液，也使用惰性气体吹扫液体进料阀（3）、液体进料软连接（4）、以及喷液装置（6）；所述预留口（13）是一个或多个。
如上所述的液体进料软连接（4），是具有一定强度、可耐一定温度和压力的可弯折软管。
如上所述的液体进料系统、固体进料系统和辅助系统是手动控制系统或自动控制系统。
如上所述喷液装置（6）的绝对高度应小于浸渍槽（10）的内部净高度。
如上所述的固体颗粒，其特征尺寸为0.1-20mm，优选为2-10mm。
本发明所提供的浸渍方法，可通过控制液体的量实现等体积浸渍、微过量浸渍或过量浸渍的浸渍方式。
本发明所提供的浸渍方法，解决了组份在固体颗粒上浸渍不均匀和固体颗粒破碎磨损的问题。其优点在于：
第一，本发明浸渍过程中固体颗粒是相对静止的，通过升降喷液装置（6）减少了固体颗粒在浸渍过程中的相对运动，避免了固体颗粒因相对运动引起的破碎及磨损。
第二，本发明提供的喷液装置（6）在形式上将浸渍槽（10）内的固体颗粒分隔成若干个小单元，在喷液过程中液体和每个小单元内的载体快速接触并发生吸附，达到均匀浸渍的目的。
第三，本发明适用于连续生产，提高了生产效率。当第一个浸渍槽内的固体颗粒被浸渍合格后，喷液装置（6）将被吊起，装有浸渍后固体颗粒的浸渍槽用传动装置传送至辊道平台进行静置，同时传动装置将另一个空的浸渍槽传送至喷液装置正下方，重复前述浸渍步骤可实现连续生产。
第四，本发明提供的浸渍装置结构简单，操作灵活，浸渍方法简单易行，便于工业化应用。
附图说明
图1为本发明设备联接示的意图。
图2为本发明浸渍方法的实施例1示意图。
图3为本发明喷液装置结构示意图及局部放大示意图。
图4为本发明喷液装置俯视结构示意图。
附图标号：1.溶液罐、2.溶液泵、3.液体进料阀、4.液体进料软连接、5.升降机、6.喷液装置、7.催化剂载体料斗、8.转动活节、9.催化剂载体进料阀、10.浸渍槽、11.传动装置、12.辊道平台、13.预留口、14.喷液孔、15.环状管、16.列管、17.下料口、18.喷淋液总管、19.直管。
具体实施方式
以下将结合附图及标记对本发明的具体实施方式做一说明。应当理解的是，以下所描述的具体实施方式及附图仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1：结合说明书附图1-4所示，本案例所采用的浸渍装置由液体进料系统、浸渍槽（10）、固体颗粒进料系统及辅助系统组成，浸渍槽（10）前端设置用于加入浸渍液的液体进料系统和用于把催化剂载体输送至浸渍槽（10）内的固体颗粒进料系统，下方设置用于移动浸渍槽（10）的辅助系统。
所述液体进料系统包括依次串联的溶液罐（1）、溶液泵（2）、液体进料阀（3）、预留口（13）、液体进料软连接（4）、喷淋液总管（18）、喷液装置（6），溶液罐（1）与喷液装置（6）用管线相联接，管线上依次设置溶液泵（2）、液体进料阀（3）、预留口（13）、液体进料软连接（4）；液体进料软连接（4）联接喷液装置（6），喷淋液总管（18）一端连通喷液装置，另一端连接升降机（5），中间连接液体进料软连接（4）；所述固体颗粒进料系统包括固体颗粒料斗（7），转动活节（8），固体颗粒进料阀（9）；所述辅助系统包括升降机（5），传动装置（11），辊道平台（12）；所述喷液装置（6）其结构为：三层环状排布的列管（16），列管（16）上下两端分别与环状管（15）相连通，每层环状管（15）之间用四根直管（19）相连通，每根列管（16）及环状管（15）上两侧均匀分布有很多喷液孔（14）。
本案例所采用的浸渍方法为：浸渍槽（10）用传动装置（11）传送到喷液装置（6）正下方，喷液装置（6）用升降机（5）下降至浸渍槽（10）内。固体颗粒为直径为5mm的氧化铝小球，由固体颗粒料斗（7）经固体颗粒进料阀（9）及加料口（17）加入浸渍槽（10）内，固体颗粒加料完成后将固体颗粒进料阀（9）关闭，通过调整转动活节（7）将固体颗粒进料阀（9）水平转动90°。溶液罐内配制好的溶液经溶液泵（2）泵出，经液体进料阀（3）、液体进料软连接（4）到达喷液装置（6），溶液从喷液装置（6）的列管（16）及环状管（15）上的喷液孔（14）中在压力的作用下均匀喷出，喷洒在浸渍槽（10）内的固体颗粒上进行浸渍。由于浸渍槽（10）内的固体颗粒被喷液装置在形式上分隔成若干个小单元，溶液迅速与固体颗粒接触并发生吸附，达到均匀吸浸渍的目的。
浸渍合格后通过升降机（5）将喷液装置（6）提升，由于喷液装置横截面积非常小，提升过程阻力也非常小，提升操作时浸渍槽内的已完成浸渍的固体颗粒基本保持相对静止，避免了颗粒的破碎和磨损，有利于保持产品的形貌，提高产品的成品率，从而提高了生产效率。
浸渍槽（10）用传动装置（11）传送至辊道平台（12），在辊道平台（12）静置后用辊道平台（12）输送至后段工序。浸渍槽（10）在传送的同时另一台浸渍槽（10）用传动装置（11）传送至喷液装置（6）正下方，重复上述步骤实现连续生产。
实施例2，根据说明书附图1-4所示，本实施例与上述实施例不同之处在于：考虑到喷液装置（6）内层列管及内层环状管上的喷液孔（14）将会优先喷液，并且由于阻力损失的原因内层列管及内层环状管的喷液压力相对较大，为保证喷液量的均匀性，在内层列管及内层环状管上设计相对较小的喷液孔（14），在外层列管及外层环状管上设计相对较大的喷液孔；所述喷液孔（14）可根据浸渍工艺需要设计不同朝向。
实施例3，本实施例与上述实施例的不同之处在于，喷液装置（6）其结构为：五层状或五环状排布的列管（16），列管（16）上下两端分别与环状管（15）相连通，每层环状管（15）之间用三根或六根直管（19）相连通，每根列管（16）及环状管（15）上螺旋状均匀分布有若干个喷液孔（14）。
需要说明的是，本说明书中的举例仅为了对发明内容做进一步说明，并不用于限定本发明。
Claims (10)
1.一种固体颗粒的浸渍装置，其特征在于所述浸渍装置包括液体进料系统与固体颗粒进料系统并联在浸渍槽（10），浸渍槽（10）设置与其相联接的辅助系统；其特征在于液体进料系统包括溶液罐（1）、溶液泵（2）依次与喷液装置（6）用管线相连接，所述喷液装置（6）包括设置的喷淋液总管（18）与若干个排布成环状的竖直放置的列管（16）相连通，列管（16）上下两端分别用水平放置的环状管（15）相连通，水平方向相邻层的环状管（15）之间用若干根直管（19）相连通，每根列管（16）及环状管（15）分布若干喷液孔（14）。
2.根据权利要求1所述的一种固体颗粒的浸渍装置，其特征在于液体进料系统包括依次串联的溶液罐（1）、溶液泵（2）、液体进料阀（3）、预留口（13）、液体进料软连接（4）、喷液装置（6），溶液罐（1）与喷液装置（6）用管线相联接，管线上依次设置溶液泵（2）、液体进料阀（3）、预留口（13）、液体进料软连接（4）；液体进料软连接（4）联接喷液装置（6），喷淋液总管（18）一端连通喷液装置，另一端连接升降机（5），中间连接液体进料软连接（4）。
3.根据权利要求1所述的一种固体颗粒的浸渍装置，其特征在于固体颗粒进料系统包括固体颗粒料斗（7）、转动活节（8）、固体颗粒进料阀（9）按顺序依次用管线串联。
4.根据权利要求1所述的一种固体颗粒的浸渍装置，其特征在于辅助系统包括升降机（5）、传动装置（11）、辊道平台（12）；升降机（5）联接喷液装置（6），传动装置（11）置于浸渍槽（10）下方与其接触，辊道平台（12）与传动装置（11）平齐。
5.根据权利要求1、3任一所述的一种固体颗粒的浸渍装置，其特征在于所述转动活节（8）为万向转动活节，固体颗粒进料阀（9）及下料口(17)可沿任意方向旋转，所述下料口（17）是刚性管或具有一定强度的可弯折软管。
6.根据权利要求1、2任一所述的一种固体颗粒的浸渍装置，其特征在于所述液体进料软连接（4）为具有一定强度、可耐一定温度和压力的可弯折软管。
7.一种应用于固体颗粒的浸渍装置的方法，其特征在于浸渍方法包括以下主要步骤：浸渍槽（10）用传动装置（11）传送到喷液装置（6）正下方，喷液装置（6）用升降机（5）下降至浸渍槽（10）内，固体颗粒从固体颗粒料斗（7）经固体颗粒进料阀（9）及下料口（17）加入浸渍槽（10）内，固体颗粒加料完成后将固体颗粒进料阀（9）及下料口（17）通过转动活节（7）旋转移开，溶液罐（1）内配制好的溶液经溶液泵（2）泵出，经液体进料阀（3）、液体进料软连接（4）到达喷液装置（6），溶液从喷液装置（6）的列管（16）及环状管（15）上的喷液孔（14）中在压力的作用下喷出，喷洒在浸渍槽（10）内的固体颗粒上进行浸渍，浸渍合格后通过升降机（5）将喷液装置（6）提升，浸渍槽（10）用传动装置（11）传送至辊道平台（12），在辊道平台（12）静置后从辊道平台（12）输送至后段工序，同时传动装置（11）将另一空的浸渍槽（10）传送至喷液装置（6）正下方；多次浸渍即重复上述浸渍步骤。
8.根据权利要求1、2任一所述的一种固体颗粒的浸渍装置，其特征在于所述的预留口（13），其特征在于预留口带有开关阀门的接头，同时连接另一台溶液泵（1）输送不同的溶液，也可使用惰性气体吹扫液体进料阀（3）、液体进料软连接（4）、以及喷液装置（6）；所述预留口（13）是一个或多个。
9.根据权利要求1、2任一所述的一种固体颗粒的浸渍装置，其特征在于液体进料系统、固体进料系统和辅助系统是手动控制系统或自动控制系统。
10.根据权利要求7所述的一种固体颗粒的浸渍方法，其特征在于固体颗粒直径为0.1-20mm。
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