CN202337815U - 废钯炭催化剂金属钯回收装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种废钯炭催化剂金属钯回收装置，主要解决现有技术中存在的废钯炭催化剂焚烧不充分的问题。本实用新型通过采用包括焚烧炉(1)和旋风分离器(2)；焚烧炉(1)包括位于底部的气体分布器(3)、位于顶部的焚烧尾气出口(4)和位于焚烧炉侧壁并处于所述气体分布器上方的废钯炭催化剂加料口(5)；所述旋风分离器(2)包括分离器入口(8)、分离尾气出口(9)以及分离粉体出口(10)；所述焚烧尾气出口(4)与所述分离器入口(8)连通，所述分离粉体出口(10)通过三通结构(11)可选择性地与焚烧炉(1)连通或使分离粉体离开所述回收装置的技术方案，较好地解决了该问题，可用于废钯炭催化剂金属钯的回收处理中。

Description

废钯炭催化剂金属钯回收装置
技术领域
本实用新型涉及一种废钯炭催化剂金属钯回收装置。
背景技术
钯炭催化剂粒度5～8目，在活性炭载体上负载活性组分-金属钯，通常用于对苯二甲酸加氢精制、甲苯二异氰酸酯合成和豆油加氢处理等反应过程。钯炭催化剂使用一段时间后，随着活性炭表面的活性组分-金属钯的流失、钯晶粒长大、被其他物质覆盖和钯与硫等结合形成永久失活的钯化合物等导致催化剂活性不断降低的情况持续发生，即使采用如热水浸泡、碱液冲洗和强化工艺条件等也不能使催化剂满足使用要求，此时生产装置必须更换催化剂，从生产装置卸载出来的催化剂也就成为废钯炭催化剂了。废钯炭催化剂通常以重量百分比计，金属钯含量0.05～0.8％，活性炭含量90～95％，其余为其他杂质(如化合物、表面覆盖物、水分和微量元素等)。废钯炭催化剂中金属钯的回收通常首先通过焚烧处理以降低活性炭等可燃物的含量，然后经过王水氧化进一步去除活性炭并使钯溶解、水合肼还原等后续处理步骤得到纯度99.9％以上的金属钯。
中国专利ZL 91104385.3公开了一种废钯炭催化剂焚烧系统，包括焚烧炉、通过洗涤对焚烧产物进行气固分离系统等。该焚烧系统存在废钯炭催化剂焚烧不充分的缺点，从而导致后续处理的物耗、能耗较高。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的废钯炭催化剂焚烧不充分的问题，提供了一种废钯炭催化剂金属钯回收装置，该回收装置废钯炭催化剂具有焚烧充分的特点。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种废钯炭催化剂金属钯回收装置，包括焚烧炉1和旋风分离器2；焚烧炉1包括位于底部的气体分布器3、位于顶部的焚烧尾气出口4和位于焚烧炉侧壁并处于所述气体分布器3上方的废钯炭催化剂加料口5；所述的气体分布器3包括气体分布器进口6和顶部具有允许气体通过的废钯炭催化剂支撑板7；所述旋风分离器2包括分离器入口8、分离尾气出口9以及分离粉体出口10；所述焚烧尾气出口4与所述分离器入口8连通，所述分离粉体出口10通过三通结构11可选择性地与焚烧炉1连通使得分离粉体返回焚烧炉1或使分离粉体离开所述废钯炭催化剂金属钯回收装置。
上述技术方案中，所述的分离粉体优选返回到气体分布器3上方；所述气体分布器3优选为倒置的锥体，所述气体分布器进口6位于所述锥体的顶部，所述废钯炭催化剂支撑板7位于所述锥体的底面，所述废钯炭催化剂支撑板7可以为多孔板，所述多孔板的孔直径优选为催化剂平均粒径的0.3～0.8倍，所述分离粉体更优选返回所述锥体，所述分离粉体最优选返回所述气体分布器进口6的正上方；所述旋风分离器2优选处于所述焚烧炉内部，且位于所述废钯炭催化剂加料口5上方。
由于采用本实用新型的结构形式，便于将没有焚烧充分的含钯的分离粉体返回到焚烧炉内，使废钯炭催化剂的充分焚烧。实验表明，采用本实用新型后分离粉体中炭含量均低于8％，而现有技术的分离粉体中炭含量则高达14.27％，本实用新型取得了较好的技术效果。另外，本实用新型通过三通结构可以实现分离粉体在线取样分析，便于监测焚烧程度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型的废钯炭催化剂金属钯回收装置的旋风分离器在焚烧炉内部、分离粉体返回气体分布器内并处于气体分布器进口的正上方时的结构示意图。
图2是本实用新型的废钯炭催化剂金属钯回收装置的旋风分离器在焚烧炉内部、分离粉体返回到焚烧炉内气体分布器上方时的结构示意图。
图3是本实用新型的废钯炭催化剂金属钯回收装置的旋风分离器在焚烧炉外部、分离粉体返回到焚烧炉内气体分布器上方时的结构示意图。
图4是现有焚烧装置的结构示意图，即旋风分离器在焚烧炉外部、分离粉体不返回焚烧炉。
图5是本实用新型的废钯炭催化剂支撑板的结构示意图。
图6是本实用新型的分离粉体出口与粉体出料通道连通时三通结构的剖面示意图。
图7是图6中外腔体的剖面示意图。
在图1～7中，1为焚烧炉，2旋风分离器，3为气体分布器，4为焚烧尾气出口，5为废钯炭催化剂加料口，6为气体分布器进口，7为废钯炭催化剂支撑板，8为分离器入口，9分离尾气出口，10为分离粉体出口，11为三通结构，12为气体进口阀，13为粉体返回通道，14为粉体返回连接通道，15为粉体出料通道，16为三通结构内腔体，17为三通结构外腔体，18为粉体出料通道穿出口。
图1给出了本实用新型中的废钯炭催化剂金属钯回收装置的其中一种实施方式，包括焚烧炉1和旋风分离器2，旋风分离器2处于所述焚烧炉1内部；焚烧炉1包括位于底部的气体分布器3、位于顶部的焚烧尾气出口4和位于焚烧炉侧壁并处于气体分布器上方的废钯炭催化剂加料口5，气体分布器包括气体分布器进口6和顶部具有允许气体通过的废钯炭催化剂支撑板7，气体分布器3为倒置的锥体，气体分布器进口6位于锥体的顶部，气体分布器进口6与焚烧炉1外的气体进口阀12通过管线连接，废钯炭催化剂支撑板7位于锥体的底面；旋风分离器2包括分离器入口8、分离尾气出口9以及分离粉体出口10，焚烧尾气出口4与所述分离器入口8连通，分离粉体返回气体分布器3内并处于气体分布器进口6正上方；如图5所示，废钯炭催化剂支撑板7为多孔板，孔的直径为催化剂平均粒径的0.3～0.8倍；图6、7给出了三通结构11的结构形式，包括三通结构外腔体17和三通结构内腔体16，三通结构外腔体17包括分离粉体出口10、粉体返回通道13和为粉体出料通道穿出口18，三通结构内腔体16包括均为筒状的粉体返回连接通道14和粉体出料通道15，三通结构内腔体16的外侧壁与三通结构外腔体17的内侧壁紧密接触并能沿着接触面相对旋转，通过旋转三通结构11中的粉体出料通道15，分离粉体出口10可选择性地与粉体返回连接通道14连通使得分离粉体返回气体分布器3内并处于气体分布器进口6正上方，或使分离粉体出口10与粉体出料通道15连通使得分离粉体离开所述废钯炭催化剂金属钯回收装置。
上述具体实施方式还可以采用其他变化形式，如图2、3所示。旋风分离器2也处于焚烧炉1内部，但分离粉体返回到焚烧炉1内的气体分布器3上方，如图2所示；旋风分离器2处于焚烧炉1外部，分离粉体返回到焚烧炉1内气体分布器3上方，如图3所示。另外，废钯炭催化剂支撑板也还可以用筛网、栅板和填料等予以替换。
图4给出了现有焚烧装置的结构示意图，即分离器2在焚烧炉1外部、分离粉体不返回焚烧炉1。
下面通过实施例和对比例对本实用新型作进一步的阐述。
具体实施方式
【实施例1】
采用如图1所示的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其中焚烧炉1有效体积3.5m3，最大直径1.0m，底部的气体分布器3为倒置的锥体(60°锥角，锥体高度0.15m)，其废钯炭催化剂支撑板7采用2mm孔径的多孔板；旋风分离器2有效体积2.0m3，最大直径0.8m，此时三通结构11中，分离粉体出口10与粉体返回连接通道14连通使得分离粉体返回焚烧炉1中。实验步骤如下，将5-8目的600kg废钯炭催化剂(以重量百分比计，钯含量0.35％，炭含量92.17％，其余为杂质)通过废钯炭催化剂加料口5平铺到气体分布器3中的废钯炭催化剂支撑板7之上，将5.0kg煤油喷洒到上述废钯炭催化剂上方，点火引燃煤油后迅速关闭废钯炭催化剂加料口5，开启并调节气体进口阀12，空气以0.5m3/s(标态下)的体积流量经气体分布器进口6，并经锥体的内腔和多孔板分布后，与废钯炭催化剂接触在800～900℃焚烧；1小时后，空气的体积流量改成1.0m3/s(标态下)，在900～1100℃焚烧，持续54小时；随后旋转三通结构11中的粉体出料通道15，使粉体出料通道15与分离粉体出口10处于连通状态，分离粉体从粉体出料通道15离开废钯炭催化剂金属钯回收装置，并采用收集容器予以收集，在900～1100℃焚烧，持续18小时；随后将空气的体积流量改成10.0m3/s(标态下)，在1100～1200℃焚烧，持续1小时，使焚烧炉1内所有的废钯炭催化剂全部被空气气流夹带，并进入到旋风分离器2内，最终从粉体出料通道15离开废钯炭催化剂金属钯回收装置，到达收集容器。采用姜堰市华晨仪器有限公司提供的HCMC-100红外碳含量测定仪测定收集容器中分离粉体的碳含量，焚烧实验结果见表1。
【实施例2】
采用如图2所示的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其它与实施例1相同，焚烧实验结果见表1。
【实施例3】
采用如图3所示的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其它与实施例1相同，焚烧实验结果见表1。
【比较例1】
采用如图4所示的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其中焚烧炉1有效体积3.5m3，最大直径1.0m，底部的气体分布器3为倒置的锥体(60°锥角，锥体高度0.15m)，其废钯炭催化剂支撑板7采用2mm孔径的多孔板；旋风分离器2有效体积2.0m3，最大直径0.8m。实验步骤为，将5-8目的600kg废钯炭催化剂(以重量百分比计，钯含量0.35％，炭含量92.17％，其余为杂质)通过废钯炭催化剂加料口5平铺到气体分布器3的废钯炭催化剂支撑板7之上，将5.0kg煤油喷洒到上述废钯炭催化剂上方，点火引燃煤油后迅速关闭废钯炭催化剂加料口5，开启并调节气体进口阀12，空气以0.5m3/s(标态下)体积流量经气体分布器进口6，并经锥体的内腔和多孔板分布后，与废钯炭催化剂接触在800～900℃焚烧；1小时后，将空气的体积流量改成1.0m3/s(标态下)，并采用收集容器予以收集，在900～1100℃焚烧，持续72小时；随后将空气的体积流量改成10.0m3/s(标态下)，在1100～1200℃焚烧，持续1小时，使焚烧炉1内所有的废钯炭催化剂全部被空气气流夹带，并进入到旋风分离器2内，将全部剩余的分离粉体收集到收集容器中。采用姜堰市华晨仪器有限公司提供的HCMC-100红外碳含量测定仪测定收集容器中分离粉体的碳含量，焚烧实验结果见表1。
表1焚烧实验结果
  以重量百分比计，分离粉体中碳含量，％
  实施例1   0.95
  实施例2   4.15
  实施例3   7.86
  比较例1   14.27

Claims (7)

1.一种废钯炭催化剂金属钯回收装置，包括焚烧炉(1)和旋风分离器(2)；焚烧炉(1)包括位于底部的气体分布器(3)、位于顶部的焚烧尾气出口(4)和位于焚烧炉侧壁并处于所述气体分布器(3)上方的废钯炭催化剂加料口(5)；所述的气体分布器(3)包括气体分布器进口(6)和顶部具有允许气体通过的废钯炭催化剂支撑板(7)；所述旋风分离器(2)包括分离器入口(8)、分离尾气出口(9)以及分离粉体出口(10)；所述焚烧尾气出口(4)与所述分离器入口(8)连通，所述分离粉体出口(10)通过三通结构(11)可选择性地与焚烧炉(1)连通使得分离粉体返回焚烧炉(1)或使分离粉体离开所述废钯炭催化剂金属钯回收装置。
2.根据权利要求1所述的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其特征在于所述分离粉体返回到气体分布器(3)上方。
3.根据权利要求1所述的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其特征在于所述气体分布器(3)为倒置的锥体，所述气体分布器进口(6)位于所述锥体顶部，所述废钯炭催化剂支撑板(7)位于所述锥体底面。
4.根据权利要求3所述的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其特征在于所述废钯炭催化剂支撑板(7)为多孔板，所述多孔板的孔直径为催化剂平均粒径的0.3～0.8倍。
5.根据权利要求4所述的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其特征在于所述分离粉体返回所述锥体。
6.根据权利要求5所述的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其特征在于所述分离粉体返回所述气体分布器进口(6)的正上方。
7.根据权利要求1～6任一项所述的废钯炭催化剂金属钯回收装置，其特征在于所述旋风分离器(2)处于所述焚烧炉内部，且位于所述废钯炭催化剂加料口(5)上方。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102978409A (zh) * 2012-12-26 2013-03-20 安徽工业大学 一种从废炭基触媒中回收重金属钯的方法

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