CN113510025A - 一种工业用催化剂生产方法及定量涂覆模具工装 - Google Patents

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Abstract

本发明属于工业用催化剂技术领域，具体涉及一种工业用催化剂生产方法及定量涂覆模具工装。定量涂覆模具工装包括上部打浆装置、中部夹持装置和底部抽吸装置，所述上部打浆装置为定量给浆结构，所述中部夹持装置为催化剂载体定位结构，催化剂浆料通过所述上部打浆装置定量均匀分布于固定在所述中部夹持装置中的催化剂载体上端面，并通过底部抽吸装置将催化剂浆料均匀吸入催化剂载体内部指定范围内；所述生产方法包含定量涂覆、窑炉集中烘干、窑炉集中焙烧。本发明提供了一种可以生产不同高度工业方形催化剂的生产模式，采用该模式，对比传统生产模式，催化剂载体的涂覆量控制精度高，涂层牢固度高、生产效率高。

Description

一种工业用催化剂生产方法及定量涂覆模具工装
技术领域
本发明属于工业用催化剂技术领域，具体涉及一种工业用催化剂生产方法及定量涂覆模具工装。
背景技术
目前涉及化工、制药、船舶、汽车和设备喷涂、印染、家具等行业都在进行低碳环保的良性生产模式，国家对这类企业的排放要求做了相关规定。
工业用催化剂的主要活性成分包括Pt、Pd和Rh等贵金属，处理能力强，能很好的将有机废气及NO、碳氢化合物、苯、芳烃等污染气体或有机物转化为CO2和水等无污染物，以型号150*150*150正方体工业催化剂为例，体积为3.375L，浆料使用量大约1.5kg，但是目前工业上该类催化剂的生产涂覆作业多采用过量浸渍模式，涂覆量控制偏差大，单只浸渍催化剂载体无法做到定量给浆，同时侧面挂浆需要擦拭后进行烘焙；主要手工半自动生产模式，无法定量高效完成生产。
发明内容
为了解决上述生产问题，本发明提供了一种工业用催化剂生产方法及定量涂覆模具工装，能够解决定量涂覆、载体侧面沾浆的问题，涂层牢固度差的问题，同时也大大提高了产品的生产效率。
为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种工业用催化剂定量涂覆模具工装，包括上部打浆装置、中部夹持装置和底部抽吸装置，所述上部打浆装置为定量给浆结构，所述中部夹持装置为催化剂载体定位结构，催化剂浆料通过所述上部打浆装置定量均匀分布于固定在所述中部夹持装置中的催化剂载体上端面，并通过底部抽吸装置将催化剂浆料均匀吸入催化剂载体内部指定范围内。
进一步地，所述上部打浆装置包括浆料搅拌装置、储浆装置和打浆喷头，所述浆料搅拌装置通过支架固定在储浆装置中，所述储浆装置中的浆料通过管道进入多孔结构的打浆喷头中，所述打浆喷头固定在台架上，并可上下移动地悬挂在中部夹持装置上方。
进一步地，所述中部夹持装置包括广口盛浆装置、上夹具、气封充放气嘴和下夹具，所述广口盛浆装置与上夹具连接为一体，二者的中央部位具有容纳催化剂载体的空腔，所述上夹具能够相对下夹具上下移动便于取放催化剂载体，所述下夹具与底部抽吸装置固定连接。
进一步地，所述底部抽吸装置包含十字刀架、金属罐体及负压罗茨风机，其中，所述金属罐体的上端与下夹具固定连接，下端通过管道连接负压罗茨风机，所述金属罐体的上端设置有用于支撑催化剂载体的十字刀架。
进一步地，所述广口盛浆装置采用尼龙材质制成，高度为80-100mm，其上部为向外翻边设计，下部与上夹具固定连接。
进一步地，所述上夹具和/或下夹具包括上盖板、下盖板及位于二者之间的气封，所述气封通过设置在上夹具与下夹具侧面开孔处的气封充放气嘴进行充放气从而实现催化剂载体的抱紧与松开。
进一步地，所述下夹具与上夹具的形状及尺寸一致，所述上盖板和/或下盖板采用钢材制成，所述气封采用硅胶制成。
进一步地，所述上夹具及下夹具中所述空腔的尺寸略大于催化剂载体的尺寸，所述上夹具的厚度为40-50mm，气封厚度为25-30mm，气封充放气嘴的内径为2-3mm。
第二方面，本发明实施例提供了一种工业用催化剂的生产方法，在上述涂覆模具工装上进行，包括以下步骤：
步骤S1.定量涂覆：将工业用催化剂放置于中部夹持装置中夹持固定后，所述打浆喷头下移至广口盛浆装置的上端5-10mm处，通过PLC程序控制打浆喷头定量喷洒催化剂浆料于广口盛浆装置，待打浆完成后，启动下部负压抽吸结构，按照工艺配方参数的负压值抽吸催化剂载体上表面的浆料，直至浆料均匀分布至催化剂孔道内侧的指定范围内，抽吸完成后，通过气封充放气嘴给气封放气松开抱紧的催化剂载体，取出半成品催化剂；
步骤S2.窑炉集中烘干：涂覆完成的半成品催化剂定频移动通过温度设置为100-200℃的不同温区的炉膛，按照烘干要求进行烘干，烘干完成后，从窑炉取下烘干半成品催化剂；
步骤S3.窑炉集中焙烧：烘干后的半成品催化剂集中定频移动通过温度设置为200-600℃的不同温区的炉膛，进行焙烧，将得到的成品催化剂下线装箱，完成生产。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明定量涂覆时使用定量涂覆工装模具在催化剂内壁涂覆定量的浆料，上浆定量范围达到50-3000g；定量精度达到0.1g，上浆量误差范围5%以内，催化剂载体的涂覆量控制精度高，采用本申请的催化剂定量涂覆模具工装进行催化剂的生产生产效率高，并且制得的催化剂的涂层牢固度高。
附图说明
图1是本发明工业用催化剂定量涂覆模具工装的结构示意图。
图2是图1定量涂覆模具工装的上部打浆装置的结构示意图。
图3是图1定量涂覆模具工装的上夹具的俯视图。
图4是图1定量涂覆模具工装的下夹具的俯视图。
图5是图1定量涂覆模具工装的下部抽吸结构的结构示意图。
附图标记说明：1-上部打浆装置；2-中部夹持装置；3-底部抽吸装置；4-浆料搅拌装置；5-储浆装置；6-管道；7-打浆喷头；8-广口盛浆装置；9-上夹具；10-气封充放气嘴；11-下夹具；12-十字刀架；13-金属罐体；14-负压罗茨风机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，一种工业用催化剂定量涂覆模具工装，包括上部打浆装置1、中部夹持装置2和底部抽吸装置3，所述上部打浆装置1为定量给浆结构，所述中部夹持装置2为催化剂载体定位结构，催化剂浆料通过所述上部打浆装置1定量均匀分布于固定在所述中部夹持装置2中的催化剂载体上端面，并通过底部抽吸装置3将催化剂浆料均匀吸入催化剂载体内部指定范围内。
如图2所示，上部打浆装置1包括浆料搅拌装置4、储浆装置5和打浆喷头7，所述浆料搅拌装置4通过支架固定在储浆装置5中，所述储浆装置5中的浆料通过管道6进入多孔结构的打浆喷头7中，所述打浆喷头7固定在台架上，并可上下移动地悬挂在中部夹持装置2上方。涂覆用的浆料预先储存于储浆罐中，通过浆料搅拌装置4使浆料生产时一直处于均匀混合状态，生产时浆料通过送浆管道输送到打浆喷头7，打浆喷头7与控制系统电连接，通过PLC程序控制浆料均匀喷洒至催化剂载体上表面。所述储浆装置5的最大储浆量为30kg，自带搅拌装置4。
如图3所示，中部夹持装置2包括广口盛浆装置8、上夹具9、气封充放气嘴10和下夹具11，所述广口盛浆装置8与上夹具9连接为一体，二者的中央部位具有容纳催化剂载体的空腔，所述上夹具9能够相对下夹具11上下移动便于取放及固定催化剂载体，所述下夹具11与底部抽吸装置3固定连接。
其中，广口盛浆装置8为尼龙材质，高度为90mm，其上部为向外翻边设计，下部与上夹具9固定连接，长宽分别大于催化剂长宽10mm。
所述上夹具9和下夹具11包括上盖板、下盖板及位于二者之间的气封，所述气封通过设置在上夹具9与下夹具11侧面开孔处的气封充放气嘴10进行充放气从而实现催化剂载体的抱紧与松开。
所述下夹具11与上夹具9的形状及尺寸一致，所述上盖板和下盖板采用钢材制成，所述气封采用硅胶制成。
所述上夹具9及下夹具11中空腔的尺寸比催化剂载体的尺寸大10mm，所述上夹具9的厚度为45mm，气封厚度为30mm，气封充放气嘴10的内径为2.5mm。
如图4所示，底部抽吸装置3包含十字刀架12、金属罐体13及负压罗茨风机14，其中，所述十字刀架12焊接在金属罐体13上边缘内部，所述金属罐体13的顶部与下夹具11固定连接，底部通过管道连接负压罗茨风机14。在生产时，待打浆完成后，通过负压罗茨风机14提供负压抽吸由载体下夹具11、十字刀架12和金属罐体13组成的密封体系，将催化剂上表面储存的浆料均匀抽吸到催化剂孔道内部。
本发明提供了一种可以生产方形工业催化剂的生产方法，方法主要涉及定量涂覆、窑炉集中烘干、窑炉集中焙烧。目前常见的方形催化剂主要规格为150*150mm，高度在50-400mm，通过本发明可以将浆料定量均匀地分布在方形催化剂的孔道中，达到涂层牢固度高，生产效率高的效果。
下面以长、宽、高为150mm的正方体工业催化剂载体为例，详细阐述催化剂的生产方法，但是本发明还可以应用于其他形状的工业催化剂载体，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的实施例的限制。
一种工业用催化剂的生产方法，在上述涂覆模具工装上进行，包括以下步骤：
步骤S1.定量涂覆：将边长为150mm的正方体工业用催化剂放入下夹具11的空腔中，通过气封充放气嘴10给气封充气抱紧催化剂载体的下端，然后将所述上夹具9移动至催化剂载体的上端，通过气封充放气嘴10给气封充气抱紧催化剂载体的上端，通过PLC程序控制打浆喷头7定量喷洒催化剂浆料于广口盛浆装置8，使浆料均匀地分布在催化剂载体的上端面，待打浆完成后，启动下部负压抽吸结构3，按照工艺配方参数的负压值，设置为-30kPa，抽吸催化剂上端面的浆料，直至浆料均匀分布至催化剂孔道内侧的指定范围内，抽吸完成后，通过气封充放气嘴10给气封放气松开抱紧的催化剂载体，取出半成品催化剂；
步骤S2.窑炉集中烘干：涂覆完成的半成品转移至烘干窑炉，集中定频15HZ移动通过温度设置为100-200℃不同温区炉膛，烘干时间15min，达到烘干要求；取下烘干的半成品。具体地，烘干方式是定量涂覆完成的半成品集中摆放在定频运转的烘干窑炉的履带上，采用电机传送通过长达8m的炉膛，炉膛按照距离平均分为3个温区分别设置100℃、200℃、100℃。
步骤S3.窑炉集中焙烧：烘干完成的半成品转移至焙烧窑炉，集中15HZ定频移动通过窑炉，焙烧时间60min；达到焙烧要求，取下焙烧的成品，装箱打包。具体地，焙烧方式是将集中烘干的半成品集中摆放在定频运转的焙烧窑炉的履带上，采用电机传送通过长达12m的炉膛，炉膛按照距离平均分为九个温区分别设置200℃、350℃、400℃、450℃、600℃、450℃、400℃、350℃、200℃。
本发明工艺：1.载体气封固定；2.PLC程序控制打浆；3.负压抽吸；4.转移窑炉烘干；5.转移窑炉焙烧。涂覆量是通过PLC程序控制打浆，上浆量偏离中心值±3%以内，整个生产过程，需要人工2人，每小时产出60只。
而传统工艺：1.手工浸泡；2.风机风筒抽吸；3.载体侧壁擦拭；4.窑炉烘焙。涂覆量是通过手工浸泡时间和风筒抽吸时间和风机频率决定，上浆量偏离中心值±10%，侧面挂浆很难清理，整个生产过程需要4个人工，每小时产出30只。
由此可见利用本申请的定量涂覆模具工装进行工业用催化剂的生产，与传统过量浸泡模式相比，涂覆量控制精度高，涂覆效率高。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种工业用催化剂定量涂覆模具工装，其特征在于，包括上部打浆装置（1）、中部夹持装置（2）和底部抽吸装置（3），所述上部打浆装置（1）为定量给浆结构，所述中部夹持装置（2）为催化剂载体定位结构，催化剂浆料通过所述上部打浆装置（1）定量均匀分布于固定在所述中部夹持装置（2）中的催化剂载体上端面，并通过底部抽吸装置（3）将催化剂浆料均匀吸入催化剂载体内部指定范围内。
2.根据权利要求1所述的工业用催化剂定量涂覆模具工装，其特征在于，所述上部打浆装置（1）包括浆料搅拌装置（4）、储浆装置（5）和打浆喷头（7），所述浆料搅拌装置（4）通过支架固定在储浆装置（5）中，所述储浆装置（5）中的浆料通过管道（6）进入多孔结构的打浆喷头（7）中，所述打浆喷头（7）固定在台架上，并可上下移动地悬挂在中部夹持装置（2）上方。
3.根据权利要求1所述的工业用催化剂定量涂覆模具工装，其特征在于，所述中部夹持装置（2）包括广口盛浆装置（8）、上夹具（9）、气封充放气嘴（10）和下夹具（11），所述广口盛浆装置（8）与上夹具（9）连接为一体，二者的中央部位具有容纳催化剂载体的空腔，所述上夹具（9）能够相对下夹具（11）上下移动便于取放催化剂载体，所述下夹具（11）与底部抽吸装置（3）固定连接。
4.根据权利要求1所述的催化剂生产用的涂覆模具工装，其特征在于，所述底部抽吸装置（3）包含十字刀架（12）、金属罐体（13）及负压罗茨风机（14），其中，所述金属罐体（13）的上端与下夹具（11）固定连接，下端通过管道连接负压罗茨风机（14），所述金属罐体（13）的上端设置有用于支撑催化剂载体的十字刀架（12）。
5.根据权利要求3所述的工业用催化剂定量涂覆模具工装，其特征在于，所述广口盛浆装置（8）采用尼龙材质制成，高度为80-100mm，其上部为向外翻边设计，下部与上夹具（9）固定连接。
6.根据权利要求3所述的工业用催化剂定量涂覆模具工装，其特征在于，
所述上夹具（9）和/或下夹具（11）包括上盖板、下盖板及位于二者之间的气封，所述气封通过设置在上夹具（9）与下夹具（11）侧面开孔处的气封充放气嘴（10）进行充放气从而实现催化剂载体的抱紧与松开。
7.根据权利要求6所述的工业用催化剂定量涂覆模具工装，其特征在于，所述下夹具（11）与上夹具（9）的形状及尺寸一致，所述上盖板和/或下盖板采用钢材制成，所述气封采用硅胶制成。
8.根据权利要求7所述的工业用催化剂定量涂覆模具工装，其特征在于，
所述上夹具（9）及下夹具（11）中所述空腔的尺寸略大于催化剂载体的尺寸，所述上夹具（9）的厚度为40-50mm，气封厚度为25-30mm，气封充放气嘴（10）的内径为2-3mm。
9.一种工业用催化剂的生产方法，其特征在于，在权利要求1所述的涂覆模具工装上进行，包括以下步骤：
步骤S1.定量涂覆：将工业用催化剂放置于中部夹持装置（2）中夹持固定后，所述打浆喷头（7）下移至广口盛浆装置（8）的上端5-10mm处，通过PLC程序控制打浆喷头（7）定量喷洒催化剂浆料于广口盛浆装置（8），待打浆完成后，启动下部负压抽吸结构（3），按照工艺配方参数的负压值抽吸催化剂载体上表面的浆料，直至浆料均匀分布至催化剂孔道内侧的指定范围内，抽吸完成后，通过气封充放气嘴（10）给气封放气松开抱紧的催化剂载体，取出半成品催化剂；
步骤S2.窑炉集中烘干：涂覆完成的半成品催化剂定频移动通过温度设置为100-200℃的不同温区的炉膛，按照烘干要求进行烘干，烘干完成后，从窑炉取下烘干半成品催化剂；
步骤S3.窑炉集中焙烧：烘干后的半成品催化剂集中定频移动通过温度设置为200-600℃的不同温区的炉膛，进行焙烧，将得到的成品催化剂下线装箱，完成生产。
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