甲醇水蒸汽重整制氫催化劑的生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于甲醇水蒸汽重整制氫技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種催化劑的生產(chǎn)工藝，尤其涉 及一種甲醇水蒸汽重整制氫催化劑的生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展，特別是其應(yīng)用于汽車以及分布式發(fā)電， 迫切需要小型高效、高效、分散的移動(dòng)制氫系統(tǒng)以供應(yīng)原料氫。于是出現(xiàn)了各式各樣的制氫 系統(tǒng)，同時(shí)也出現(xiàn)了各式各樣的制氫方法。
[0003] 例如中國專利CN202519022U揭示的一種甲醇水蒸氣重整制氫設(shè)備，所述設(shè)備包 括液體儲(chǔ)存容器、換熱器、氣化室、重整室、分離室。所述設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)加熱單元，為 制氫設(shè)備需要溫度控制的部件進(jìn)行溫度控制；加熱單元通過分離室輸出的余氣或/和制得 的氫氣加熱。重整室與分離室之間的傳送通道經(jīng)過一預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)，該預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)用以 加熱從重整室輸出的氣體；所述預(yù)熱控溫機(jī)構(gòu)作為重整室與分離室之間的緩沖，使得從重 整室輸出的氣體的溫度與分離室的溫度相同或接近。
[0004] 又如中國專利公開號(hào)CN101033059提供的制氫方法，該制氫方法由于其不需要外 部供熱，容易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場制熱，所以受到廣大關(guān)注。此方法中采用弛放氣進(jìn)行加熱系統(tǒng)，產(chǎn)生 的結(jié)果是系統(tǒng)各部位受熱不均勻，最直接，也是最影響的是催化劑的催化活性。
[0005] 目前市場上的銅基催化劑采用較貴的硝酸鹽沉淀法制備，成本較高且不適合于高 溫小型移動(dòng)制氫設(shè)備。
[0006] 有鑒于此，如今迫切需要設(shè)計(jì)一種新的甲醇水蒸汽重整制氫銅基催化劑，以便克 服現(xiàn)有催化劑的上述缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種甲醇水蒸汽重整制氫催化劑的生產(chǎn)工 藝，可降低銅基催化劑的成本，形成的晶體更有利于催化劑用于高溫的小型移動(dòng)制氫設(shè)備。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] 一種甲醇水蒸汽重整制氫催化劑的生產(chǎn)工藝，在密封的連續(xù)管路中生產(chǎn)甲醇水蒸 汽重整制氫催化劑，所述連續(xù)管路依次分為沉淀區(qū)、老化區(qū)、洗滌區(qū)、干燥區(qū)、焙燒區(qū)；
[0010] 原料包括金屬硝酸鹽、沉淀劑溶液；金屬硝酸鹽包括過渡金屬硝酸鹽以及稀土金 屬硝酸鹽；過渡金屬硝酸鹽包括硝酸銅、硝酸鋅、硝酸鋁、硝酸鐵中的一種或多種，稀土金屬 硝酸鹽包括硝酸鑭、硝酸鋯中的一種或多種；沉淀劑溶液包括氨水、碳酸鈉中的一種或多 種；
[0011] 原料分別經(jīng)過計(jì)量泵泵入管路，先后經(jīng)過上述沉淀區(qū)、老化區(qū)、洗滌區(qū)、干燥區(qū)、焙 燒區(qū)，最后得到催化劑；
[0012] 所述連續(xù)管路包括第一連續(xù)管路、第二連續(xù)管路、洗滌區(qū)管路，第一連續(xù)管路包括 沉淀區(qū)、老化區(qū)，第二連續(xù)管路包括干燥區(qū)、焙燒區(qū)；第一連續(xù)管路的出口通過連接管路連 接洗滌區(qū)管路的入口，洗滌區(qū)管路的出口通過連接管路連接第二連續(xù)管路的入口；
[0013] 所述第一連續(xù)管路設(shè)有第一磁性螺旋軸，第二連續(xù)管路設(shè)有第二磁性螺旋軸；第 一磁性螺旋軸、第二磁性螺旋軸分別通過各自的磁性驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)；
[0014] 洗滌區(qū)設(shè)有多級(jí)水力旋流器、固液混合器，通過多級(jí)水力旋流器實(shí)現(xiàn)固液分離，固 體與洗滌水通過固液混合器的強(qiáng)力磁力攪拌實(shí)現(xiàn)打漿的目的；
[0015] 所述生產(chǎn)工藝具體包括如下步驟：
[0016] 沉淀步驟：在沉淀區(qū)內(nèi)置pH計(jì)自控泵，通過pH計(jì)自控泵控制流量從而控制pH值， 將PH值控制在5~11，由第一磁性螺旋軸攪拌實(shí)現(xiàn)沉淀區(qū)的均勻反應(yīng)；沉淀區(qū)的溫度控制 在35~85°C ;同時(shí)，在沉淀時(shí)，加入設(shè)定量的a -Al2O3;
[0017] 老化步驟：在老化區(qū)漿料管道形狀為直線形或蛇形或螺旋形，與沉淀區(qū)采用隔柵 避免已沉淀完全的漿料進(jìn)入老化區(qū)；老化區(qū)的溫度設(shè)定為35~85°C ;
[0018] 洗滌步驟：在洗滌區(qū)通過多級(jí)水力旋流器實(shí)現(xiàn)固液分離，固體與洗滌水通過固液 混合器的強(qiáng)力磁力攪拌實(shí)現(xiàn)打漿的目的；洗滌區(qū)的溫度設(shè)定為20~85°C ;
[0019] 干燥步驟：在干燥區(qū)采用磁力螺旋軸推動(dòng)物料；干燥區(qū)的溫度設(shè)定為100~ 160 0C ；
[0020] 焙燒步驟：在焙燒區(qū)采用磁力螺旋軸推動(dòng)物料，最后從管路出口排出產(chǎn)品；焙燒 區(qū)的溫度設(shè)定為160-850°C。
[0021] 一種甲醇水蒸汽重整制氫催化劑的生產(chǎn)工藝，在制備催化劑的沉淀步驟前先加入 氧化鋁作為沉淀結(jié)晶核和載體。
[0022] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，甲醇水蒸汽重整制氫催化劑為銅基催化劑；所述銅 基催化劑包括物質(zhì)及其質(zhì)量份數(shù)為：2-20份的CuO, 2-20份的ZnO, 0. 1-5份的ZrO, 45-95份 的 Al2O3,0-5 份的 CeO2,0-5 份的 La20。
[0023] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，將蜂窩陶瓷載體浸漬在銅基催化劑配置的溶液中， 利用蜂窩陶瓷載體承載銅基催化劑。
[0024] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的甲醇水蒸汽重整制氫催化劑的生產(chǎn)工藝， 加入氧化鋁作為沉淀的結(jié)晶核和載體，可降低銅基催化劑的成本，形成的晶體更有利于催 化劑用于高溫的小型移動(dòng)制氫設(shè)備。。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明甲醇水蒸汽重整制氫催化劑連續(xù)生產(chǎn)設(shè)備的組成示意圖。
[0026] 圖2為本發(fā)明甲醇水蒸汽重整制氫催化劑連續(xù)生產(chǎn)工藝的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0028] 實(shí)施例一
[0029] 本發(fā)明揭示了一種甲醇水蒸汽重整制氫催化劑的生產(chǎn)工藝，在制備催化劑的沉淀 步驟前先加入氧化鋁作為沉淀結(jié)晶核和載體。
[0030] 本實(shí)施例中，甲醇水蒸汽重整制氫催化劑為銅基催化劑；所述銅基催化劑包括物 質(zhì)及其質(zhì)量份數(shù)為：2-20份的CuO, 2-20份的ZnO, 0. 1-5份的ZrO, 45-95份的Al2O3,0-5份 的Ce02,0-5份的La20。所述銅基催化劑還可以包括0-5份的貴金屬；貴金屬為Pb，Pt，Ir， Rh，Ru中的一種或多種。
[0031] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明揭示一種甲醇水蒸汽重整制氫催化劑的生產(chǎn)設(shè)備及工藝，可以 利用一種特定設(shè)備生產(chǎn)銅基催化劑，本發(fā)明中，在密封的連續(xù)管路中生產(chǎn)催化劑，所述連續(xù) 管路依次分為沉淀區(qū)1、老化區(qū)2、洗滌區(qū)3、干燥區(qū)4、焙燒區(qū)5。
[0032] 原料包括金屬硝酸鹽、氧化鋁、沉淀劑溶液。金屬硝酸鹽包括過渡金屬硝酸鹽以 及稀土金屬硝酸鹽。過渡金屬硝酸鹽包括硝酸銅、硝酸鋅、硝酸鋁、硝酸鐵中的一種或多種 (當(dāng)然還可以包括其他類似的過渡金屬硝酸鹽，過渡金屬硝酸鹽的獲取范圍應(yīng)該為本領(lǐng)域 技術(shù)人員可以預(yù)想到的，下同），稀土金屬硝酸鹽包括硝酸鑭、硝酸鋯中的一種或多種（當(dāng) 然還可以包括其他類似的稀土金屬硝酸鹽）；沉淀劑溶液包括氨水、碳酸鈉中的一種或多 種（當(dāng)然還可以包括其他類似的沉淀劑溶液）。
[0033] 原料用去離子水溶解后或用去離子水混合后分別經(jīng)過計(jì)量泵（圖未視）從入料口 14泵入第一連續(xù)管路11，先后經(jīng)過上述沉淀區(qū)1、老化區(qū)2、洗滌區(qū)3、干燥區(qū)4、焙燒區(qū)5,最 后得到催化劑。