[发明专利]一种超声辅助的催化剂喷雾造粒系统及方法

说明书

本发明公开了一种超声辅助的催化剂喷雾造粒系统及方法，利用超声的机械作用同时克服空化作用的缺点，使用特定的系统，对催化剂造粒前驱体进行超声处理，再进行喷雾造粒，所述的系统，主要部件由超声波发生器、喷雾装置构成，还包括降低空化作用的真空脱气装置；本发明的有益效果是利用了超声波的机械效应实现了凝胶的液化和固体的分散，提高了催化剂的颗粒强度，缩窄了粒径分布，提高了喷雾造粒的收率；采用真空脱气装置进行真空脱气，以降低产生气泡的空化作用的影响。

技术领域

本发明涉及催化技术领域，尤其涉及流化床催化剂的成型技术领域，具体涉及一种超声辅助的催化剂喷雾造粒系统及方法。

背景技术

流化床反应器是石油化工、煤化工、精细化工等领域里一种重要的反应器，具有传热性能优良、床层内部温度均匀、可实现催化剂连续反应再生循环、处理能力大等优点。流化床反应器所需的催化剂要求具有适宜的密度、合适的粒径分布和较好的耐磨性能，一般是通过喷雾造粒方法获得。

喷雾造粒法的典型工艺是将催化剂活性成分与载体、粘结剂混合制成胶状混合物前驱体，通过离心、气流或压力将前驱体分散成小液滴，并使液滴与高速运动的热气流迅速接触而被干燥，从而获得适于流化床的催化剂成型颗粒。但传统的喷雾造粒方法容易出现颗粒强度差、粒径分布范围过宽等问题，影响催化剂的性能。

超声波是频率超过20000Hz的声波，超过人耳听觉频率上限。超声波在介质中传播过程中会与介质发生作用，主要表现在促进液体乳化、凝胶液化和固体分散的机械作用、产生大量小气泡的空化作用以及引发介质升温的热效应。胶状混合物前驱体的凝胶液化和固体分散作用对于形成均匀液滴是有利的，从而能够得到粒径分布窄、颗粒强度高的催化剂成型颗粒，而空化作用形成的小气泡会造成喷雾造粒过程产生大量空心颗粒，影响催化剂强度，应加以抑制。

发明内容

有鉴于此，本发明利用超声的机械作用同时克服空化作用的缺点，提出一种超声辅助的催化剂喷雾造粒系统及方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超声辅助的催化剂喷雾造粒系统，包括超声发生装置1，置于超声发生装置1内的催化剂造粒前驱体的储罐2，与催化剂造粒前驱体的储罐2相连接的真空脱气泵3以及喷雾造粒装置。

所述喷雾造粒装置包括与催化剂造粒前驱体的储罐2相连接的输送泵4，通过输送泵4连接的离心喷头5，离心喷头5伸入离心喷雾塔体8内顶部，与气体加热器6连接的气流分布器7也位于离心喷雾塔体8内顶部，离心喷雾塔体8下部连通旋风分离器11，离心喷雾塔体8底部通过粗颗粒卸料阀9连通粗颗粒成型催化剂储罐10，旋风分离器11底部通过细粉卸料阀12连通细粉成型催化剂储罐13。

所述超声辅助的催化剂喷雾造粒系统进行催化剂喷雾造粒的方法：将催化剂活性成分与载体、粘结剂混合搅拌，制成胶状混合物前驱体并置于催化剂造粒前驱体的储罐2中；打开超声发生装置1，对胶状混合物前驱体进行超声处理，以促进液体乳化、凝胶液化和固体分散；打开真空脱气泵3，对催化剂造粒前驱体的储罐2内的混合物前驱体进行真空脱气，以降低产生气泡的空化作用的影响；超声和脱气处理完成的混合物前驱体进行喷雾造粒。

所述催化剂喷雾造粒方法：经输送泵4输送到离心喷头5，在离心作用下分散成小液滴；干燥介质经气体加热器6加热后，在气流分布器7的作用下形成均匀热气流，热气流与小液滴接触使小液滴干燥成型；气流夹带成型催化剂颗粒经离心喷雾塔体8及旋风分离器11，使粗颗粒、细粉与气流分离；打开粗颗粒卸料阀9，可从粗颗粒成型催化剂储罐10收取粗颗粒成型催化剂；打开细粉卸料阀12，可从细粉成型催化剂储罐13收取细粉。

本发明的有益效果是：利用了超声波的机械效应实现了凝胶的液化和固体的分散，提高了催化剂的颗粒强度，缩窄了粒径分布，提高了喷雾造粒的收率。采用真空脱气泵3进行真空脱气，以降低产生气泡的空化作用的影响。

附图说明