專利名稱：高強(qiáng)度高活性氨合成催化劑的制造方法及熔制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氨合成催化劑的制造方法及熔制設(shè)備，屬催化劑生產(chǎn)領(lǐng)域。
中國(guó)發(fā)明專利85101606公開(kāi)了一種液體分散法高強(qiáng)度氨合成球形催化劑制造方法，此方法采用磁鐵礦、氧化鋁、碳酸鈣等為原料，經(jīng)電爐熔煉，流體分散水冷成球，制造高強(qiáng)度氨合成催化劑。此方法的主要缺點(diǎn)是，采用兩個(gè)電極單相電阻爐熔制原料熔煉溫度低，成球率也不高，且成球后冷卻液與催化劑分離慢，降低了球形催化劑的強(qiáng)度。傳統(tǒng)的制造熔鐵催化劑，一般采用雙電極單相電阻爐，電弧爐、感應(yīng)電爐等。雙電極單相電阻爐，造價(jià)低廉，使用方便，但最大的缺點(diǎn)是熔煉溫度偏低(～1500℃)，變壓器功率利用率低，影響催化劑質(zhì)量;電弧爐溫度較高(～2000℃)，但由于碳素電極還原性強(qiáng)，很容易導(dǎo)致催化齊產(chǎn)品鐵比(Fe2+/Fe3+)過(guò)高，也影響催化劑質(zhì)量;感應(yīng)電爐溫度適當(dāng)，并可縮短熔煉時(shí)間，但造價(jià)昂貴，且爐襯容易受堿性物質(zhì)侵蝕，更換頻繁不適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度、高活性氨合成催化劑的制造方法及熔制設(shè)備，采用本制造方法可準(zhǔn)確掌握熔煉溫度，并能提高成球率及催化劑強(qiáng)度，同時(shí)又可降低成本。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的將制造氨合成催化劑原料精選磁佚礦和氧化鋁、硝酸鉀、碳酸鈣等，按一定比例混合均勻后，裝入本發(fā)明專用熔制設(shè)備三電極電阻爐中熔煉，熔煉時(shí)用純鐵調(diào)整熔漿中的二價(jià)鐵和三價(jià)鐵的比例，熔煉電壓保持在15v-50v的范圍內(nèi)變化，熔煉4-8小時(shí)，當(dāng)鐵比(即Fe2+/Fe3+)達(dá)到適當(dāng)值時(shí)，慢慢倒出熔漿，催化劑熔漿落在由多噴頭噴槍噴射的液體上，噴槍噴頭可以是兩個(gè)，也可以是三個(gè)，這樣催化劑熔漿可得到比較均勻的沖擊而破裂分散并自行收縮成球，然后落入園錐形冷卻池內(nèi)，催化劑在冷卻池內(nèi)凝結(jié)成粒度不同的球狀或近似球狀的顆粒，冷卻池上口直徑＞1600mm，高＞800mm，錐形池下口直徑為80-120mm，錐形池內(nèi)冷卻液液面高度由一個(gè)循環(huán)泵來(lái)穩(wěn)定，液面距出料口的垂直距離為500-1000mm，冷卻液溫度大于70℃。從園錐形冷卻池下口流出的含有催化劑顆粒的液體注入傾斜的弧形篩網(wǎng)上，弧形篩網(wǎng)網(wǎng)孔直徑1-2mm，篩網(wǎng)長(zhǎng)度1400-2000mm，弧形篩網(wǎng)傾斜度大于30度，催化齊顆粒和冷卻液在篩網(wǎng)上分離，冷卻液可循環(huán)使用，分離使用，分離后的催化劑顆粒用干燥的氮?dú)饣蚩諝膺M(jìn)行熱處理，再進(jìn)行篩選除去未成形的不規(guī)則顆粒，分粒度裝箱，即可得到催化劑成品。


圖1.是本發(fā)明工藝流程示意圖;
圖2.是三電極電阻爐俯視圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明圖1中1是三電極電阻爐;2是三噴頭噴槍;3是冷卻池;4是弧形篩網(wǎng);5是集液池。將原料精選磁鐵礦氧化鋁、硝酸鉀、碳酸鈣等按一定比例混合均勻后，裝入三電極電阻爐1中進(jìn)行熔煉，熔煉電壓控制在15v-50v的范圍內(nèi)，熔煉4-8小時(shí)，當(dāng)鐵比達(dá)到適當(dāng)值時(shí)，慢慢將熔漿倒在三噴頭噴槍2的噴液口上，使催化劑熔漿充分分散并自行收縮成球，然后自行落入園錐形冷卻池3內(nèi)，催化劑在冷卻池3內(nèi)的冷卻液中凝結(jié)成大小不同的形狀顆粒，冷卻池內(nèi)冷卻液液面距出料口的垂直距離為500-1000mm，冷卻液溫度大于70℃，從次冷卻池3下口流出的含有催化劑顆粒的液體注入傾斜的弧形篩網(wǎng)4上進(jìn)行固液分諏，液體流入集液池5中，可循環(huán)使用，分離后的催化劑顆粒用干燥的氮?dú)膺M(jìn)行處理，再進(jìn)行篩選，即可得催化劑成品。
結(jié)合圖2，三電極電阻爐由高溫耐火材料6將熔爐爐腔隔成丫形，三個(gè)電極7分置于丫形爐腔的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)，三電極到丫形爐腔中心的距離相等，通過(guò)調(diào)整電爐變壓器的輸出電壓可控制熔煉溫度，三電極電阻爐熔煉溫度比單相電阻爐提高100℃以上。
本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是采用三電極電阻爐提高了熔煉溫度，并減少了電耗，生產(chǎn)噸催化劑耗電率下降20%-30%，采用多噴頭噴槍噴射液體沖擊高溫熔漿，提高分散度，使熔漿分散均勻，提高了成球率，使成品率＞80%，冷卻時(shí)催化劑顆粒與冷卻液接觸時(shí)間很短就被迅速分離，這樣就提高了催化劑的強(qiáng)度，催化劑單?？顾閺?qiáng)度4.0mm以上＞35Kg，同時(shí)催化劑活性提高0.5%以上。
下面介紹一個(gè)本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例，采用180KVA電爐變壓器，使用三電極電阻爐熔煉混合原料300公斤，加純鐵19公斤，熔爐電壓為20-45V，熔煉六小時(shí)，當(dāng)鐵比達(dá)到0.55時(shí)出爐，經(jīng)噴射成球，冷卻、分離得到催化劑280公斤，3.0-4.0mm球單粒抗碎強(qiáng)度≥30公斤，大于4mm球其抗碎強(qiáng)度≥35公斤。此種催化劑活性比原工藝生產(chǎn)的催化劑活性提高0.5%以上。
權(quán)利要求
1.一種由精選磁鐵礦、氧化鋁、硝酸鉀等為原料制造高強(qiáng)度、高活性氨合成催化劑的制造方法，其特征在于原料經(jīng)配制后裝入三電極電阻爐1熔煉，熔煉電壓保持在15V-50V經(jīng)熔煉4-8個(gè)小時(shí)取樣檢驗(yàn)鐵比(Fe2+/Fe3+)，當(dāng)鐵比達(dá)到適當(dāng)值時(shí)即可出爐，出爐催化劑熔漿落在由多噴頭噴槍2噴射的液體上，催化劑高溫熔漿得到比較均勻的沖擊而破裂分散自行收縮成球，然后，落在園錐形冷卻池3內(nèi)，催化劑在冷卻池3內(nèi)凝結(jié)成大小不同的球狀或近似球狀的顆粒，從錐形池下口注在傾斜的弧形篩肉4上，進(jìn)行固液分離，分離后的催化劑顆粒經(jīng)干燥篩選即得球形催化劑成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高活性氨合成催化劑的制造方法，其特征在于多噴頭噴槍2的噴頭為三個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高活性氨合成催化劑的制造方法，其特征在于錐形冷卻池3中冷卻液面距電阻爐出料口的垂直距離為500-1000mm，冷卻液溫度大于70℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度高活性氨合成催化劑的制造方法，其特征在于弧型篩網(wǎng)4傾斜度大于30℃。
5.一種用于制造高強(qiáng)度高活性氨合成催化劑的專用熔制設(shè)備三電極電阻爐1，其特征在于電阻爐1由高溫耐火材料6將熔爐爐腔分隔成丫形，三個(gè)電極7分置于丫形爐腔的三個(gè)頂點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氨合成催化劑的制造方法及設(shè)備，屬催化劑生產(chǎn)領(lǐng)域。該工藝采用專用設(shè)備三電極電阻爐取代多年來(lái)一直沿用的單相電阻熔爐熔制催化劑，提高了催化劑熔煉溫度并降低了能耗；采用多噴頭流體噴射成球法以及簡(jiǎn)便的固液分離技術(shù)，提高了催化劑的活性和強(qiáng)度，保證了催化劑的外觀色澤。本發(fā)明使合成氨球形催化劑制造噸耗電率下降20％—30％，成品率為80％，催化劑單?？顾閺?qiáng)度4.0mm以上＞35kg，催化劑活性提高0.5％以上。
文檔編號(hào)C01C1/04GK1078411SQ9310095
公開(kāi)日1993年11月17日 申請(qǐng)日期1993年1月9日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月9日
發(fā)明者仰華胄, 王逸恩 申請(qǐng)人:仰華胄, 王逸恩