CN110961164B - 催化剂连续浸渍设备和方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及催化剂制备领域，公开了一种催化剂连续浸渍设备和方法及其应用。该设备包括依次连通的进料室(9)、浸渍室(10)和混合输送室11；所述进料室(9)包括进料斗(13)和用于控制进料速度的进料部件(1)，所述进料部件(1)；所述浸渍室(10)的内部设置有载体分散盘(2)和浸渍液分散盘(4)，所述载体分散盘(2)用于使载体分散下落，所述浸渍液分散盘(4)用于分散浸渍液；所述混合输送室(11)的内部设置有混合输送部件(8)，用于物料进一步混合并输送。本发明的设备能够完成催化剂的连续浸渍，缩短浸渍时间，减少催化剂磨损，提高催化剂的浸渍效率。

Description

催化剂连续浸渍设备和方法及其应用

技术领域

本发明涉及催化剂制备领域，具体涉及一种催化剂连续浸渍设备和方法及其应用。

背景技术

浸渍法是生产固体催化剂最为常用的方法。具有多孔结构的载体在含有一定量的活性金属组分的溶液中浸渍时，溶液在毛细管力的作用下，由载体表面进入到载体细孔中，溶液中的活性组分向细孔内壁渗透扩散，进而被载体表面的活性点吸附，或沉积、离子交换甚至发生反应，从而完成将活性金属组分负载到催化剂载体的过程。浸渍法处理量大、效率高，负载的活性组分多数情况下分布在载体表面上，利用率高，用量少。

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。连续式浸渍的过程连续完成，其中连续浸渍装置包括吊篮浸渍、网带浸渍和滚筒浸渍等，但这几种浸渍设备，制备出的催化剂往往强度不高，活性组分分布不均匀，且容易剥落。工业中常用的浸渍操作设备有转鼓机、混料机、滚球机等，这些设备不能使浸渍工艺连续化，浸渍时间较长。

综上所述，为了实现催化剂的连续浸渍，缩短浸渍时间，减少催化剂磨损，提高催化剂的浸渍效率，有必要开发一种催化剂连续浸渍设备。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种催化剂连续浸渍设备，该设备能够完成催化剂的连续浸渍。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种催化剂连续浸渍设备，该设备包括依次连通的进料室、浸渍室和混合输送室；所述进料室包括进料斗和设置在进料斗上部的进料部件，所述进料部件用于控制进料速度；所述浸渍室的内部设置有载体分散盘和浸渍液分散盘，所述载体分散盘位于所述进料斗的下方，且位于所述浸渍液分散盘的上方，所述载体分散盘用于使载体分散下落，所述浸渍液分散盘用于分散浸渍液；

所述混合输送室的内部设置有混合输送部件，所述混合输送部件包括旋转轴和设置在所述旋转轴上的多组叶片，通过所述旋转轴的旋转和叶片的推动使得物料进一步混合并输送。

优选地，述进料部件为叶轮式进料辊。

优选地，所述进料室还包括进料部件转速传感器。

优选地，所述浸渍液分散盘为圆盘形；更优选地，所述浸渍液分散盘为内部具有环状下凹部的圆盘形。

优选地，所述载体分散盘通过旋转产生的离心力使载体分散下落。

优选地，所述载体分散盘为圆盘形。

优选地，所述浸渍室的内部设置有浸渍液输送管，所述浸渍液输送管用于将浸渍液导入到浸渍液分散盘上。

优选地，所述浸渍液输送管的材质为不锈钢。

优选地，所述浸渍液输送管的浸渍液入口端连接浸渍液控制机构，所述浸渍液控制机构用于计量和控制浸渍液的导入。

优选地，所述浸渍室的内壁的至少部分包覆有软性材料。

优选地，所述混合输送部件水平设置，其一端连接浸渍室，另一端连接出料口。

优选地，所述混合输送部件通过混合输送电机驱动。

优选地，所述混合输送室的内壁内衬软性材料。

优选地，所述叶片上设置有橡胶板。

优选地，所述浸渍室的内部还设置有载体分散盘盖，所述载体分散盘盖位于所述载体分散盘的上方，所述载体分散盘盖用于防止载体飞溅。

本发明第二方面提供一种催化剂连续浸渍方法，该方法使用上述本发明的催化剂连续浸渍设备进行催化剂的连续浸渍。

本发明第三方面提供上述本发明的催化剂连续浸渍设备、或者上述本发明的催化剂连续浸渍方法在制备加氢催化剂中的应用。

通过上述技术方案，使用本发明的催化剂连续浸渍设备，可以实现催化剂的连续浸渍，缩短浸渍时间，减少催化剂磨损，提高催化剂的浸渍效率，并且操作简便，节省能源，非常适用于工业的连续大规模生产过程。

附图说明

图1是本发明的催化剂连续浸渍设备的结构示意图。

附图标记说明

1、进料部件 2、载体分散盘 3、分散盘电机

4、浸渍液分散盘 5、混合输送电机 6、浸渍液控制机构

7、浸渍液输送管 8、混合输送部件 9、进料室

10、浸渍室 11、混合输送室 12、出料口

13、进料斗 14、载体分散盘盖

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供的催化剂连续浸渍设备，如图1所示，该设备包括依次连通的进料室9、浸渍室10和混合输送室11；所述进料室9包括进料斗13和设置在进料斗13上部的进料部件1，所述进料部件1用于控制进料速度；所述浸渍室10的内部设置有载体分散盘2和浸渍液分散盘4，所述载体分散盘2位于所述进料斗13的下方，且位于所述浸渍液分散盘4的上方，所述载体分散盘2用于使载体分散下落，所述浸渍液分散盘4用于分散浸渍液；所述混合输送室11的内部设置有混合输送部件8，所述混合输送部件8包括旋转轴和设置在所述旋转轴上的多组叶片，通过所述旋转轴的旋转和叶片的推动使得物料进一步混合并输送。

根据本发明，为了便于物料在设备中的输送，优选所述进料室9位于所述浸渍室10的上方，所述浸渍室10位于所述混合输送室11物料入口端的上方。通过如上的设置，物料通过进料室9进入浸渍室10完成浸渍后，在重力的作用下直接进入所述混合输送室11中，并在所述混合输送室11中同时输送和混合，样品的浸渍、混合与输送过程均可以连续完成，从而实现了催化剂连续浸渍。

在本发明中，所述进料室9的进料斗13和进料部件1均可以采用现有的用于催化剂载体进料的各种装置和结构。所述进料斗13的底部具有开口，所述开口位于载体分散盘2的上方；优选所述进料斗13的上部为柱形，下部为倒锥形，例如上部为圆柱，下部为倒圆锥形，从而便于进料操作。优选所述进料部件1为进料辊，例如叶轮式进料辊，通过采用叶轮式进料辊进料，可以保证持续稳定地送入催化剂载体，并且最大限度地保持催化剂载体形状。更优选地，所述进料室9还包括进料部件转速传感器。所述进料部件转速传感器用于检测和控制所述进料部件1的进料速度，从而精确调整催化剂浸渍的过程。

在本发明中，所述浸渍室10包括筒体，所述筒体的形状没有特别的限定，例如可以为圆柱形，优选所述进料室9位于所述筒体的顶部。所述筒体内部从上到下依次设置有载体分散盘2和浸渍液分散盘4。所述载体分散盘2用于使载体分散下落，所述浸渍液分散盘4用于分散浸渍液。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述浸渍室10的内壁的至少部分包覆有软性材料。作为所述软性材料，例如可举出橡胶等。通过在浸渍室10的内壁包覆软性材料，可以使得载体在所述浸渍室10中下落过程中，即使与浸渍室10的内壁发生碰撞，也不会造成形变和破碎等，从而减少载体的磨损。

根据本发明，所述载体分散盘2通过旋转产生的离心力使载体分散下落。为了使载体均匀地从载体分散盘2的边缘落下，优选地，所述载体分散盘2为圆盘形。通过适当地调整进料速度和载体分散盘2的旋转速度，可以使得载体保持适当的下落速度，从而能够在下落后被均匀地浸渍，优选地，载体分散盘2的旋转速度为1000-1400rpm。

根据本发明，优选地，所述浸渍室10的内部还设置有载体分散盘盖14，所述载体分散盘盖14位于所述载体分散盘2的上方，所述载体分散盘盖(14)用于防止载体飞溅。所述载体分散盘盖14能够防止载体飞溅即可，其形状和设置的方式没有特别的限定，例如可以为圆盘形、倒筒形等形状。所述载体分散盘盖14可以固定于所述进料斗13的下部，也可以如图1所示通过支柱固定于所述载体分散盘2的上部。

在本发明中，所述浸渍室10的内部设置有浸渍液输送管7，所述浸渍液输送管7用于将浸渍液导入到浸渍液分散盘4上，优选导入到浸渍液分散盘4的一侧的凹部上方。为了防止浸渍液输送管7被浸渍液腐蚀，适用于更多种类的催化剂浸渍过程，优选所述浸渍液输送管7的材质为不锈钢。为了便于控制导入的浸渍液的量，优选地，所述浸渍液输送管7的浸渍液入口端连接浸渍液控制机构6，所述浸渍液控制机构6用于计量和控制浸渍液的导入。所述浸渍液控制机构6例如可以为计量泵等。

根据本发明的一个优选的实施方式，所述浸渍液分散盘4只要能够使浸渍液雾化分散即可，可以采用现有的能够用于雾化分散浸渍液的任意结构。优选地，所述浸渍液分散盘4通过旋转产生的离心力使浸渍液分散。为了达到更好的浸渍液分散效果，优选所述浸渍液分散盘4为圆盘形；更优选地，所述浸渍液分散盘4为内部具有环状下凹部的圆盘形，如图1所示，可以为截面为波浪状的圆盘形，优选该圆盘形的边缘和中心向上凸起，从而使得分散液能够被充分分散成细雾，提高浸渍的效率。

在本发明中，所述载体分散盘2和所述浸渍液分散盘4的旋转可以采用任意的驱动方式，例如可以采用分散盘电机3驱动，分散盘电机3可以为一个或两个以上，即所述载体分散盘2和所述浸渍液分散盘4可以被同时驱动，或者分别驱动，从而方便调节二者的转速。

所述混合输送部件8用于物料的输送和再混合。根据本发明的一个优选的实施方式，所述混合输送部件8水平设置，其一端连接浸渍室10，另一端连接出料口12。浸渍后的催化剂通过浸渍室10的催化剂出口进入浸渍室10，通过混合输送部件8水平输送，同时进一步混合。优选地，所述混合输送部件8通过混合输送电机5驱动。

在本发明中，所述混合输送部件8包括旋转轴和设置在所述旋转轴上的多组叶片。所述叶片的组数和组距等可以根据需要制备的催化剂具体选择，从而达到更好的混合效果。作为上述叶片，可以为3组以上，例如为6-10组，优选每组叶片包括2-4片。所述叶片可以为螺旋输送叶片或搅笼搅拌机构。所述叶片的设置角度，可以为45-60°。通过上述混合输送部件8的输送和再混合，可以实现催化剂的连续浸渍，缩短浸渍时间，提高浸渍效率。

为了保护载体、适应更多种类催化剂的制备需求，优选所述混合输送室11的内壁内衬软性材料。作为所述软性材料，例如可举出橡胶等。优选地，所述叶片上设置有橡胶板，优选通过橡胶板覆盖所述叶片。通过设置软性材料和胶板，可以防止在输送和再混合过程中载体的破碎，更好地维持载体的形状，保证浸渍得到的催化剂的载体活性组分均匀分布。

本发明还提供了一种催化剂连续浸渍方法，使用上述本发明的催化剂连续浸渍设备进行催化剂的连续浸渍。

作为本发明的方法，具体可以包括如下步骤：

(1)例如浸渍液输送管7导入浸渍液至浸渍液分散盘4上，通过浸渍液分散盘4旋转，使浸渍液在筒体内部雾化；同时将载体通过进料室9送至载体分散盘2的上方，载体分散盘2旋转使载体分散下落，经过雾化的浸渍液分布的区域，完成浸渍，并向下落入混合输送室11中。

(2)通过混合输送部件8同时完成物料的输送和混合。

本发明还提供了上述本发明的催化剂连续浸渍设备、或者催化剂连续浸渍方法在制备加氢催化剂中的应用。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

采用如图1所示的催化剂连续浸渍设备进行催化剂的连续浸渍。该设备包括依次连通的进料室9、浸渍室10和混合输送室11；所述进料室9位于所述浸渍室10的上方，所述浸渍室10位于所述混合输送室11物料入口端的上方。

所述进料室9包括进料斗13、设置在进料斗13上部的进料部件1(叶轮式进料辊)以及进料部件转速传感器，所述进料部件1用于控制进料速度；所述进料斗13的上部为圆柱，下部为倒圆锥形，底部具有物料出口。

所述浸渍室10包括圆柱形筒体，其内侧壁包覆有橡胶材料，其内部从上到下依次设置有载体分散盘盖14、载体分散盘2和浸渍液分散盘4，所述载体分散盘2位于所述进料斗13的下方，所述载体分散盘2通过旋转产生的离心力使载体分散下落，所述载体分散盘盖14用于防止载体飞溅，所述浸渍液分散盘4通过旋转产生的离心力使浸渍液分散。

所述浸渍室10的内部设置有不锈钢制浸渍液输送管7，所述浸渍液输送管7用于将浸渍液导入到浸渍液分散盘4上，浸渍液输送管7的浸渍液入口端连接浸渍液控制机构6，所述浸渍液控制机构6用于计量和控制浸渍液的导入。载体分散盘2和浸渍液分散盘4的旋转通过设置在筒体侧壁外部的分散盘电机3驱动。

所述混合输送室11的内部设置有混合输送部件8，所述混合输送部件8包括旋转轴和设置在所述旋转轴上的8组混合输送叶片，每组为2个，用于输送并混合物料。所述混合输送部件8通过设置在物料入口一侧的混合输送电机5驱动。

具体的浸渍方法包括如下步骤：

(1)通过浸渍液控制机构6的调控浸渍液的流量，由浸渍液输送管7导入浸渍液至浸渍液分散盘4上，利用分散盘电机3驱动浸渍液分散盘4旋转，使浸渍液在筒体内部雾化；同时利用进料部件转速传感器将载体以适当的速度通过进料部件1送入进料室9，通过进料斗13落在载体分散盘2的上方，利用分散盘电机3驱动载体分散盘2旋转，使载体分散下落，经过雾化的浸渍液分布的区域，完成浸渍，并向下落入混合输送室11的物料入口。

(2)混合输送电极5驱动混合输送部件8的旋转轴旋转，带动设置在旋转轴上的叶片旋转，同时完成物料的输送和混合。

通过上述本发明的催化剂连续浸渍设备制备可以连续地制备催化剂产品，浸渍效果好，制备效率高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。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，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种催化剂连续浸渍设备，其特征在于，该设备包括依次连通的进料室（9）、浸渍室（10）和混合输送室（11）；

所述进料室（9）包括进料斗（13）和设置在进料斗（13）上部的进料部件（1），所述进料部件（1）用于控制进料速度；

所述浸渍室（10）的内部设置有载体分散盘（2）、浸渍液分散盘（4）和载体分散盘盖（14），所述浸渍液分散盘（4）为内部具有环状下凹部的圆盘形，并通过旋转产生的离心力使浸渍液分散，所述载体分散盘（2）位于所述进料斗（13）的下方，且位于所述浸渍液分散盘（4）的上方，所述载体分散盘（2）为圆盘形并通过旋转产生的离心力使载体分散下落，所述载体分散盘盖（14）位于所述载体分散盘（2）的上方，所述载体分散盘盖（14）用于防止载体飞溅；

所述混合输送室（11）的内部设置有混合输送部件（8），所述混合输送部件（8）包括旋转轴和设置在所述旋转轴上的多组叶片，通过所述旋转轴的旋转和叶片的推动使得物料进一步混合并输送。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述进料部件（1）为叶轮式进料辊。

3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述进料室（9）还包括进料部件转速传感器。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的设备，其中，所述浸渍室（10）的内部设置有浸渍液输送管（7），所述浸渍液输送管（7）用于将浸渍液导入到浸渍液分散盘（4）上。

5.根据权利要求4所述的设备，其中，所述浸渍液输送管（7）的材质为不锈钢。

6.根据权利要求4所述的设备，其中，所述浸渍液输送管（7）的浸渍液入口端连接浸渍液控制机构（6），所述浸渍液控制机构（6）用于计量和控制浸渍液的导入。

7.根据权利要求4所述的设备，其中，所述浸渍室（10）的至少部分包覆有软性材料。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的设备，其中，所述混合输送部件（8）水平设置，其一端连接浸渍室（10），另一端连接出料口（12）。

9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述混合输送部件（8）通过混合输送电机（5）驱动。

10.根据权利要求1-3中任意一项所述的设备，其中，所述混合输送室（11）的内壁内衬软性材料。

11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述叶片上设置有橡胶板。

12.一种催化剂连续浸渍方法，其特征在于，使用权利要求1-11中任意一项所述的催化剂连续浸渍设备进行催化剂的连续浸渍。

13.权利要求1-11中任意一项所述的催化剂连续浸渍设备、或者权利要求12所述的催化剂连续浸渍方法在制备加氢催化剂中的应用。

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