一种乙醇水蒸气重整制氢催化剂的制备装置

本发明涉及催化剂制备技术领域，具体为一种乙醇水蒸气重整制氢催化剂的制备装置。

背景技术：

随着全球变暖效应的日益严重及石油等不可再生资源的日益枯竭，化石能源将逐渐为非化石能源取代。能源与环境问题是人类社会可持续发展所面临的主要问题。氢作为一种高效能源，对解决能源危机和环境保护有着重要的意义。制氢的方法很多，而乙醇水蒸气重整制氢具有如下优点:(1)原料广泛。乙醇的生产主要由谷物和糖类的发酵法制得，这些为二次能源。(2)氢的产率高。水蒸气重整放出氢的过程中氢不仅来白于碳氢然料，而且还可来白于水，这样可以提高氢的产率。乙醇的水蒸气重整制氢作为生物质问接制氢的方法之一，具有可再生性和co，闭合循环的特征，因此研究乙醇制氢具有重要的实际意义。

目前，市场中在制备乙醇水蒸气重整制氢催化剂时，由于各个生产设备的独立，在每进行一次生产、加工时往往需要对上一步的产物进行转移，一方面延长了催化剂的生产周期，降低了生产的效率，另一方面生产设备占用空间较大，给操作人员的工作带来不便。为此，需要设计一种新的技术方案给予解决。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种乙醇水蒸气重整制氢催化剂的制备装置，解决了现有技术中催化剂生产设备分散而带来的生产效率低下以及工作人员操作不便的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种乙醇水蒸气重整制氢催化剂的制备装置，包括固定框架、反应釜、烘干炉以及研磨筒，所述固定框架内部从左至右依次固定连接有反应釜、烘干炉以及研磨筒，所述反应釜的顶部开设有投料口，所述反应釜的左侧壁开设有进气口和排气口，所述反应釜的右侧壁开设有排料口，所述排料口与烘干炉之间设有导料管，所述烘干炉的顶部固定连接有过滤板，所述烘干炉的右下方设有出料口，所述研磨筒与出料口之间固定连接有导料板。

作为上述技术方案的改进，所述反应釜包括外罐、内罐和顶盖，所述外罐包裹与内罐的表面且与内罐之间设有对流夹层，所述对流夹层的内部设有，所述进气口和排气口分别与对流夹层相连通，所述排料口贯穿对流夹层且与内罐相连通，所述外罐的表面固定连接有温度表，所述顶盖固定连接在外罐的顶部且与投料口扣合连接，所述顶盖的表面固定连接有压力表。

作为上述技术方案的改进，所述烘干炉的内部固定连接有蒸发皿，所述蒸发皿的底部设有电加热线圈，所述蒸发皿内嵌于电加热线圈的内部，所述电加热线圈呈螺旋状均匀分布，所述烘干炉的内壁固定连接有石棉内衬。

作为上述技术方案的改进，所述研磨筒包括外筒、进料斗、研磨辊、电动机以及研磨盘，所述料斗固定连接在外筒的顶部，所述外筒的内部设有转动连接的研磨辊，所述研磨辊的底部设有研磨盘，所述研磨盘与外筒固定连接，所述研磨辊的两端固定连接有转动轴，所述转动轴的下端贯穿研磨盘且与研磨盘转动连接，所述电动机固定连接在外筒的底部，所述电动机的输出端与转动轴相连接。

作为上述技术方案的改进，所述转动轴的底端固定连接有齿轮盘，所述电动机的输出端固定连接有驱动齿轮，所述驱动齿轮的直径小于齿轮盘的直径，所述驱动齿轮与齿轮盘啮合连接。

作为上述技术方案的改进，所述研磨辊的下表面设有倾斜分布的研磨面，所述研磨面的表面设有研磨齿一，所述研磨盘的表面设有环形分布的研磨齿二。

作为上述技术方案的改进，所述转动轴偏移研磨辊的中心处，所述研磨辊的侧壁固定连接有破碎齿。

作为上述技术方案的改进，所述外筒的内壁呈锥形状且口径从上至下逐渐减小，所述外筒的侧壁设有与研磨盘相连接的排料管，所述排料管的内端固定连接有过滤网。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明利用反应釜、烘干炉以及研磨筒组成催化剂的制备装置，对生产设备进行集中整合，减小催化剂生产中的转移操作，方便对催化剂进行链式生产、加工，提高催化剂的生产效率，同时减小设备对空间的占用，给操作人员的操作带来方便。

2、本发明通过在反应釜的内壁设有高温蒸汽加热的对流夹层，方便对反应釜的温度进行控制，提高对反应釜加热的均匀性，同时能够对锅炉排出的热能进行合理利用，更加节能环保。

3、本发明通过使用电动机带动研磨辊进行偏心转动，方便对块状的催化剂进行预先破碎处理，配合研磨辊底部倾斜分布的研磨面，大大提高对催化剂的加工效率，提高催化剂生产、加工的效率。

附图说明

图1为本发明所述乙醇水蒸气重整制氢催化剂的制备装置侧视结构示意图；

图2为本发明所述反应釜内部结构示意图；

图3为本发明所述烘干炉内部结构示意图；

图4为本发明所述研磨筒内部结构示意图；

图5为本发明所述a处放大结构示意图。

图中：固定框架-1，反应釜-2，烘干炉-3，研磨筒-4，投料口-5，进气口-6，排气口-7，排料口-8，导料管-9，过滤板-10，出料口-11，导料板-12，外罐-13，内罐-14，顶盖-15，对流夹层-16，温度表-17，压力表-18，蒸发皿-19，电加热线圈-20，石棉内衬-21，外筒-22，进料斗-23，研磨辊-24，电动机-25，研磨盘-26，转动轴-27，齿轮盘-28，驱动齿轮-29，研磨面-30，研磨齿一-31，研磨齿二-32，破碎齿-33，排料管-34，过滤网-35。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种乙醇水蒸气重整制氢催化剂的制备装置，包括固定框架1、反应釜2、烘干炉3以及研磨筒4，所述固定框架1内部从左至右依次固定连接有反应釜2、烘干炉3以及研磨筒4，所述反应釜2的顶部开设有投料口5，所述反应釜2的左侧壁开设有进气口6和排气口7，所述反应釜2的右侧壁开设有排料口8，所述排料口8与烘干炉3之间设有导料管9，所述烘干炉3的顶部固定连接有过滤板10，所述烘干炉3的右下方设有出料口11，所述研磨筒4与出料口11之间固定连接有导料板12，本发明利用反应釜2、烘干炉3以及研磨筒4组成催化剂的制备装置，对生产设备进行集中整合，减小催化剂生产中的转移操作，方便对催化剂进行链式生产、加工，提高催化剂的生产效率，同时减小设备对空间的占用，给操作人员的操作带来方便。

进一步改进地，所述反应釜2包括外罐13、内罐14和顶盖15，所述外罐13包裹与内罐14的表面且与内罐14之间设有对流夹层16，所述对流夹层16的内部设有，所述进气口6和排气口7分别与对流夹层16相连通，所述排料口8贯穿对流夹层16且与内罐14相连通，所述外罐13的表面固定连接有温度表17，所述顶盖15固定连接在外罐13的顶部且与投料口5扣合连接，所述顶盖15的表面固定连接有压力表18，通过在反应釜2的内部设有对流夹层16，方便向反应釜2内通入高温蒸汽，便于对反应釜2内的反应温度进行控制和保温，方便催化剂进行化学反应，配合外罐13表面的温度表17，便于对反应釜2的温度进行监控，提高反应釜2控制的方便性。

进一步改进地，所述烘干炉3的内部固定连接有蒸发皿19，所述蒸发皿19的底部设有电加热线圈20，所述蒸发皿19内嵌于电加热线圈20的内部，所述电加热线圈20呈螺旋状均匀分布，所述烘干炉3的内壁固定连接有石棉内衬21，通过在烘干炉3的内部固定连接有螺旋状的电加热线圈20，方便对蒸发皿19进行高温加热，便于将催化剂从反应溶液内析出，且电加热线圈20更容易控制温度，提高催化剂的生产效率。

进一步改进地，所述研磨筒4包括外筒22、进料斗23、研磨辊24、电动机25以及研磨盘26，所述料斗固定连接在外筒22的顶部，所述外筒22的内部设有转动连接的研磨辊24，所述研磨辊24的底部设有研磨盘26，所述研磨盘26与外筒22固定连接，所述研磨辊24的两端固定连接有转动轴27，所述转动轴27的下端贯穿研磨盘26且与研磨盘26转动连接，所述电动机25固定连接在外筒22的底部，所述电动机25的输出端与转动轴27相连接，通过在研磨盘26的表面设有转动连接的研磨辊24，便于对析出的块状催化剂进行研磨粉碎，方便对催化剂的加工。

进一步改进地，所述转动轴27的底端固定连接有齿轮盘28，所述电动机25的输出端固定连接有驱动齿轮29，所述驱动齿轮29的直径小于齿轮盘28的直径，所述驱动齿轮29与齿轮盘28啮合连接，通过在转动轴27的底部固定连接有齿轮盘28，方便与电动机25的输出端进行连接，方便带动研磨辊24进行转动，同时能够提供较大的牵引力，方便进行研磨、破碎。

进一步改进地，所述研磨辊24的下表面设有倾斜分布的研磨面30，所述研磨面30的表面设有研磨齿一31，所述研磨盘26的表面设有环形分布的研磨齿二32，通过在研磨辊24的底部设有倾斜分布的研磨面30，方便在研磨辊24转动时对催化剂进行间歇的研磨，使催化剂更加均匀。

进一步改进地，所述转动轴27偏移研磨辊24的中心处，所述研磨辊24的侧壁固定连接有破碎齿33，通过采用偏心轴的结构设计，方便使研磨辊24转动时产生晃动，从而对研磨辊24与外筒22之间的块状催化剂进行破碎处理，方便后续进行研磨处理。

具体改进地，所述外筒22的内壁呈锥形状且口径从上至下逐渐减小，所述外筒22的侧壁设有与研磨盘26相连接的排料管34，所述排料管34的内端固定连接有过滤网35，通过在外筒22的侧壁固定连接有带过滤网35的排料管34，方便控制排出的催化剂颗粒的大小，提高催化剂制备的一致性。

本发明利用反应釜2、烘干炉3以及研磨筒4组成催化剂的制备装置，对生产设备进行集中整合，减小催化剂生产中的转移操作，方便对催化剂进行链式生产、加工，提高催化剂的生产效率，同时减小设备对空间的占用，给操作人员的操作带来方便。

实施例1

本发明在使用时，将al(no3)3·9h2o加入hno3中，再加入正硅酸乙酯混合，向反应釜2内通入高温蒸汽，控制反应釜2内的温度达到100-110℃，在恒温下反应6小时，并在常温下陈化25小时，通过导料管9送入烘干炉3内，经过过滤板10后溶液进入蒸发皿19内，调整电加热线圈20的发热温度，在400-500℃下焙烧5-8小时，得到固体催化剂，并将固体催化剂沿导料板12送入研磨筒4内，进行破碎研磨。

实施例2

本发明中研磨筒4在工作时，电动机25通过齿轮带动研磨辊24沿转动轴27进行偏心转动，固体催化剂掉落至外筒22与研磨辊24之间的间隙处，偏心运动的研磨辊24对催化剂进行挤压和剪切破碎，破碎后的催化剂落至研磨盘26的表面，研磨辊24下表面倾斜的研磨面30在转动中对催化剂进行间歇式的研磨，使催化剂呈粉末状并通过排料管34排出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。