[实用新型]基于浆料涂覆法制备蜂窝陶瓷整体催化剂的喷吹设备

说明书

本实用新型提供一种基于浆料涂覆法制备蜂窝陶瓷整体催化剂的喷吹设备，包括：储气罐、整流气罩、机械臂、吹余料收集器和稳定支架，整流气罩、机械臂和吹余料收集器均通过支撑臂与稳定支架相连接。稳定支架可独立放置，也可以安装到常规涂覆机上。针对较大尺寸(方形载体的吹扫边长范围为150‑400mm，圆形载体的吹扫直径范围为150‑400mm)的蜂窝陶瓷载体，通过本实用新型提供的喷吹设备可以有效的解决因吹扫不均匀带来的蜂窝陶瓷载体涂层不均的问题。

技术领域

本实用新型属于能源环境领域催化剂制备技术，具体涉及一种基于浆料涂覆法制备蜂窝陶瓷整体催化剂的喷吹设备，尤其适用于大尺寸蜂窝陶瓷载体。

背景技术

自上世纪70年代初GM公司和Ford公司采用烧结法生产蜂窝陶瓷载体，首先将其应用于汽车尾气净化，接着Corning公司开发出一种热冲击性能好，以挤压的方式生产的堇青石蜂窝陶瓷载体，开始应用于车辆废气排放、工业废气净化等领域。随着整体催化剂在机动车尾气净化领域取得了巨大成就之后，整体催化剂技术以其特有的优势在国际上得到了广泛的关注，并在多个领域中取得了极大的研究进展，目前，整体催化剂及相关技术已应用于机动车尾气净化、工业废气的催化燃烧、选择性催化还原NO_X、加氢/脱氢等气-固和气-液固多相反应过程。

整体催化剂(载体)一般具有平行的纵向通道，各通道间由薄的间壁分割而成，催化剂活性组分担载于通道表面，传质过程多发生在轴向，而径向传质只能通过间壁的内孔扩散。整体催化剂的优点主要有：纵向通道，压降小，适于高空速下运行；强度好，抗震性强；热容量小，易于反应启动；整体装配，易于更换；催化剂活性组分担载量少，催化效率高。尤其是催化活性组分担载于通道表面，对于以扩散控制(含内、外扩散)为化学反应控制步骤的反应来说具有特殊的优势。这些优势无疑为其在化工生产及科学研究领域的应用提供了必要的前提条件，因此，整体构型催化剂在科研及生产中正发挥着越来越重要的作用。

近年来，针对堇青石蜂窝为载体的整体构型催化剂的制备技术得到了广泛的关注和研究，其中最典型的制备技术有三种：(1)在特定形状的堇青石蜂窝载体上采用浸渍法上载活性组分，此方法只适合负载较低含量的贵金属催化剂，但由于堇青石蜂窝陶瓷的比表面积小、载体与活性组分相互作用差等因素，不利于贵金属催化剂活性的发挥和效率的提升，需要在上载活性组分之前预先涂覆一载体层，以负载活性组分；(2)在特定形状的堇青石蜂窝载体上原位合成活性组分，但该类方法工艺复杂，成本高，不利于工业化应用；(3)将催化剂的活性组分以浆料的形式采用涂覆法负载到堇青石蜂窝载体上，此种方法该方法工艺简单，涂层质量可控，有利于工业放大生产。

涂层质量优良与否对以堇青石蜂窝为载体的整体构型催化剂性能的影响至关重要。浆料涂覆法涉及的主要操控步骤有浆料制备、浆料涂覆、浆料吹扫、干燥和焙烧等，每一个步骤均会对催化剂涂层的质量产生明显的影响，目前存在的问题主要包括涂层厚度不均匀、牢固度及重复性差等问题。当堇青石蜂窝载体尺寸较小时，例如圆柱形载体的直径或者方形载体的吹扫面边长在100mm以下，通过调整吹扫气的气量和流速就可以将载体表面上多余的浆料均匀的吹扫干净，然而，当蜂窝陶瓷载体的尺寸较大时，例如圆柱形载体的直径或者方形载体的吹扫面边长尺寸超过150mm时，吹扫气是否能够均匀的将载体上浆料吹扫干净、并保证每一个孔道内涂层的厚度均匀一致，就是一个极大的挑战，尤其是当圆柱形载体的直径或者方形载体的吹扫面边长达到250-400mm范围时，采用常规的吹扫方法难以保证载体孔道内的浆料涂层的均匀度，导致催化剂涂层质量下降，进而影响催化剂性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于浆料涂覆法制备蜂窝陶瓷整体催化剂的喷吹设备，针对常规喷吹设备吹扫气流分布不均导致的催化剂涂层质量下降的问题，尤其是较大尺寸(吹扫边长或直径范围为150-400mm)的蜂窝陶瓷载体，通过本实用新型可彻底解决吹扫气流在蜂窝载体表面上的均匀分布问题，保证涂层的均匀性及一致性，进而提高催化剂的性能。