CN115555033B - 氨合成用废催化剂回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了氨合成用废催化剂回收利用装置，包括换热机构和混合机构，所述换热机构外部设置有隔热箱，所述隔热箱的上部设置有废料进口，所述隔热箱的下部设置有支撑座，所述换热机构包括筛选组件、用于将废催化剂的热量回收利用的热交换组件和输送组件，所述混合机构用于配置新催化剂生产所需的混合原料，所述混合机构包括进料组件和出料箱，所述隔热箱外部设置有控制器。本发明中，催化剂粉末的热量传输给换热直管，换热直管加热水箱内的水，通过接料滑板可以将热量充分传给换热曲管，以加热换热曲管内的水，实现废催化剂热量的回收，同时通过混合机构和放置配料，与废催化剂混合，为下一步的新催化剂生产提供混合好的原料。

Description

氨合成用废催化剂回收利用装置

技术领域

本发明涉及氨合成催化剂利用技术领域，具体为氨合成用废催化剂回收利用装置。

背景技术

在氨合成中，需要使用铁基的催化剂，其在500度的高温下工作时的催化效果最佳，因此大多氨合成塔的工作温度也在这个温度左右。在催化剂使用到一定年限或者氨合成塔内件损坏、需要维修保养时，需要将催化剂排出。现实中催化剂被当做固体废物处理，由于我国的氨合成工业规模巨大，排出的催化剂的数量也非常惊人。现有技术中，例如申请号为202010812284.X的中国专利，公开了一种废催化剂回收利用的方法，利用废催化剂作为原料制备新的催化剂，用以提高经济效益。因此，如何充分利用废催化剂，在回收过程中回收其热量，最大的利用其价值，对降低环境污染，节能减排都具有非常重大的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供氨合成用废催化剂回收利用装置，可以充分利用催化剂排出时自身的热量，以及利用其本身与其他配料进行混合，作为生产新催化剂的原料，节省了生产装置中的混料设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

氨合成用废催化剂回收利用装置，包括换热机构和混合机构，所述换热机构外部设置有隔热箱，所述隔热箱的上部设置有废料进口，所述隔热箱的下部设置有支撑座，所述换热机构包括筛选组件、用于将废催化剂的热量回收利用的热交换组件和输送组件，所述混合机构用于配置新催化剂生产所需的混合原料，所述混合机构包括进料组件和出料箱，所述隔热箱外部设置有控制器，所述控制器用于控制换热机构和混合机构工作。

所述筛选组件包括翻转电机、过滤筛、传动轴，所述翻转电机设置在隔热箱的外部，所述过滤筛设置在隔热箱内部，且其两端分别与隔热箱内壁转动连接，所述翻转电机的输出轴与传动轴连接，所述传动轴原料翻转电机的一端穿入隔热箱与过滤筛的一侧连接，所述翻转电机与控制器连接。

所述热交换组件包括水箱、多个换热直管、多个换热曲管、多个接料滑板、内隔热板、开设在水箱上部表面的集料槽，多个开设在集料槽内的粉料进口，所述水箱的外部与隔热箱内壁连接，所述换热直管设置在水箱的内部，所述换热直管的上部与相应的粉料进口连通，所述接料滑板分别设置在水箱的一侧，多个所述接料滑板分别倾斜设置在水箱外侧和内隔热板表面，多个所述换热曲管分别设置在相应的接料滑板下侧表面，所述水箱的外侧分别设置有出水管一和回水管一，所述出水管一和回水管一分别与一个所述换热曲管的两端连通；所述内隔热板外侧分别连接有出水管二和回水管二，所述出水管和回水管二设置在隔热箱的两侧，所述出水管二和回水管二的两端贯穿入隔热箱分别与水箱和相应的换热曲管连通；

所述水箱的一侧分别连接有进水管和出水管，所述进水管和出水管远离水箱的一端贯穿出隔热箱，所述进水管和出水管上连接有进水阀和出水阀。

所述内隔热板的下部设置有挡料板，所述挡料板内开设有下料槽，所述下料槽的下部设置有下料箱，所述下料箱的上部与挡料板连接，所述下料箱的下部设置有螺旋输送机，所述螺旋输送机的进料口与下料箱连通，所述螺旋输送机与控制器连接。

所述输送组件包括集料箱、风机和输送管，所述集料箱设置在水箱的下部，所述换热直管的下部贯穿水箱与集料箱下部连通，所述风机设置在集料箱的一侧，所述集料箱与输送管连通，所述输送管远离集料箱的一端贯穿出隔热箱，所述风机与控制器连接。

所述进料组件包括上加料箱、废催化剂料箱、设置在上加料箱内部的多个分隔板，设置在上加料箱上部的多个加料口、设置在上加料箱下部的多个出料管，所述上加料箱的两侧分别设置有多个支撑杆，所述废催化剂料箱的内部设置有分隔板二，所述分隔板二将废催化剂料箱分隔为粉料仓和颗粒仓，所述粉料仓与输送管连通，所述颗粒仓与螺旋输送机的一端连通，所述粉料仓和颗粒仓的下部分别设置有粉料下料管和颗粒下料管，所述粉料下料管上部从上到下依次连接有流量计一和下料阀一，所述流量计的上部与废催化剂料箱下部连接；所述颗粒下料管的上部从上到下依次连接有流量计二和下料阀二，所述流量计一、流量计二分别与控制器连接。

多个所述分隔板将上加料箱分隔为多个加料仓，所述加料仓的下部分别与相应的下料管连通，所述出料管的上部从上到下依次连接有流量计三和下料阀三，所述流量计三与控制器连接。

所述下料管和出料管的下部分别与出料箱连通。

1、本发明中，废料进口与外部的氨合成塔的催化剂排放管连接，催化剂从废料口进入，催化剂经过使用以及在排料过程中的摩擦碰撞，进入到隔热箱内的催化剂中含有大量小体积的催化剂颗粒以下称为催化剂粉末经过过滤筛后，催化剂粉末落入到过滤筛下部的换热直管内，催化剂粉末的热量传输给换热直管，换热直管加热水箱内的水，通过接料滑板可以将热量充分传给换热曲管，以加热换热曲管内的水。

2、本发明中，催化剂粉末从换热直管落入到水箱下部的集料箱内，通过控制器启动风机，向输送管内吹风，利用气流将催化剂粉末输送到粉料仓内；同时，从接料滑板滑落的催化剂落入到下料箱内，利用螺旋输送机将催化剂输送到颗粒仓内。

3、本发明中，上加料箱内部被分隔成多个加料仓，分别用于盛放生产新催化剂所需的配料，例如：磁铁矿粉、氧化钾、氧化铝，氧化钙。这些配料和废催化剂按照比例混合后，可以用于新的四氧化三铁基的氨合成催化剂的生产。

附图说明

图1为本发明氨合成用废催化剂回收利用装置整体结构示意图；

图2为本发明氨合成用废催化剂回收利用装置侧视图；

图3为本发明氨合成用废催化剂回收利用装置前视图；

图4为本发明氨合成用废催化剂回收利用装置后视图；

图5为本发明氨合成用废催化剂回收利用装置俯视图；

图6为本发明氨合成用废催化剂回收利用装置结构爆炸示意图；

图7为本发明图6的正视图；

图8为本发明图6的侧视图；

图9位本发明废催化剂料箱及其连接结构的俯视剖视图。

图中：1.换热机构、2.混合机构、3.隔热箱、4.废料进口、101.筛选组件、102.热交换组件、103.输送组件、201.进料组件、202.出料箱、1011.翻转电机、1012.过滤筛、1013.传动轴、1021.水箱、1022.换热直管、1023.换热曲管、1024.接料滑板、1025.内隔热板、1026.粉料进口、5.进水管、51.进水阀、6.出水管、61.出水阀、7.出水管一、8.回水管一、9.出水管二、10.回水管二、11.挡料板、1101.下料槽、12.下料箱、1031.集料箱、1032.风机、1033.输送管、2011.上加料箱、2012.废催化剂料箱、2013.加料口、13.流量计一、14.流量计二、15.下料管、16.流量计三、20121.粉料仓、20122.颗粒仓、20111.加料仓、17.控制器、1027.集料槽、18.螺旋输送机、19.粉料下料管、20.颗粒下料管。

具体实施方式

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：氨合成用废催化剂回收利用装置，包括换热机构1和混合机构2，换热机构1外部安装有隔热箱3，隔热箱3的上部安装有废料进口4，隔热箱3的下部安装有支撑座，换热机构1包括筛选组件101、用于将废催化剂的热量回收利用的热交换组件102和输送组件103，混合机构2用于配置新催化剂生产所需的混合原料，混合机构2包括进料组件201和出料箱202，隔热箱3外部安装有控制器17，控制器17用于控制换热机构1和混合机构2工作。

筛选组件101包括翻转电机1011、过滤筛1012、传动轴1013，翻转电机1011安装在隔热箱3的外部，过滤筛1012安装在隔热箱3内部，且其两端分别与隔热箱3内壁转动装配，翻转电机1011的输出轴与传动轴1013装配，传动轴1013原料翻转电机1011的一端穿入隔热箱3与过滤筛1012的一侧装配，翻转电机1011与控制器17装配。通过筛选组件101对废催化剂进行筛选，将其分为粉料和颗粒。

热交换组件102包括水箱1021、多个换热直管1022、多个换热曲管1023、多个接料滑板1024、内隔热板1025、开设在水箱1021上部表面的集料槽1027，多个开设在集料槽1027内的粉料进口1026，水箱1021的外部与隔热箱3内壁装配，换热直管1022安装在水箱1021的内部，换热直管1022的上部与相应的粉料进口1026连通，接料滑板1024分别安装在水箱1021的一侧，多个接料滑板1024分别倾斜安装在水箱1021外侧和内隔热板1025表面，多个换热曲管1023分别安装在相应的接料滑板1024下侧表面，水箱1021的外侧分别安装有出水管一7和回水管一8，出水管一7和回水管一8分别与一个换热曲管1023的两端连通；内隔热板1025外侧分别装配有出水管二9和回水管二10，出水管6和回水管二10安装在隔热箱3的两侧，出水管二9和回水管二10的两端贯穿入隔热箱3分别与水箱1021和相应的换热曲管1023连通；

水箱1021的一侧分别装配有进水管5和出水管6，进水管5和出水管6远离水箱1021的一端贯穿出隔热箱3，进水管5和出水管6上装配有进水阀51和出水阀52。

内隔热板1025的下部安装有挡料板11，挡料板11内开设有下料槽1101，下料槽1101的下部安装有下料箱12，下料箱12的上部与挡料板11装配，下料箱12的下部安装有螺旋输送机18，螺旋输送机18的进料口与下料箱12连通，螺旋输送机18与控制器17装配。

通过热交换组件102对粉状的和颗粒状的废催化剂料分别进行热量的回收，回收的热量对水箱1021内的水加热。

输送组件103包括集料箱1031、风机1032和输送管1033，集料箱1031安装在水箱1021的下部，换热直管1022的下部贯穿水箱1021与集料箱1031下部连通，风机1032安装在集料箱1031的一侧，集料箱1031与输送管1033连通，输送管1033远离集料箱1031的一端贯穿出隔热箱3，风机1032与控制器17装配。

进料组件201包括上加料箱2011、废催化剂料箱2012、安装在上加料箱2011内部的多个分隔板，安装在上加料箱2011上部的多个加料口2013、安装在上加料箱2011下部的多个出料管，上加料箱2011的两侧分别安装有多个支撑杆，废催化剂料箱2012的内部安装有分隔板二，分隔板二将废催化剂料箱2012分隔为粉料仓20121和颗粒仓20122，多个分隔板将上加料箱2011分隔为多个加料仓20111，加料仓20111的下部分别与相应的下料管15连通，出料管的上部从上到下依次装配有流量计三16和下料阀三，流量计三16与控制器17装配，下料管15和出料管的下部分别与出料箱202连通，粉料仓20121与输送管1033连通，颗粒仓20122与螺旋输送机18的一端连通，粉料仓20121和颗粒仓20122的下部分别安装有粉料下料管19和颗粒下料管20，粉料下料管19上部从上到下依次装配有流量计一13和下料阀一，流量计的上部与废催化剂料箱2012下部装配；颗粒下料管20的上部从上到下依次装配有流量计二14和下料阀二，流量计一13和流量计二14分别与控制器17装配。

上述已经描述了各部件的装配关系，现提供本案的工作原理供参考：使用时，将进水管5与外部的供水装置装配，向水箱1021内注水，水箱1021内的水经过出水管一7进入到一个接料滑板1024下部的换热曲管1023内，从出水管二9进入到另外一个接料滑板1024下不的换热曲管1023内，两个换热曲管1023内的水分别从回水管一8和回水管二10流回水箱1021内；

废料进口4与外部的氨合成塔的催化剂排放管装配，催化剂从废料口进入，催化剂经过使用以及在排料过程中的摩擦碰撞，进入到隔热箱3内的催化剂中含有大量小体积的催化剂颗粒以下称为催化剂粉末经过过滤筛1012后，催化剂粉末落入到过滤筛1012下部的换热直管1022内，催化剂粉末的热量传输给换热直管1022，换热直管1022加热水箱1021内的水；

通过控制器17控制翻转电机1011转动，翻转电机1011通过传动轴1013带动过滤筛1012转动，调节过滤筛1012与水箱1021上表面的角度，当过滤筛1012与水箱1021的上表面角度减少时，也就是过滤筛1012越接近水平，可以增加催化剂在过滤筛1012上停留的时间，可以充分过滤出催化剂粉末；相反，当角度增加时，也就是说过滤筛1012的倾斜角度越大，此时过滤筛1012上的催化剂可以快速滑落到一侧的接料滑板1024上，上下交错按照的接料滑板1024可以延缓催化剂的下落速度，使催化剂与接料滑板1024接触时间增加，通过接料滑板1024可以将热量充分传给换热曲管1023，以加热换热曲管1023内的水；通过出水管6可以将水箱1021内的热水排出，供需要使用热水的装置使用。

催化剂粉末从换热直管1022落入到水箱1021下部的集料箱1031内，通过控制器17启动风机1032，向输送管1033内吹风，利用气流将催化剂粉末输送到粉料仓20121内；同时，从接料滑板1024滑落的催化剂落入到下料箱12内，利用螺旋输送机18将催化剂输送到颗粒仓20122内。

上加料箱2011内部被分隔成多个加料仓20111，分别用于盛放生产新催化剂所需的配料，例如：磁铁矿粉、氧化钾、氧化铝，氧化钙。这些配料和废催化剂按照比例混合后经过加热熔融，冷却和粉碎等传统的催化剂生产工艺后，生产出新的四氧化三铁基的氨合成催化剂。

通过流量计一13和流量计二14可以测量从粉料仓20121和颗粒仓20122流出的废催化剂的量，通过流量计三16可以测量各个加料仓20111流出的配料的量，通过控制器17控制下料阀一、下料阀二和下料阀三的开启和关闭，保证配料和废催化剂按照比例混合，出料箱202与外部的上料设备装配，向外部的催化剂生产设备供料。

上述描述的具体实施例仅仅用以解释本技术方案，并不用于限定本技术方案。在本技术方案的描述中，需要说明的是，术语如“上”、“内”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技术方案和简化描述，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技术方案的限制。

同时，在本技术方案的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“固定”、“配合”、应做广义理解，例如，可以是固定装配，也可以是可拆卸装配，或一体地装配；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本技术方案的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本技术方案的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本技术方案的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.氨合成用废催化剂回收利用装置，其特征在于：包括换热机构（1）和混合机构（2）；所述换热机构（1）外部设置有隔热箱（3），所述隔热箱（3）的上部设置有废料进口（4），所述隔热箱（3）的下部设置有支撑座，所述换热机构（1）包括筛选组件（101）、用于将废催化剂的热量回收利用的热交换组件（102）和输送组件（103），所述混合机构（2）用于配置新催化剂生产所需的混合原料，所述混合机构（2）包括进料组件（201）和出料箱（202），所述隔热箱（3）外部设置有控制器（17），所述控制器（17）用于控制换热机构（1）和混合机构（2）工作；所述筛选组件（101）包括翻转电机（1011）、过滤筛（1012）、传动轴（1013），所述翻转电机（1011）设置在隔热箱（3）的外部，所述过滤筛（1012）设置在隔热箱（3）内部，且其两端分别与隔热箱（3）内壁转动连接，所述翻转电机（1011）的输出轴与传动轴（1013）连接，原料翻转电机（1011）的一端穿入隔热箱（3）通过传动轴（1013）与过滤筛（1012）的一侧连接，所述翻转电机（1011）与控制器（17）连接；所述热交换组件（102）包括水箱（1021）、多个换热直管（1022）、多个换热曲管（1023）、多个接料滑板（1024）、内隔热板（1025）、开设在水箱（1021）上部表面的集料槽（1027），多个开设在集料槽（1027）内的粉料进口（1026），所述水箱（1021）的外部与隔热箱（3）内壁连接，所述换热直管（1022）设置在水箱（1021）的内部，所述换热直管（1022）的上部与相应的粉料进口（1026）连通，所述接料滑板（1024）分别设置在水箱（1021）的一侧，多个所述接料滑板（1024）分别倾斜设置在水箱（1021）外侧和内隔热板（1025）表面，多个所述换热曲管（1023）分别设置在相应的接料滑板（1024）下侧表面，所述水箱（1021）的外侧分别设置有出水管一（7）和回水管一（8），所述出水管一（7）和回水管一（8）分别与一个所述换热曲管（1023）的两端连通；所述内隔热板（1025）外侧分别连接有出水管二（9）和回水管二（10），所述出水管二（9）和回水管二（10）设置在隔热箱（3）的两侧，所述出水管二（9）和回水管二（10）的两端贯穿入隔热箱（3）分别与水箱（1021）和相应的换热曲管（1023）连通；

所述水箱（1021）的一侧分别连接有进水管（5）和出水管（6），所述进水管（5）和出水管（6）远离水箱（1021）的一端贯穿出隔热箱（3），所述进水管（5）和出水管（6）上连接有进水阀（51）和出水阀（61）。

2.根据权利要求1所述的氨合成用废催化剂回收利用装置，其特征在于：所述内隔热板（1025）的下部设置有挡料板，所述挡料板内开设有下料槽，所述下料槽的下部设置有下料箱（12），所述下料箱（12）的上部与挡料板连接，所述下料箱（12）的下部设置有螺旋输送机（18），所述螺旋输送机（18）的进料口与下料箱（12）连通，所述螺旋输送机（18）与控制器（17）连接。

3.根据权利要求1所述的氨合成用废催化剂回收利用装置，其特征在于：所述输送组件（103）包括集料箱（1031）、风机（1032）和输送管（1033），所述集料箱（1031）设置在水箱（1021）的下部，所述换热直管（1022）的下部贯穿水箱（1021）与集料箱（1031）下部连通，所述风机（1032）设置在集料箱（1031）的一侧，所述集料箱（1031）与输送管（1033）连通，所述输送管（1033）远离集料箱（1031）的一端贯穿出隔热箱（3），所述风机（1032）与控制器（17）连接。

4.根据权利要求1所述的氨合成用废催化剂回收利用装置，其特征在于：所述进料组件（201）包括上加料箱（2011）、废催化剂料箱（2012）、设置在上加料箱（2011）内部的多个分隔板，设置在上加料箱（2011）上部的多个加料口（2013）、设置在上加料箱（2011）下部的多个下料管（15），所述上加料箱（2011）的两侧分别设置有多个支撑杆，所述废催化剂料箱(2012)的内部设置有分隔板二，所述分隔板二将废催化剂料箱（2012）分隔为粉料仓（20121）和颗粒仓（20122），所述粉料仓（20121）与输送管（1033）连通，所述颗粒仓（20122）与螺旋输送机（18）的一端连通，所述粉料仓（20121）和颗粒仓（20122）的下部分别设置有粉料下料管（19）和颗粒下料管（20），所述粉料下料管（19）上部从上到下依次连接有流量计一（13）和下料阀一，所述流量计的上部与废催化剂料箱（2012）下部连接；所述颗粒下料管（20）的上部从上到下依次连接有流量计二（14）和下料阀二，所述流量计一（13）、流量计二（14）分别与控制器（17）连接。

5.根据权利要求4所述的氨合成用废催化剂回收利用装置，其特征在于：多个所述分隔板将上加料箱（2011）分隔为多个加料仓（20111），所述加料仓（20111）的下部分别与相应的下料管（15）连通，所述下料管（15）的上部从上到下依次连接有流量计三（16）和下料阀三，所述流量计三（16）与控制器（17）连接。

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