一种整体式催化剂真空涂覆装置pdf

更新时间：2025-11-17 作者：米乐客户端

  一种整体式催化剂真空涂覆装置属于催化剂制备领域，包括底座(1)、导气管(2)、储液罐(3)、密封部件(4)、导液管(5)、顶部凹槽(6)、载体模具(7)；将储液罐(3)置于底座(1)内，导液管(5)通入储液罐(3)中，密封部件(4)通过卡扣将底座(1)与顶部凹槽(6)连接并实现密封，再将载体模具(7)插入顶部凹槽，底座(1)一侧开有导气管(2)，导气管(2)连接流量计和真空泵完成组装。本装置实现对于不一样的材质、不一样的形状及尺寸载体的半自动化真空涂覆，以达到提高催化剂涂层上载率、均匀度，增强涂层牢固度

  (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 CN 210079543 U (45)授权公告日 2020.02.18 (21)申请号 0.2 (22)申请日 2019.05.22 (73)专利权人 北京工业大学 地址 100124 北京市朝阳区平乐园100号 (72)发明人 梁文俊任思达李坚李庆磊 (74)专利代理机构 北京思海天达知识产权代理 有限公司 11203 代理人 刘萍 (51)Int.Cl. B01J 37/02(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 (54)实用新型名称 一种整体式催化剂线)摘要 一种整体式催化剂真空涂覆装置属于催化 剂制备领域，包括底座(1)、导气管(2)、储液罐 (3)、密封部件(4)、导液管(5)、顶部凹槽(6)、载 体模具(7)；将储液罐(3)置于底座(1)内，导液管 (5)通入储液罐(3)中，密封部件(4)通过卡扣将 底座(1)与顶部凹槽(6)连接并实现密封，再将载 体模具(7)插入顶部凹槽，底座(1)一侧开有导气 管(2)，导气管(2)连接流量计和真空泵完成组 装。本装置实现对于不一样的材质、不一样的形状及尺寸 载体的半自动化真空涂覆，以达到提高催化剂涂 层上载率、均匀度，增强涂层牢固度的目的。 U 3 4 5 9 7 0 0 1 2 N C CN 210079543 U 权利要求书 1/1页 1.一种整体式催化剂真空涂覆装置，其特征是： 包括底座(1)、导气管(2)、储液罐(3)、密封部件(4)、导液管(5)、顶部凹槽(6)、载体模 具(7)；将储液罐(3)置于底座(1)内，导液管(5)通入储液罐(3)中，密封部件(4)通过卡扣将 底座(1)与顶部凹槽(6)连接并实现密封，再将载体模具(7)插入顶部凹槽，底座(1)一侧开 有导气管(2)，导气管(2)连接流量计和线所述的一种整体式催化剂真空涂覆装置，其特征是： 所述底座为真空室，内部放置储液罐盛放涂覆载体多余的涂层浆液。 3.依据权利要求1所述的一种整体式催化剂真空涂覆装置，其特征是： 所述流量计为质量流量计或转子流量计，连接线所述的一种整体式催化剂真空涂覆装置，其特征是： 所述导液管对接底座内储液罐，导液管直径与载体模具直径保持一致； 所述顶部凹槽由直径相差4mm的同心圆环间组成，面间距为2mm，对接模具底部，并通过 密封圈进行密封。 5.依据权利要求1所述的一种整体式催化剂真空涂覆装置，其特征是： 所述载体模具上部为可放置涂层浆液储料槽，中部为不同种尺寸、形状的载体孔。 2 2 CN 210079543 U 说明书 1/4页 一种整体式催化剂真空涂覆装置 技术领域 [0001] 本实用新型属于催化剂制备领域，尤其涉及一种整体式催化剂真空涂覆装置。 背景技术 [0002] 随着我们国家大气污染防治相关的法令法规加强完善与加强，污染物的排放限值也 越来越低。工业源排放是最主要的大气污染源，针对氮氧化物等污染物超低排放的要求，工 业烟气净化处理面临巨大挑战。 [0003] 催化氧化法是目前公认的净化废气最有效的方法，而催化剂便是催化装置的核心 部件。工业应用的催化剂多为整体式催化剂，常见有蜂窝陶瓷载体催化剂、金属载体催化剂 和挤出成型式催化剂三种，其中蜂窝状陶瓷载体催化剂由于价格低，机械强度高等优点 而广发应用。蜂窝陶瓷载体催化剂制备工艺与制备方法决定着其催化性能的好坏。蜂窝陶 瓷载体经水洗、酸洗等方法预处理后，在其表面涂覆一层基底浆料，如活性氧化铝、硅溶胶、 氧化铈等物质，以增大比表面积，进而涂覆活性涂层，如贵金属、过渡金属氧化物等。常见涂 覆方式为人工浸渍涂覆和机械涂覆两种。 [0004] 人工浸渍法主要是依靠人工将蜂窝陶瓷载体浸渍在涂层浆料中，浸渍一段时间后 取出，吹扫孔道避免堵塞，再经烘干、焙烧等工艺制备催化剂；人工浸渍法简单易操作，设备便 于维护，但其涂层薄厚不均，上载量不稳定，导致孔道内容易堵塞或涂层脱落、龟裂，严重影 响催化剂效果。机械涂覆大多采用正压自下而上的方式来进行涂覆，涂覆速度快，可实现自动 化连续作业，但浆料回落时往往依靠自身重力作用，造成涂层上薄下厚，仍存在孔道堵塞和 龟裂脱落现象的发生，同时机械涂覆设备较大，一次生产所带来的成本较高，对小计量生产及产品试 验来讲，造价高，且容易造成材料浪费。 [0005] 因此，开发出一种简单、易操作的涂覆方式，以提升整体式催化剂涂层的均匀度， 降低因薄厚不均造成的脱落率，实现涂层浆料的高效涂覆。 发明内容 [0006] 本实用新型最大的目的是提供一种真空涂覆装置，实现对于不一样的材质、不一样的形状及 尺寸载体的半自动化真空涂覆，以达到提高催化剂涂层上载率、均匀度，增强涂层牢固度的 目的。 [0007] 为实现上述目的，本实用新型采用技术方案如下： [0008] 本实用新型装置包含底座(1)、导气管(2)、储液罐(3)、密封部件(4)、导液管(5)、 顶部凹槽(6)、载体模具(7)；将储液罐(3)置于底座(1)内，用于盛放多余涂覆浆液，导液管 (5)通入储液罐(3)中，密封部件(4)通过卡扣将底座(1)与顶部凹槽(6)连接并实现密封，再 将载体模具(7)插入顶部凹槽，导气管(2)连接流量计和线] 打开真空泵，通过流量计控制抽气气量，进而控制抽气速率和浆液涂覆速度，待载 体固定于载体模具(7)后，将制备好的涂覆浆液倾倒在载体模具(7)上部；涂覆浆液在重力 和抽吸力的双重作用下，流经催化剂载体孔道，实现涂覆目的，多余浆液顺导液管(5)流入 3 3 CN 210079543 U 说明书 2/4页 储液罐(3)内，待浆液全部流经载体后，继续抽气一段时间，防止载体孔道堵塞，即完成一次 涂覆；储液罐(3)内浆液可重复利用，对未涂覆载体进行涂覆。 [0010] 采用上述装置实现催化剂浆液高效、均匀涂覆的方法，其特征是，包括以下步 骤： [0011] (1)打开真空泵，通过流量计调节抽气量，以控制涂覆浆液流经载体孔道的速度； [0012] (2)将制备好的涂覆浆液倾倒在载体模具(7)上，待浆液全部通过载体后，继续抽 真空一段时间，以防止载体孔道堵塞； [0013] (3)待涂覆后的催化剂载体表面干燥后，停止抽气，取出并称重，若达到预计增重， 则完成涂覆，若未达到预计增重，则按上述方法(1)、(2)、(3)继续涂覆，直至达到预计增重。 [0014] 为实现针对不一样粘度、不同固含量的催化剂涂覆浆液的稳定涂覆，考虑真空抽力、 重力及摩擦力对涂覆浆液的作用，并通过调节流量计改变抽气速率实现浆液涂覆速率和涂 覆后抽气速率的不同。 [0015] 优选浆液通过载体孔道的涂覆速率为u mL/min，载体涂覆后为防止其孔道堵塞， 2 继续抽气的速率为n mL/min，，其中n＝xu ，m0，0.2x0.5。 [0016] 优选涂层浆液厚度为D mm，且 其中，V 为载体体积，k 为涂覆前载 1 1 体孔隙率，k 为涂覆后载体孔隙率，a为载体单孔边长，l为载体单孔长度，N为载体孔道数 2 量。 [0017] 优选涂层浆液涂覆速度为u m/s，且 [0018] 其中P 为常压压力，P为底座线 室压力，S为载体底面积，M为一次涂覆所需浆液质量，g为重力加速度，ε为涂覆浆液摩擦系 数，ρ为涂覆浆液密度，v为抽气速度，d为载体单孔孔径，t为一次涂覆时间，0.5y1.5。 [0019] 3 其中m为浆 将涂覆浆液视为混合均匀的液体，则优选其密度为ρkg/m ， 液中固体质量，θ为涂覆浆液固含量，则浆液涂覆时的流动摩擦系数 其中μ为涂 覆浆液粘度，d为孔道直径。 [0020] 所述底座为真空室，内部可放置储液罐盛放涂覆载体多余的涂层浆液；底部连有 导气管用于抽气提供线] 所述导气管通过焊接方式与底座连接，导气管外部连接流量计用以调节抽气量， 进而调控涂层浆液抽滤速度； [0022] 所述流量计为质量流量计或转子流量计，连接真空泵与导气管，调节抽气速度； [0023] 所述导液管对接底座内储液罐，导液管直径与载体模具直径保持一致，以保证载 体孔道中的涂覆浆液受力均匀，且可将多余涂覆浆液导入储液罐中，防止因抽气气量过大 而在底座内部飞溅； [0024] 所述密封部件与底座通过卡扣连接，起到密封作用； [0025] 所述顶部凹槽由直径相差4mm的同心圆环间组成，面间距为2mm，对接模具底部，并 通过密封圈进行密封； 4 4 CN 210079543 U 说明书 3/4页 [0026] 所述载体模具上部为可放置涂层浆液储料槽，中部为不同种尺寸、形状的载体孔， 用以固定对应尺寸及形状的催化剂载体。 [0027] 本实用新型相比现存技术的显著效果是： [0028] 1)采用半自动化真空涂覆方式，涂层均匀度高，堵塞率低涂覆效率高； [0029] 2)采用负压操作，与正压自下而上式挤压涂覆相比，载体表面吸附气更少，利于载 体被涂覆材料润湿与粘附； [0030] 3)采用模块化操作，模具更换方便，可快速切换不同种尺寸形状的催化剂载体进 行涂覆； 附图说明 [0031] 图1是本实用新型的总体结构三维示意图； [0032] 图2是本实用新型载体模具示意图。 [0033] 图中：1-底座；2-导气管；3-储液罐；4-密封部件；5-导液管；6-顶部凹槽；7-载体模 具。 具体实施方式 [0034] 下面结合附图对本实用新型内容和具体实施方式作进一步说明。 [0035] 参照图1，本实用新型为一种小型化整体式线和载体模具7。底座1顶部和密封部件4通过卡扣连接并 密封，载体模具7下部插入顶部凹槽6内，实现模具的组装，各连接处均设有垫片、密封圈进 行密封。 [0036] 本实用新型使用参数可根据计算出的进料量和进料速度做调整，以实现不同体 积载体的涂覆。根据载体形状和尺寸选择正真适合的模具3，并按图1的形式组装好进行载体涂 覆。涂覆浆液采用自上而下的方式浸没载体，待浆液涂覆一次后，称量载体质量，计算涂层 上载率，重复多次直至达到预期涂层上载量，具体步骤如下： [0037] 1、将涂覆机组装完毕后检查气密性，之后打开线、调节流量计，控制抽气流量，调整进料速率； [0039] 3、将载体放入载体模具7的载体孔中，上下均放置密封圈，防止涂层浆液顺边壁流 下； [0040] 4、将涂层浆液倒入载体模具7中，并完全覆载体孔中的载体； [0041] 5、待涂层浆液全部通过载体孔道，继续抽气一段时间，防止载体孔道堵塞； [0042] 6、取出底座1中储液罐3，剩余涂层浆液可进行重复利用； [0043] 7、重复上述操作，直至达到目标上载量； [0044] 8、如需涂覆其它尺寸及形状载体，直接更换载体模7，并重复上述3-7步即可。 [0045] 对不同载体预处理条件和不同活性组分配比下的涂层浆液，按上述操作步骤，测 试涂覆一次后的整体式催化剂质量变化，以考评其涂层上载率；将涂覆一次后的整体式催 化剂置于去离子水中，超声1h后，烘干称重，以质量差考评其涂层牢固度；整体式催化剂堵 塞率以堵塞孔占总孔数的百分比计算；其制备方法如下所示，测试结果如表1所示；(注：所 测催化剂均为一次涂覆焙烧后的整体式催化剂) 5 5 CN 210079543 U 说明书 4/4页 [0046] 1.将预处理好的孔隙率为36％的催化剂载体浸渍在粘度为224mPa·s、固含量为 20％的催化剂浆液中，每20min对催化剂进行一次翻面，浸渍2h后，吹扫孔道，防止其堵塞， 再烘干焙烧，即得整体式催化剂1； [0047] 2.将预处理好的孔隙率为36％的催化剂载体固定于涂覆装置的载体模具中，在将 粘度为224mPa ·s、固含量为20％的催化剂涂覆浆液倾倒在载体模具上部空间，打开线L/min，待涂覆浆液全部流经载体后，调节流量，使得抽气速率为0.24m/s， 继续抽气10min后，将其烘干焙烧，即得整体式催化剂2； [0048] 3.将预处理好的孔隙率为36％的催化剂载体固定于涂覆装置的载体模具中，在将 粘度为540mPa ·s、固含量为20％的催化剂涂覆浆液倾倒在载体模具上部空间，打开线L/min，待涂覆浆液全部流经载体后，调节流量，使得抽气速率为0.4m/s， 继续抽气10min后，将其烘干焙烧，即得整体式催化剂3； [0049] 4.将预处理好的孔隙率为36％的催化剂载体固定于涂覆装置的载体模具中，在将 粘度为224mPa ·s、固含量为30％的催化剂涂覆浆液倾倒在载体模具上部空间，打开线L/min，待涂覆浆液全部流经载体后，调节流量，使得抽气速率为0.3m/s， 继续抽气10min后，将其烘干焙烧，即得整体式催化剂4； [0050] 表1载体涂覆一次后催化剂上载率及涂层牢固度测试 [0051] 6 6 CN 210079543 U 说明书附图 1/1页 图1 图2 7 7

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