專利名稱：一種氨分解催化劑顆粒的制作方法
技術領域：
一種氨分解催化劑顆粒技術領域[0001]本實用新型涉及一種氨分解反應中使用的固體催化劑顆粒，具體涉及一種主體呈六齒齒輪狀的固體催化劑顆粒。
背景技術：
氨分解催化劑主要應用于焦爐煤氣凈化回收裝置中的氨分解爐內，將焦爐煤氣中的NH3和HCN等有毒氣體全部分解成N2、H2、和CO2,有效地解決了焦爐煤氣中的設備腐蝕和環(huán)境污染問題。氨分解催化劑反應方程式如下2NH3——N2+3H2，2HCN+2H20+02—— N2+5H2+2C02。氨分解過程中催化劑床層的溫度非常高，達到1000°C以上，因此氨分解催化劑在具備高活性的同時，必須具備耐高溫性。[0003]催化劑顆粒一般都是由非塑性材料制備而成，當溫度很高時，催化劑顆粒受熱膨脹，膨脹使得顆粒中非圓滑過渡的地方就會發(fā)生由于應力集中超過所能承受的強度時的破裂，破裂程度大小直接影響氨分解過程的效果。實用新型內容[0004]本實用新型中主要解決的技術問題是提高催化劑顆粒整體的光滑程度，以降低顆粒中局部應力集中的程度，進而提高催化劑顆粒的耐熱性。根據力學原理，減少應力集中需要盡量使構件的整體外形實現圓滑過渡。為此，本實用新型中催化劑顆粒主體的徑向橫截面的外輪廓線是由多段相切的劣弧首尾相連形成的連續(xù)、光滑的六齒齒輪形狀。根據高等數學中對光滑曲線判斷的法則，由于這樣形狀的曲線的特征函數具有一階連續(xù)的導數，所以是光滑曲線。也就是說，本實用新型中催化劑顆粒橫截面的外輪廓線是光滑曲線。這樣的外形特征的催化劑在提高比表面積的同時，更顯著降低了局部應力，提高了催化劑顆粒強度，可以耐受更高的反應溫度。[0005]本實用新型的具體的技術方案包括[0006]一種六齒齒輪狀的固體催化劑顆粒，主體軸向部分為高度為H，催化劑顆粒的徑向橫截面外輪廓線呈連續(xù)的、光滑的六齒齒輪狀，且外輪廓線的外接圓半徑為R，內切圓半徑為r。[0007]形成上述催化劑顆粒主體徑向橫截面的連續(xù)光滑的齒輪狀外輪廓線的是具有下列特征的曲線段(如圖1所示)一組數量為6，半徑為β的圓，圍繞中心點0，在0°到 360°范圍內呈環(huán)形陣列；做如下三個圓，即外輪廓線的內切圓(圖1中的圓心為0，半徑為 r的圓)、及相鄰的2個半徑為β的圓(如圖1中的圓P和圓Q)的外切圓(如圖1中的圓 S)，得到另一組數量同為6的圓；分別來自這兩組的圓，兩兩之間相外切(如圖1中圓P和圓S相外切，圓S和圓Q相外切)，每個圓上形成相應的2個切點(如圖1中圓P上的點A 和點B，圓S上的點B和點C)，取這兩個切點之間的劣弧，所有的這些劣弧首尾相連構成橫截面的這種連續(xù)光滑的齒輪狀的外輪廓線。[0008]上述形成催化劑顆粒特征的各種相關參數尺寸為[0009]R = 2 mm 4 mm ;[0010]r = O. 85R ；[0011]H = 2R 2. 2R ;[0012]β = O. 2R。[0013]本實用新型與現有技術相比，外輪廓連續(xù)光滑，局部應力小，在提高催化劑顆粒比表面積的同時，更顯著提高了催化劑顆粒的強度。


[0014]圖1為本實用新型催化劑顆粒橫截面外輪廓線形成示意圖。[0015]圖2為本實用新型實施例1橫截面外輪廓線示意圖(同時也是實施例2和實施例 3的橫截面外輪廓線示意圖)。
具體實施方式
[0016]
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的說明[0017]與現有技術相比，本實用新型技術方案的顯著進步在于提高了催化劑顆粒的強度，而強度可以通過磨損率這個指標來考察。測試樣品顆粒的磨損率時采用上海黃海藥檢儀器有限公司出產的ΒΥ-300Α型小型包衣機(不銹鋼制糖衣鍋直徑200 mm，糖衣鍋傾斜角為35度)。測試時，每種樣品隨機抽取200顆，放入糖衣鍋中，糖衣鍋轉速控制為60轉/分鐘，保持轉速I小時后停止，取出顆粒，讀數外形結構完整的顆粒個數W，計顆粒磨損率ω = [(200-W)/200] Χ100%。[0018]具體實施方式
中所涉及的本實用新型的催化劑顆粒都是根據這些顆粒各自的結構特征，采用同樣的材料和設備制備得到的。[0019]下面的實施例僅用于詳細解釋說明本實用新型，并不以任何方式限制本實用新型的范圍。[0020]實施例1[0021]本實施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數尺寸見表I。催化劑顆粒主體高度H = 4. 4 mm。催化劑顆粒徑向橫截面外輪廓線的外接圓半徑R = 2 mm,內切圓半徑r =1. 7 mm,半徑β = O. 4 mm。該催化劑顆粒磨損率ω為7%。[0022]實施例2[0023]本實施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數尺寸見表I。催化劑顆粒主體高度H = 6. 3 mm。催化劑顆粒徑向橫截面外輪廓線的外接圓半徑R = 3 mm,內切圓半徑r = 2. 55 mm,半徑β = O. 6 mm。該催化劑顆粒磨損率ω為8%。[0024]實施例3[0025]本實施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數尺寸見表I。催化劑顆粒主體高度H = 8 mm。催化劑顆粒徑向橫截面外輪廓線的外接圓半徑R = 4 mm,內切圓半徑 r = 3. 4mm,半徑β = O. 8 mm。該催化劑顆粒磨損率ω為7. 5%。[0026]表I[0027]
權利要求1.一種氨分解催化劑顆粒，其特征在于催化劑顆粒的徑向橫截面外輪廓線呈連續(xù)的、 光滑的六齒齒輪形狀，且外輪廓線的外接圓半徑R為2 mm至4 mm ;內切圓半徑r為O. 85R。
2.如權利要求1所述的氨分解催化劑顆粒，其特征在于主體徑向橫截面的這種連續(xù)光滑的齒輪狀外輪廓線由具有下列特征的曲線段組成一組數量為6，半徑為β的圓，β為.O.2R，圍繞中心點0，在O度到360度范圍內呈環(huán)形陣列；做外輪廓線的內切圓以及相鄰的 2個半徑為β的圓，這三個圓的外切圓，這些外切圓形成另一組數量為6的圓；分別來自這兩組圓，兩兩之間相外切，每個圓上形成相應的2個切點，取這兩個切點之間的劣弧，所有的這些劣弧首尾相連構成橫截面的這種連續(xù)光滑的齒輪狀的外輪廓線。
3.如權利要求1所述的氨分解催化劑顆粒，其特征在于顆粒的軸向高度H為2R至.2.2R。
專利摘要一種氨分解催化劑顆粒，該催化劑顆粒的徑向橫截面外輪廓線呈連續(xù)的、光滑的六齒齒輪形狀。該催化劑顆粒不僅具有更高的比表面積，還具有更高的強度，可以耐受高溫。
文檔編號B01J35/02GK202876831SQ201220523740
公開日2013年4月17日 申請日期2012年10月15日 優(yōu)先權日2012年10月15日
發(fā)明者王翀, 許茂東 申請人:安徽工程大學