CN212758604U - 催化剂粉体制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种催化剂粉体制备装置，包括搅拌釜，搅拌釜包括用于容纳催化剂浆料的釜体以及可转动地设置在釜体内并用于搅拌催化剂浆料的搅拌件；输送管路；陈化机构，陈化机构设置在搅拌釜外，并通过输送管路与搅拌釜连通，搅拌釜内的催化剂浆料经由输送管路进入陈化机构中进行陈化。本实用新型解决了现有技术中制备的催化剂粉体质量不稳定的问题。

Description

催化剂粉体制备装置

技术领域

本实用新型涉及催化剂粉体制备技术领域，具体而言，涉及一种催化剂粉体制备装置。

背景技术

沉淀法是宏量制备催化剂粉体的常用方法之一。需要将制备催化剂所需原料与沉淀剂加入沉淀釜中，在一定温度和搅拌速率的条件下，生成固液混合浆料。加料完成后，继续在一定温度和搅拌速度的条件下，陈化浆料，获得催化剂粉体的前驱原料。其中，沉淀和陈化过程的条件控制都显著影响最终催化剂的性能。

现有技术通常是先将制备催化剂所需的原料与沉淀剂通过进料口加入到搅拌釜内，在一定温度下和搅拌的条件下，生成混合浆料。待原料与沉淀剂全部加入到搅拌釜内后，再调整釜体温度与搅拌速率，陈化釜内浆料。一段时间后，浆料放出，进行后续浆料的处理过程。

但是上述方式，由于沉淀与陈化过程都在同一个釜内进行，沉淀生成与陈化存在时间差异，尤其是大量制备过程中，陈化时间差异更为明显，这使得沉淀过程与陈化过程条件参数控制精度差，沉淀陈化时间不同，导致产品质量不稳定。同时，整个过程为间歇性釜式操作，效率较低，条件控制难以保持稳定，不同批次间产品质量不稳定。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种催化剂粉体制备装置，以解决现有技术中制备的催化剂粉体质量不稳定的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种催化剂粉体制备装置，包括搅拌釜，搅拌釜包括用于容纳催化剂浆料的釜体以及可转动地设置在釜体内并用于搅拌催化剂浆料的搅拌件；输送管路；陈化机构，陈化机构设置在搅拌釜外，并通过输送管路与搅拌釜连通，搅拌釜内的催化剂浆料经由输送管路进入陈化机构中进行陈化。

进一步地，釜体包括外层和内层，外层设置在内层的外侧，内层的至少一部分与外层之间间隙设置，并形成用于通入冷媒或者热媒的换热夹层。

进一步地，内层的一部分具有向远离外层的方向凸出的凸起。

进一步地，凸起为多个，每个凸起沿釜体的周向延伸，各凸起之间沿釜体的轴向间隔排列。

进一步地，搅拌件包括：轴体，轴体纵向穿设在釜体上；第一搅拌部，第一搅拌部与轴体连接，并与轴体同步转动；第二搅拌部，第二搅拌部与轴体连接，并与轴体同步转动，第二搅拌部位于第一搅拌部下方，且第一搅拌部与第二搅拌部的形状不相同。

进一步地，搅拌釜的顶部开设有进料口，搅拌釜的底部开设有出料口，输送管路的一端与出料口连通。

进一步地，陈化机构包括：加热件；陈化管，陈化管的一端与输送管路连通，陈化管穿设在加热件内，加热件能够对陈化管内的催化剂浆料进行加热，以控制陈化状态。

进一步地，陈化管呈S形回旋式绕设在加热件内。

进一步地，催化剂粉体制备装置还包括设置在输送管路上的驱动泵以及阀门，驱动泵驱动催化剂浆料由搅拌釜向陈化机构运动，并能够控制催化剂浆料在输送管路内的流速，阀门能够控制输送管路的通断状态。

进一步地，搅拌釜还包括驱动电机，驱动电机与搅拌件驱动连接，并驱动搅拌件转动。

应用本实用新型的技术方案，通过设置有相对独立的搅拌釜和陈化机构，将催化剂粉体制备过程中的沉淀和陈化过程相分离，从而使得沉淀和陈化过程独立进行，避免二者之间的相互干扰，并且还能够分别控制两个独立过程的参数，控制催化剂浆料的陈化时间，降低宏量制备中的“放大效应”对催化剂质量的影响；同时，还能够通过控制进料与出料速率，实现催化剂的连续制备，提高催化剂质量的同时，极大提高催化剂的制备效率。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了本实用新型的催化剂粉体制备装置的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、搅拌釜；11、釜体；111、外层；112、内层；113、换热夹层；114、凸起；12、搅拌件；121、轴体；122、第一搅拌部；123、第二搅拌部；13、进料口；14、驱动电机；20、输送管路；30、陈化机构；31、加热件；32、陈化管；40、驱动泵；50、阀门。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

为了解决现有技术中制备的催化剂粉体质量不稳定的问题，本实用新型提供了一种催化剂粉体制备装置。

如图1所示的一种催化剂粉体制备装置，包括搅拌釜10、输送管路20和陈化机构30，搅拌釜10包括用于容纳催化剂浆料的釜体11以及可转动地设置在釜体11内并用于搅拌催化剂浆料的搅拌件12；陈化机构30设置在搅拌釜10外，并通过输送管路20与搅拌釜10连通，搅拌釜10内的催化剂浆料经由输送管路20进入陈化机构30中进行陈化。

本实施例通过设置有相对独立的搅拌釜10和陈化机构30，将催化剂粉体制备过程中的沉淀和陈化过程相分离，从而使得沉淀和陈化过程独立进行，避免二者之间的相互干扰，并且还能够分别控制两个独立过程的参数，控制催化剂浆料的陈化时间，降低宏量制备中的“放大效应”对催化剂质量的影响；同时，还能够通过控制进料与出料速率，实现催化剂的连续制备，提高催化剂质量的同时，极大提高催化剂的制备效率。

在本实施例中，釜体11包括外层111和内层112，外层111设置在内层112的外侧，内层112的至少一部分与外层111之间间隙设置，这样即可使得内层112与外层111之间形成换热夹层113，并且在外层111的底部侧面开设有介质入口，顶部侧面开设有介质出口，通过介质入口向换热夹层113中通入冷媒或者热媒作为换热介质，换热介质在换热夹层113中与釜体11内的催化剂浆料进行换热后从介质出口流出，从而实现对搅拌釜10内的温度的控制。一般而言，换热介质选用的是蒸汽或者导热油等热媒，用于对催化剂浆料进行加热。

在本实施例中，内层112的一部分具有向远离外层111的方向凸出的凸起114，这样，内层112就形成有凸起部分和不凸起部分，当搅拌的催化剂浆料旋转时，催化剂浆料在凸起部分和不凸起部分上产生碰撞，从而在搅拌时促进形成垂直方向的环流，有利于垂直方向不同位置的催化剂浆料进行混合，提高搅拌效率。

优选地，凸起114为多个，每个凸起114沿釜体11的周向延伸从而形成环形凸起，各环形凸起之间沿釜体11的轴向即釜体11的垂直方向依次间隔排列，这样能够进一步促进垂直方向的环流的产生，使得催化剂浆料垂直方向上的各部分之间均能够有效进行混合，进一步提高搅拌效率。

在本实施例中，搅拌件12包括轴体121、第一搅拌部122和第二搅拌部123，轴体121纵向穿设在釜体11上；第一搅拌部122与轴体121连接，并与轴体121同步转动；第二搅拌部123与轴体121连接，并与轴体121同步转动，第二搅拌部123位于第一搅拌部122下方，且第一搅拌部122与第二搅拌部123的形状不相同。本实施例将第一搅拌部122设置成螺旋桨式结构，其位于釜体11的中部位置，第二搅拌部123设置成U形结构，U形结构的内底部与轴体121底部连接，U形结构向釜体11上部延伸，由于第一搅拌部122和第二搅拌部123的形状不同，因而二者搅拌催化剂浆料时的搅拌形式不一样，抑制催化剂浆料在搅拌过程中形成稳定的切向流，促进催化剂浆料的混合，提高搅拌效率。当然，第一搅拌部122和第二搅拌部123的形式种类较多，可以根据需要采用涡轮式、桨式、推进式、锚式以及螺杆螺带式等，其形状也不局限于上述的形式，可以设置成其他形状。

在本实施例中，搅拌釜10的顶部开设有进料口13，并且进料口13开设有两个，搅拌釜10的底部开设有出料口，输送管路20的一端与出料口连通，这样设置，配合单独对催化剂浆料的沉淀和陈化过程进行控制的方式，使得进料与出料可以同时进行，实现催化剂粉体的连续制备，降低了产品批次之间的差异性，提高产品质量的稳定性与均一性，提高生产效率。

在本实施例中，陈化机构30包括加热件31和陈化管32，陈化管32的一端与输送管路20连通，陈化管32穿设在加热件31内，加热件31能够通过导热油、蒸汽或者电加热等方式实现对陈化管32内的催化剂浆料进行加热，从而实现对陈化管32的温度控制，进而控制陈化状态的部分参数。

优选地，为了保证催化剂浆料的充分陈化，陈化管32呈S形回旋式绕设在加热件31内，这样，陈化管32在加热件31内的长度能够尽可能地长，从而保证陈化效果。

在本实施例中，催化剂粉体制备装置还包括设置在输送管路20上的驱动泵40以及阀门50，驱动泵40为催化剂浆料的运动提供动力，其驱动催化剂浆料由搅拌釜10向陈化机构30运动，并且还能够控制催化剂浆料在输送管路20内的流速，即通过设置催化剂浆料的具体流速，控制催化剂浆料在陈化管32内的流动速度，也就控制了催化剂浆料在陈化管32内的停留时间，从而控制催化剂浆料的陈化时间。阀门50能够控制输送管路20的通断状态，从而控制搅拌釜10内的催化剂浆料是否可以进入到陈化机构30中进行陈化。驱动泵40可以根据需要选择离心泵、流程泵、隔膜泵等。

在本实施例中，搅拌釜10还包括驱动电机14，驱动电机14设置在搅拌釜10外侧，釜体11的顶部盖设有釜盖，搅拌件12的轴体121顶端穿过釜盖伸出搅拌釜10外，并且与驱动电机14驱动连接，这样，驱动电机14不会对搅拌釜10内的催化剂浆料产生影响，同时还能够驱动搅拌件12转动。

本实施例的催化剂粉体制备装置的使用过程如下：

将催化剂粉体制备所需的原料和沉淀剂通过计量泵加入到釜体11内，开启驱动电机14，驱动电机14驱动搅拌件12转动，搅动釜体11内生成的催化剂浆料。待搅拌到一定程度后，开启输送管路20上的阀门50，启动驱动泵40，并通过驱动泵40调节催化剂浆料的流动速度，并将催化剂浆料输送至陈化管32内。调整加热件31的相关参数对陈化管32的温度进行控制，完成陈化管32内催化剂浆料的陈化过程，在陈化管32末端收集陈化后的催化剂浆料，用于后续处理过程。

需要说明的是，上述实施例中的多个指的是至少两个。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

1、解决了现有技术中制备的催化剂粉体质量不稳定的问题；

2、沉淀和陈化过程独立进行，避免二者之间的相互干扰；

3、分别控制两个独立过程的参数，控制催化剂浆料的陈化时间，降低宏量制备中的“放大效应”对催化剂质量的影响；

4、通过控制进料与出料速率，实现催化剂的连续制备，提高催化剂质量的同时，极大提高催化剂的制备效率；

5、内层的凸起在搅拌时促进形成垂直方向的环流，有利于垂直方向不同位置的催化剂浆料进行混合，提高搅拌效率；

6、形状不同的第一搅拌部和第二搅拌部抑制催化剂浆料在搅拌过程中形成稳定的切向流，促进催化剂浆料的混合，提高搅拌效率；

7、进料与出料可以同时进行，实现催化剂粉体的连续制备，降低了产品批次之间的差异性，提高产品质量的稳定性与均一性，提高生产效率。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种催化剂粉体制备装置，其特征在于，包括：

搅拌釜(10)，所述搅拌釜(10)包括用于容纳催化剂浆料的釜体(11)以及可转动地设置在所述釜体(11)内并用于搅拌所述催化剂浆料的搅拌件(12)；

输送管路(20)；

陈化机构(30)，所述陈化机构(30)设置在所述搅拌釜(10)外，并通过所述输送管路(20)与所述搅拌釜(10)连通，所述搅拌釜(10)内的催化剂浆料经由所述输送管路(20)进入所述陈化机构(30)中进行陈化。

2.根据权利要求1所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述釜体(11)包括外层(111)和内层(112)，所述外层(111)设置在所述内层(112)的外侧，所述内层(112)的至少一部分与所述外层(111)之间间隙设置，并形成用于通入冷媒或者热媒的换热夹层(113)。

3.根据权利要求2所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述内层(112)的一部分具有向远离所述外层(111)的方向凸出的凸起(114)。

4.根据权利要求3所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述凸起(114)为多个，每个所述凸起(114)沿所述釜体(11)的周向延伸，各所述凸起(114)之间沿所述釜体(11)的轴向间隔排列。

5.根据权利要求1所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述搅拌件(12)包括：

轴体(121)，所述轴体(121)纵向穿设在所述釜体(11)上；

第一搅拌部(122)，所述第一搅拌部(122)与所述轴体(121)连接，并与所述轴体(121)同步转动；

第二搅拌部(123)，所述第二搅拌部(123)与所述轴体(121)连接，并与所述轴体(121)同步转动，所述第二搅拌部(123)位于所述第一搅拌部(122)下方，且所述第一搅拌部(122)与所述第二搅拌部(123)的形状不相同。

6.根据权利要求1所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述搅拌釜(10)的顶部开设有进料口(13)，所述搅拌釜(10)的底部开设有出料口，所述输送管路(20)的一端与所述出料口连通。

7.根据权利要求1所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述陈化机构(30)包括：

加热件(31)；

陈化管(32)，所述陈化管(32)的一端与所述输送管路(20)连通，所述陈化管(32)穿设在所述加热件(31)内，所述加热件(31)能够对所述陈化管(32)内的催化剂浆料进行加热，以控制陈化状态。

8.根据权利要求7所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述陈化管(32)呈S形回旋式绕设在所述加热件(31)内。

9.根据权利要求1所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述催化剂粉体制备装置还包括设置在所述输送管路(20)上的驱动泵(40)以及阀门(50)，所述驱动泵(40)驱动所述催化剂浆料由所述搅拌釜(10)向所述陈化机构(30)运动，并能够控制所述催化剂浆料在所述输送管路(20)内的流速，所述阀门(50)能够控制所述输送管路(20)的通断状态。

10.根据权利要求1所述的催化剂粉体制备装置，其特征在于，所述搅拌釜(10)还包括驱动电机(14)，所述驱动电机(14)与所述搅拌件(12)驱动连接，并驱动所述搅拌件(12)转动。

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