一種氨分解催化劑顆粒制造技術(shù)

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(qiáng)度，可以耐受高溫。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

一種氨分解催化劑顆粒
本技術(shù)涉及一種氨分解反應(yīng)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。
技術(shù)介紹
氨分解催化劑主要應(yīng)用于焦?fàn)t煤氣凈化回收裝置中的氨分解爐內(nèi)，將焦?fàn)t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?fàn)t煤氣中的設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染問題。氨分解催化劑反應(yīng)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(dá)到1000°C以上，因此氨分解催化劑在具備高活性的同時(shí)，必須具備耐高溫性。催化劑顆粒一般都是由非塑性材料制備而成，當(dāng)溫度很高時(shí)，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(yīng)力集中超過所能承受的強(qiáng)度時(shí)的破裂，破裂程度大小直接影響氨分解過程的效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)中主要解決的技術(shù)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(yīng)力集中的程度，進(jìn)而提高催化劑顆粒的耐熱性。根據(jù)力學(xué)原理，減少應(yīng)力集中需要盡量使構(gòu)件的整體外形實(shí)現(xiàn)圓滑過渡。為此，本技術(shù)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(jù)高等數(shù)學(xué)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(shù)具有一階連續(xù)的導(dǎo)數(shù)，所以是光滑曲線。也就是說，本技術(shù)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(shí)，更顯著降低了局部應(yīng)力，提高了催化劑顆粒強(qiáng)度，可以耐受更高的反應(yīng)溫度。本技術(shù)的具體的技術(shù)方案包括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(nèi)切圓半徑為r。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(shù)量為6，半徑為β的圓，圍繞中心點(diǎn)0，在0°到 360°范圍內(nèi)呈環(huán)形陣列；做如下三個(gè)圓，即外輪廓線的內(nèi)切圓(圖1中的圓心為0，半徑為 r的圓)、及相鄰的2個(gè)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(shù)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(gè)圓上形成相應(yīng)的2個(gè)切點(diǎn)(如圖1中圓P上的點(diǎn)A 和點(diǎn)B，圓S上的點(diǎn)B和點(diǎn)C)，取這兩個(gè)切點(diǎn)之間的劣弧，所有的這些劣弧首尾相連構(gòu)成橫截面的這種連續(xù)光滑的齒輪狀的外輪廓線。上述形成催化劑顆粒特征的各種相關(guān)參數(shù)尺寸為R = 2 mm 4 mm ;r = O. 85R ；H = 2R 2. 2R ;β = O. 2R。本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，外輪廓連續(xù)光滑，局部應(yīng)力小，在提高催化劑顆粒比表面積的同時(shí)，更顯著提高了催化劑顆粒的強(qiáng)度。附圖說明圖1為本技術(shù)催化劑顆粒橫截面外輪廓線形成示意圖。圖2為本技術(shù)實(shí)施例1橫截面外輪廓線示意圖(同時(shí)也是實(shí)施例2和實(shí)施例 3的橫截面外輪廓線示意圖)。具體實(shí)施方式 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的說明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)技術(shù)方案的顯著進(jìn)步在于提高了催化劑顆粒的強(qiáng)度，而強(qiáng)度可以通過磨損率這個(gè)指標(biāo)來考察。測試樣品顆粒的磨損率時(shí)采用上海黃海藥檢儀器有限公司出產(chǎn)的ΒΥ-300Α型小型包衣機(jī)(不銹鋼制糖衣鍋直徑200 mm，糖衣鍋傾斜角為35度)。測試時(shí)，每種樣品隨機(jī)抽取200顆，放入糖衣鍋中，糖衣鍋轉(zhuǎn)速控制為60轉(zhuǎn)/分鐘，保持轉(zhuǎn)速I小時(shí)后停止，取出顆粒，讀數(shù)外形結(jié)構(gòu)完整的顆粒個(gè)數(shù)W，計(jì)顆粒磨損率ω = [(200-W)/200] Χ100%。具體實(shí)施方式中所涉及的本技術(shù)的催化劑顆粒都是根據(jù)這些顆粒各自的結(jié)構(gòu)特征，采用同樣的材料和設(shè)備制備得到的。下面的實(shí)施例僅用于詳細(xì)解釋說明本技術(shù)，并不以任何方式限制本技術(shù)的范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數(shù)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(nèi)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%。實(shí)施例2本實(shí)施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數(shù)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(nèi)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%。實(shí)施例3本實(shí)施例中催化劑顆粒的橫截面示意圖如圖2，具體參數(shù)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(nèi)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%。表I本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
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(nèi)切圓半徑r為0.85R。

【技術(shù)特征摘要】
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(nèi)切圓半徑r為O. 85R。2.如權(quán)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(shù)量為6，半徑為β的圓，β為.O.2R，圍繞中心點(diǎn)0，在O度到3...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王翀，許茂東，
申請(專利權(quán))人：安徽工程大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國別省市：