催化剂生产过程中的主要生产设备

1、催化剂生产过程中的主要生产设备1、沉淀操作单元设备沉淀法生产载体和催化剂时常用金属盐类和沉淀剂在沉淀反响器(成胶罐)中进行，为了获得理想的沉淀粒子，在沉淀过程中必须使物料保待一定温度， 并 不断搅拌，保证混合、分散均匀。沉淀操作大多为间歇式。加料方式可为分步法 或并流法，假设用并流法，几股物料同时进入带搅拌的成胶罐，连续操作，然后进 入老化罐，待收集到一定体积的物料，经一定温度、时间老化后再进入下一道工 序，老化罐间歇操作。沉淀操作单元主要设备包括成胶罐、搅拌器、加热器和通 风设施。1.1成胶罐(1)间歇式间歇式成胶罐主要有无顶盖开启式与有顶盖填充闭密式两种，如图1.1、图1.2所示。，便于操

2、作，加热方便，通风良好。同时可随时用肉眼观察沉淀过程中溶液颜色、胶 体稠度的变化，便于成胶罐一定要满足工艺需要(考虑容量、搅拌强度、产品的人孔盖。成璃视窗或快开相连为组合型式，如盖上留有大的人孔,为间歇式操作，两开口位置在胶罐操作时要求物:口 口搅拌较剧烈, 定的停留时I能严格扌空制帝法加料方式。:积大。成)H值的测量等。成胶罐宜采用开启式锥殳加固体物料。人孔处装有移动的需要罐内可有加热盘管二罐四成胶罐为1.3所示。按工艺要器，或在顶情况下胶罐体积小、节容易,以保证产品质量证成胶物(3)连续式|0='I图对于溶料按罐例1-搅搅拌轴;密剂成胶新开发出连续式成胶反响器盖首先将酸胶碱物 (混

3、合器)生产溶胶状态的粘结剂体;然后进入另一个电动机;-罐体;| 3-夹套；4-4-搅拌器6-支座；9-传动装置罐，与填料浆液、活性组分浆液充分搅拌，体系物料保持溶胶状态进入下一工序。 整个流程连续操作，要求控制好各物料流量、成胶温度、 pH值，使胶凝时间达 到工业生产要求。这种连续式操作不仅适用 DCS空制系统，又能提高生产能力。1.2搅拌器一般常用的搅拌器型式有桨式、推进式、涡轮式。桨式又分为平桨式、折框 式、锚式，涡轮式分为开启式涡轮和圆盘涡轮。根据工艺要求、物料粘度、搅拌 目的及搅拌器性能特征来选定搅拌器。 对于平直叶桨式搅拌器，低速运转时，产 生的主要是切线流，这时剪切力作用很弱，几乎

4、不存在轴向混合；高速运转时， 产生的主要是径向流，有一定的剪切力和宏观混合作用。对于折叶桨式搅拌器， 产生的轴向流较大，宏观混合效果较好，在小容量、低粘度均相液体混合中仍广 泛采用。对于推进式搅拌器产生的轴向流循环量很大，宏观混合好，剪切作用较小(与涡轮式搅拌器相比)，非常适合于以宏观混合为目的的搅拌过程。对于涡 轮式搅拌器，具有剪切力大、循环流量也不小等特点，几乎适用于低、中等粘度 的所有搅拌过程。1.3加热器常采用的有罐壁夹套加热，罐内盘管加热以及蒸汽直接加热。 对于高硅分子 筛合成，晶化温度150-200 r，热载体可采用导热油。1.4通风设施分自然通风与机械通风。常见的烟囱式吸风器，可

5、以靠位差抽力自然通风， 也可在烟囱上装有抽风机排除由于化学反响所产生的气体及加热所产生的蒸汽。 另外，还有钟罩式吸风器与边缘吸风器。2过滤设备2.1转鼓过滤机(1)转鼓真空过滤机该机有刮刀式与折带式卸料方式独立的小滤室构成，每个小滤室都以单独孔道与主轴颈端处的分配头连通，分配头内也被径向筋片分为四个室，它们分别与真空源或压缩空气相连通。运转时。只有分配头转动盘随转鼓一起旋转，转鼓上的小滤室将相继与分配头的四室相连通。该机的优点是：结构简单，自动连续操作，处理量大，洗涤良好，易保养，造价低。2加压式转鼓过滤机该机见图2.3具有加压状况下连续操作，良好密封性，可得到湿含量较低滤饼，效率高等特点。2

6、.2圆盘真空过滤机地少；3真空度损失小;过滤，处理量大,该枯燥、返回初时效率高作灵活易维修61国内有关单胶带式1滤、洗涤、直空，迅速醫.4圆盘真空过滤机移动.拌1 器真空过滤机已成功地应用口过滤机。其优点是：1效率高；2.3带式真空过滤机(1)移固定式过滤机滤圆盘IS节，卸料方便于裂化催化剂生产12343连续移动盘带式真空过滤机 ：平空心主轴上组成真空2.5移动带式真空过滤机结构示意图置；2-洗涤装置；3-滤布导向器；4-清洗装置；5-驱动辊；6-切换阀该机结构见图2.7，将原来整体式真空过滤机改为由多个可以分合的小滤盘 组成，小滤盘连结成一个环形带，滤盘可以和滤布一起向前移动，不必使用真空

7、切换阀，控制更简单，作业可靠性增加，本钱降低。2.4板框压滤机该机结构见图2.8,组成包括1液压压紧装置；2压紧板头板；3 两侧面覆有滤布的板、框；4止推板尾板；5具有防腐性能的主梁。另外辅助装置有供气供水系统，供油站和控制柜等。板与框采用防腐材质塑 料、橡胶与木材做成。该机设备结构简单，操作维修方便，推动力大，板框可 采用隔膜压榨，滤饼湿含量低，造价廉价。但人工卸料，人工清扫更换滤布，劳 动强度大。2.5设有，可经常清洗滤布提高过滤效率严、6设有电控系统实现操作程序自动控制O壬E滤板压紧可实实现了自动拉滤布振打我国有关单位共同开发的 GXZ-100/1000型高珏压 图2.10，已成功地应卅

8、于分了筛生产2滤布单行该机滤布时，濾布张开角度 布全行 。 走式自动厢式压了 成体押图2.11，7同时启动滤布驱动装置:带动滤布同时上下行走，滤布a动压滤机，结构见示F外均可得到清洗。JJL滤饼卸除睚组件翻开 ；6, “心.L 振打装 _ 置，滤饼从两侧移动装置滤布全行走式自动厢式压滤机除装置滤5-压紧板多板立用逆流压系统洗涤9，滤液涤均集槽；效率滤液阀; 进2.6带式压榨过滤机图2.10GXZ-100/1000型高压压榨全自动压滤机结构简图1-止推板组件；2-隔膜滤板组件；3-滤板组件；4-头块隔膜滤板组件；5-滤布组件；6-压紧滤板组件；7-管路系统；8-压紧装置；9-清洗振打装置；10-

9、液压系统;式，年料口-10000该机结构见图2.14,是一种借助于两条环绕在按顺序排列的一系列辊筒上的滤带，实现挤压脱水的压榨过滤机，具有结构简单，操作方便，能耗少，噪音低,处理量大，可连续作业等优点。我国已开发生产 DY型带式压榨过滤机。1 2 34 56A 1只 *167 8910 11B B _ -Ar W织 /fej2.7离心机图2.15为三足式吊袋卸料离心机。该机结构简单，运转平稳，别离固数高,操作方便，辅助操作时间短，效率高随着科学技术的开展二新3洗涤设备图1-泥洗涤可以在过滤托调整辊；8-上冲洗箱；9-图 的后涤饼有不2下箱；沁 固滤板可以面部布滤机不断开发，种类繁 "

10、返|画机应领迥3不不殆断扩新型甌詈机应新过式压榨过滤机结构示意图8向机组合设备中完成上滤带不同 装图1-上刮泥板；12-脱水点条方带式真空过3.1为带式心7J/P. Mi/ 4 卜“ 2/走5-空过滤机排并流洗滤机:逆流再浆更为有效。带式L圆盘、涤流可采用再化浆洗涤方式过滤滤机的洗3装置；12洗涤装置；1?-基座；14-图2.15三足式吊袋卸料离心机1-机壳；2-转鼓；3-主轴部件；4-驱动装置；巧-制动装置 6机座部件；''7-大.径滤布筒；-8-小径滤布筒4枯燥设备近年来枯燥技术和设备开展很快。枯燥设备按不E同准那么可分为：第一类热方式划认为是传导加热类型的-热及微波对流加

11、热、辐射冷冻枯燥可图3.1带图导加热、一种特殊情况。第二类按枯燥器类型划分有托盘、转鼓、.、流化床、气流和喷雾枯燥。按照产品在设备中的停留时间分类那么停留时间短 V 1mi n的有闪蒸、喷雾、转鼓枯燥器，停留时间长 1h的有隧道、小推车及带式 枯燥器等。4.1厢式枯燥器图4.1为使用轴流风扇的厢式枯燥器。厢式枯燥器可分为：水平气流厢式干 燥器，穿流气流厢式枯燥器，真空厢式枯燥器，隧道式枯燥器，网带式枯燥器等。 厢式枯燥器宜用于常更换产品，价高的成品或小批量生产等。但枯燥时间长对于 物料量大的，所需设备容积也大，劳动强度大热效率低40%左右，产品质量 不够稳定。原料图4.2为转筒枯燥器工作原理图

12、。该种式和混合加热式4.3转鼓干操器便等优点。它具有殳备庞大"，蜀次性投资废空气枯燥器可分为直接力加热式、间接加热' 亠'结构这是种以传导传热方式使物料加热的枯燥器; 鼓产能力大兀续 安装拆卸困难，2 O简单单鼓、双鼓和多能得至=r .*品。* IM.%-90%示意于图43有三种形式,4.2转筒枯燥器.伸厶4l ta1llz o.iFjpi _ 一一应性广，产品枯燥均匀等优点4.4卧式桨叶式干操器应用最广的是楔形桨叶式干用轴流风扇的厢式枯燥器4.5为双轴桨式枯燥器结构 示意图。该器具有设备结结80% -90%),物料适式枯燥器图 4.4W1-W型槽体；6-楔形桨叶&q

13、uot;一7图4.6、图4.7分别为单级带式枯燥器结构透视图、操作原理图。可分为单 级、多级和多层带式枯燥器，冲击式带式枯燥器等。带式枯燥器结构简单，安装方便，故障率低，便于维修，但占地多，运行时噪音较大。该器内的物料在2t/ lz n二T七旦怦倂床 丨丁操器F4.6振动】叫idrDAauipiI1&跳跃前斤翻动，快速由于施加振动，可使最小流化气速降低，因而可显着地降低空气需要量，降低粉末夹带量，可方便地由调节振动参数来改变物料在枯燥器内停留m1的时间。|结构见图图48，4.7喷雾枯燥So图4.图1-枯燥产品出口;4.8气流枯燥进料这是级带式I 燥器1宋作_6空气排放1$冲连续式的高效

14、固体流态化枯燥方法4.9盘式连续干原理5、10度大间短、热效率高图'4.8我国生产的两种对流型振动流化床空气萍放其根本流程见图4.10o该种:尾气除尘-排风机；9-14-隔振簧；15-：8-过滤机；3,7-给风机；4-换热器；5-旋风除尘器; 屮-空气入口； 11-空气出口； 12-上盖； 口口口振动电机；16-进料口13i机体;该器是高3匸1燥3时间短干结构和工an、见图；口料的鼓风机。；7-空气该器热效率高能耗过滤H分布器; 8-枯燥室；9-旋风别离器；10-排风机4.11、图 4.12,，使其湿含量降到某一值然后，再经过第二个干y 2 1 燥器，喷常见的有气流流化枯燥器， 雾气流

15、枯燥器，流化移动床枯燥器等。.其原理根本与上述种类 性能使物料适用性更广泛匕气流1受尘离心、3剪风 转加料器;；7加相似，但对某些部转闪蒸干当然还有其他新优化热的空气以一定的喷动速 的剪切、吹浮、1/ r度从干，经加HP <=> _ 对物料产生强烈化形=1 <=>图4.11盘式连续枯燥器结构简图1-物料进口； 2-废弃出口； 3-耙图4.12枯燥器工作原理图1-耙叶；2-耙臂；3-主轴；4-物料;5-小加热盘；6-大加热成较大的比外表积，强化了传质传热。在枯燥室底部，较大较湿的颗粒团在搅拌 的作用下被机械破碎，颗粒较小的物料被旋转气流夹带上升， 进一步枯燥并被分 级。旋

16、转闪蒸枯燥器对粘稠、膏状分子筛滤饼枯燥也取得成功。5压缩成型设备5.1旋转式压片机旋转式压片机工作原理见图5.1。通过上、下冲头在冲模内上、下运动对粉 料进行压缩成型。在转盘上开有很多模孔每个模孔上、下各有相应的上、下冲头 每个上、下冲头都有上压轮及下压轮使其下、上运动。转盘旋转时，上、下压轮 在一定轨道上升降运转，迫使上下冲头升降，而到达压片目的。旋转式压片机可 连续压片，其效率比单一压片机高很多。45.2对辊式压块轮以相同转速做相反旋转,重或强制喂料坏加因弹性n压顺利地脱落。图5.2示出对辊式压块机简图。两轮辊呈水平布置。F成型粉; 进入两轮辊之间，物料 性质，被轮辊咬入，随 压缩，6挤出

17、成型设备径相同的轮辊之间留有一定间隙,习地丿面的某点自由流动的可逐渐减小、因而逐渐被的团块球型£本身的重量而1(1)螺杆 .转。图压轮式。5-下压轮；是水平式双螺杆挤条件有：机示意图，图6.26H螺杆挤条机图5.1旋转式它有料斗式2-上直式;、F简挤条机对冷扣水进口合止物料因混合不均而致抱杆。螺杆材料选用3CrL13,设计要求外表辉光离子氮化 处理。(2)筒体见图6.3。其作用P匀整及物料因失水硬化筒体是由两个大半圆组对而成，外有方形冷却水套 是使物料在较低温度下成型防止温度高使条不够光滑、造成堵塞孔板。筒体材料为2Cr13,钻基合金，以提咼耐(3)孔板孔板的厚度、须到达制造精度要求

18、如采/进r 辉光氮化处理或喷涂一层有关。孔板加工很关键，必孔面积较经济的电火府激光加工三叶形催化剂截面形状见图 6=4。孔板开孔尺 为了降本钱工程塑料为0例见表5。板材料为2Cr13。工工艺。ITt冲甲水宙口孔板的开孔尺寸柱6.2动推工柱塞型挤条机塞骸或环开条或三叶形条筒体断面示意图螺杆冲头)往复运动，,将物料在模槽中向前乙式柱机入有双模冷却模出圆柱图6.4三叶草催化剂的截面形犬的7很多小体用，又起模头作用挤条机;图6.5水平式柱塞型挤条机示意图送到两个6.6为滚轮齿轮内侧duly K -S-"-种设6.3滚轮挤条机、互相啮合的轮的齿顶、齿轮的齿底小孔挤出,利从上部齿轮的齿底钻有所的

19、啮合力而通过一个齿轮既起辊子挤6.4环滚筒式挤条机环滚筒式挤条机工作原理见图6.7。它的根本组成是一个转动并钻有许多小 孔的圆筒形模子，在这模子内部有多个压滚，进料落在有压滚的位置。每当转动 时物料被压进模子的小孔，由于物料通过小孔的摩擦作用提供了压实需要的阻 力，在模子外面挤出圆柱形条状物，通过与模子外表保持固定距离的刀片切断条。 图6.8为水平式环滚筒式挤条机，图6.9为垂直式环滚筒式挤条机。6.5轮碾机勺.捏合设备常见的有螺卜厂th仃匸甘'轮圆周运不断地把劭干机、轮碾机、料盘中的物料捏合、2Q混捏机等。轮碾机是通过荷重的两个碾刮刀使盘底物料不断翻炒一II 图6.9垂直式环辊冋式挤

20、条料团。在料盘上方有喷淋管可洒入水、胶溶剂，间歇操作机该机见图时间的捏合使物料碾压成图6.9垂直式环辊筒式挤条寸近的6.1图6双轴混捏 筒式挤46.6双轴混捏机团。当槽体转压的双31-撑柱;2, 10-产品；3-喂斗；非4-进料室；5-排出叶轮；6-压 滚；5水平粉环辊水式挤溶机进入；好的料图转方向相反的扭图、5碾压捏合一定时间后见图 6.11-挤出机；5-产品的动垂0常见的有旋钢丝水平式条连续生产线。6.7混捏-挤条连续生产机长岭炼化公司催化剂厂与括粉体、助剂自动计量，双螺干6.8转鼓切粒机配套设备1-料盘图幽图6.12转鼓切粒机示意图转鼓切粒机由圆筒形转鼓、内装的托板与刀片组成圆筒安装在托

21、辊上圆筒 与刀片各由电机带动。需切粒的条状物料由圆筒一侧上口参加转动圆筒把条状物 料带到最高点下落时，被转动的刀片切断。影响切粒效果的主要因素除刀片结构、 刀片转速、转鼓转速外关键是控制好被切条状物的固含量，可保证出粉率低。固 含量低时，条软，不易控制好出条长度3-8mm;固含量高时，切条时粉化严 重，影响收率。图6.12为转鼓切粒机示意图。切粒条件的影响见表 2、表3、表 4比转鼓切粒机结构简单，易于制造，易调节操作参数。表2低转速比下的切粒结果tt 士 Lb, n 丄 士£Hli.1.总昇詹球加f眸甘皿.转速比刀片转切粒后反度分布按根數汁連/風商转速< 2rnni3 亠 i

22、Onrcit() - 20mm> 20mni*2丄nm圆柱条76300"1 弘询三叶形条7B.43942dQ£)L2mn 2叶略条7|張30021-Vc V|v表3高转速比下得切粒结果表4切粒过程的粉化情况7转动成型设备转7.1盘式滚球机该机结构示意图见图7.1。在倾斜的转盘中某部位参加粉体原料， 同时在盘上 方通过喷嘴喷入适量水或粘结剂，事先制作或引人直径小球作种 子在转盘中粉体由于摩擦力及离心力作用，被升举到转盘上方挡板处，然后 又借重力作用而滚落在转盘下方。通过不断转动，像滚雪球似的，最后成长为所 控制大小的球粒排出转盘，必要时装设防尘罩。合，其水含量较低局部由

23、于局部喷入过量粘结剂或水入粘结剂时得至限的三局部a图7.1转盘式滚球机结构示意图转盘中物料的运动见图7.2示意。在转盘正常运转时，可清晰见到有明确界2长。邙部位呈月牙形，喷参加粉体一边长种，与正在成长的球粒混子 一边出料，为连续生产的最正确位置。a部位球粒进一步被压实，固结随球粒长大至一定大小时在溢流区域不断地从转盘边缘抛出。偏铝酸钠-硝酸j位置以丫部位中咅到盘上方挡板处大小球粒剂过量时 位置以I部位苕粉在直径 800mm转盘滚球机上的试验说明粉体参加粉体均匀分散，使运转保，以免球粒沾适但要注意与挡板的距口适宜。粉体在此参加后立即贴着盘底顺着转开这样既防止了粉体在方向运动茨长为所要求有时当喷入

24、粘结明，粘结剂的参加近否那么小球会粘附在大球外表。总之，粘结剂与粉体参加位置根据球的成长情况加以调节通常转盘直径取D(m)转盘深度H取转盘倾角45-56最好。此范 图7.2转盘造粒物料运动示意图围时，转速N=14-16 D o生产厂家会提供各种规格设备的技术参数供用户选择。上述转盘式滚球机可生产2-3mm到7-8mm的球形颗粒。但另一类转动成型设备，为不锈钢材质的转动糖衣锅，可生产 0.2-1mm的微小球粒，在医药药 丸及催化剂载体生产上广泛应用。两者的原理根本相似。端排出。7.2转筒式成球机转筒式成球机见圆I大齿轮传动筒体倾角很小,粉体从高的一端加料槽中参加筒内物料连续不断地被筒体翻动,粘结

25、剂接触，借圆较大的球粒从低的一Il筒回转不断前进，粒子不断长并与喷入的7.3整形机1加料潘家帧等开发滚球法制造球形微丸的理。从挤条;机出来的条优物料被整齐地切断成再被墩成哑它有两种不同的机艰直径大体相等或稍稍长一些，成型过程3圆柱造粒两端棱角被墩圆, 成椭球形.铃，然后墩滚制成料被墩弯,剪切7.5 (b)球刺，见图7.5中部受到剪变细，再被墩成球，见图成的条状物。在球形微为经切断后的圆柱形物图7.4转筒式成球机1-圆筒；2-喷嘴；3-出料器；4液圈；5-大齿轮；6-托轮；7-减速机丸造粒机中切断，并进行高速滚制，颗粒在转盘上运动见图 7.7示意，不断滚制 中将颗粒墩圆。该设备生产能力大，效率高

26、，设备费用，低可以生产粒径0.2-3mm、 球粒大小均一、圆球度好、外表光洁的球形微丸微粒。浸溃操作单元设备浸渍!作单元设备大都为专 驱渍工艺和专用设备组合成饱IVOA在进入，浸泡载0浸后残液从罐底部流至贮罐。浸渍后的催化剂待滤出浸渍液后进入枯燥设备时间、液固比等下完成浸渍操作。有的操作在罐内进热风枯燥 罐作粒在浸渍罐上的滚动轨迹8.。从罐上部进口管线分几层多路快速2连续式浸渍12网带浸渍中，带送出浸渍示图8.2。就传动带上慢速地送到浸渍槽 负载量，然后吊篮随传送 y倾斜装置处卸出催化剂。 流程进入网带上扁平的料盘，料盘底部为不锈钢网，假设干个 冋收过剩的浸漬掖网带慢速运行。当料盘往下运行进入

27、浸渍载体经皮去枯燥塢装载体至用醯中料盘连接起来形成带状 槽后，保证0间，然后料盘往尽浸渍残液，在网带转折处卸出催化剂颗粒。料盘随下层网行回到进料处,定时采样分析浸后液浓机控制。！浸渍液自F时人工切换，浸后液放入贮罐进行回用。由于浸渍液浓度的在线分析技术难度大，国内生产厂浸渍液系统尚未实现自动控制。流程示意见图8.3。筒浸渍1 按攒液"载体经皮带秤计重与计量的浸渍液 滚筒慢速旋成假设干隔槽,、由传动装置使断往前输送到出料口与浸渍液同时出工序，浸后液回入贮罐，曲循环至浸2 S 4时顺流进入滚筒浸渍机,【槽内浸泡在 段经固液别离后飞用" j 液调配系统，整个56'机内由叶

28、片组 泡在浸渍液中，又不I催化剂进人下一枯燥芸制。流程示意见图8.4。饱和从浸动轮；2-网带；3-支架；、4-浸、渍槽；5-滚饱和浸渍图8.4滚筒浸渍流程示意图此法原理是将浸渍液传动齿轮；喷淋体在翻腾轮载体上液分固相充分混后条输送带使浸渍液全部负载在载体上，没有过剩的浸渍液。根据载体量和吸水率控制好浸图8.3网带浸渍流程图8.2渍槽；5徐轮；6-渍液体积，在一定的液固比下使载体完全被浸渍液润湿又保证催化剂中活性组分的含量；而且载体在转动的容器内翻腾，能使浸渍液均匀地喷洒在载体颗粒上， 但要保证催化剂颗粒尤其条状翻腾时磨损少，粉化率低，这些是饱和浸渍的技术要点。工业生产中常用的饱和浸渍操作设备有转鼓机见图8.5、混料机见图8.6、滚球机见图8.7。上述设备均间断操作。8.3流化床浸渍这是一种喷淋浸渍法，将浸渍液直接喷洒到流化床I处于流化态的载体上,在流化床内依次完成和活化过程。在流化化床内放置一定量的多孔载体颗粒，通入气体负载在载体上。当溶液喷完后锥筒下或切向喷入床层,高床温使负载盐类分解，带轮;用 冷却，再卸出催化剂。流程示意见有制备丁烯氧化脱氢等催简单、.；浸渍后载体 食气活化催化剂。进行流化枯燥，活化后鼓入冷空气进行然后升F流化床浸渍法适用于多孔载体浸渍。操作方便、周期短