CN201200962Y - 用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置，主要解决现有技术中喷涂、干燥过程无法连续进行，从而导致喷涂工序长、物料品质差、处理量小的缺点。本实用新型通过采用一种用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置，包括：溢流阀(4)、电磁阀(5)、浆料喷射装置(6)、空气加热器(12)、温度控制仪(13)、空气喷射装置(14)、转速控制仪(15)和滚筒(16)，其中溢流阀(4)的进口与原料浆料管道相连接，溢流阀(4)的出口与电磁阀(5)的进口相连，电磁阀(5)的出口与浆料喷射装置(6)相连，浆料喷射装置(6)的喷射口朝向滚筒(16)的开口方向；空气加热装置(12)的进口与空气管路相连，出口与空气喷射装置(14)相连，空气喷射装置(14)的喷射口开口朝向滚筒(16)的开口方向；温度控制仪(13)分别与空气加热器(12)及滚筒(16)相连；转速控制仪(15)与滚筒(16)相连的技术方案较好地解决了该问题，可广泛用于化工行业制备层状复合载体和涂层催化剂。

Description

用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置

技术领域

本实用新型涉及一种喷涂装置，特别是一种用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置。

背景技术

目前应用于化工和炼油过程催化剂有相当一部分是采用贵金属作为活性组分的负载型催化剂。由于贵金属价格昂贵，因此其在催化剂中的含量往往较低。研究发现活性组分在载体内非均匀分布可以降低贵金属的用量，提高贵金属的利用率；同时，在许多反应中非均匀分布的催化剂也表现出比均匀分布的催化剂更好的活性、选择性和寿命。这其中最重要的一种就是蛋壳型催化剂，即活性组分集中于载体表层的表面薄壳型，主要应用于提高串联反应中间产物的选择性或提高快速反应的选择性。另外，因为活性组分集中于载体外表层，对于一些放热反应而言，更有利于反应热的转移，以保持催化剂的稳定性并延长催化剂的寿命。此外，电子工业、半导体材料、现代化工、冶金、仪表、宇航和原子能等工业的迅猛发展需要越来越多的高纯气体，如高纯氢气、氮气、氧气、氦气、氩气、二氧化碳等。这些气体的净化通常涉及脱氢、脱氧过程，如在氧气存在下脱除氮、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及各种惰性气体(氮、氙、氪、氖等)中的氢杂质，或者是在氢气存在下，脱除上述气体中的氧杂质。而薄壳形贵金属催化剂也常常用于高纯气体的脱氢、脱氧过程。

目前，工业上已大量应用非均匀分布催化剂，如专利CN1112241C和CN1428199介绍了乙烯法制醋酸乙烯的多相双金属Pd-Au催化剂和Pd-KOAc催化剂。该催化剂为球状颗粒，活性组份呈蛋壳型非均匀分布。专利ZL02100598.2报道了汽车尾气净化催化剂。该发明汽车尾气净化催化剂以堇青石蜂窝状陶瓷基体为第一载体，以氧化铝涂层浆液(含氧化铝，稀土镧、铈氧化物，贵金属，过渡金属和碱土金属)为第二载体。通过将第一载体浸渍在涂层浆液中，一次性喷涂制成催化剂。上述催化剂均为薄壳形催化剂，即是一种层状复合物，制备方法均采用喷涂方法。

常见的喷涂技术是借助不同的工作原理将浆料喷涂成细小的雾滴并送到载体表面并附着于被涂物表面上形成薄而均匀的涂饰操作过程。目前有四种喷涂方式：空气喷涂、高压无气喷涂、混气(空气辅助)喷涂、离心力喷涂。无论何种喷涂方式，都无法实现连续喷涂干燥。由于无法进行连续干燥，喷涂浆料在载体表面容易造成沾壁及自粘，从而致使催化剂表面粗糙、磨耗率大，涂层容易从基体上剥落，涂层负载量低。

现有的喷涂装置为避免对涂层质量产生不良影响而采用间接加热方式，即先喷涂，后干燥。因此，装置成本及设备占用空间大，并且工序较长。专利ZL01280058.9介绍了一种组合式多功能喷涂装置，它利用加热装置给容器加温，使容器内低温下容易固化或黏度加大的涂料熔化或改善流动性，提高喷涂质量。但使用该喷涂装置，喷涂浆料容易吸附在装置底部并结垢，造成局部过热，从而造成热量利用效率低、后续的喷涂效果不佳。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是以往技术喷涂设备喷涂、干燥过程无法连续进行，从而导致喷涂工序长、物料品质差、处理量小的缺点，提供一种新的用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置。该连续喷涂干燥装置具有生产效率高、处理能力大、喷涂质量高的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：一种用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置，包括：溢流阀4、电磁阀5、浆料喷射装置6、空气加热器12、温度控制仪13、空气喷射装置14、转速控制仪15和滚筒16，其中溢流阀4的进口与原料浆料管道相连接，溢流阀4的出口与电磁阀的进口相连，电磁阀5的出口与浆料喷射装置6相连，浆料喷射装置6的喷射口朝向滚筒16的开口方向；空气加热装置12的进口与空气管路相连，出口与空气喷射装置14相连，空气喷射装置14的喷射口开口朝向滚筒16的开口方向；温度控制仪13分别与空气加热器12及滚筒16相连；转速控制仪15与滚筒16相连。

上述技术方案中，原料浆料管道按顺序先后与计量泵3、过滤器2及浆料储罐1连接，而后与溢流阀4、电磁阀5、浆料喷射装置6相互连接，构成浆料喷射系统，从而控制喷射浆料的压力及流量。空气管路按顺序先后与气体流量计11、电磁阀10、过滤器9、减压阀8及空气压缩机7相连接，而后与空气预热器12、温度控制器13、空气喷射装置14相互连接，构成空气喷射系统，从而控制空气的压力、流量及温度。滚筒、滚筒转速控制器、温度控制器通过管路相连接，从而控制滚筒的转速及加热温度。另外，浆料喷射装置的喷射口及空气喷射装置的喷射口开口朝向均朝向滚筒的开口方向，从而确保浆料及空气喷射到滚筒上待处理的物料上。

上述技术方案中，滚筒包括一种加热装置，利用加热装置给滚筒加温，使滚筒内低温下容易固化或粘度较大的浆料熔化或改善流动性，避免浆料附着于滚筒底部。滚筒加热温度由温度控制器控制，滚筒转速由转速控制器控制。滚筒转速不宜过低，否则喷涂表面均匀性较差；也不宜过大，导致喷涂物料的磨耗率增大，喷涂浆料损失增大。滚筒式喷涂机对物料表面喷涂浆料时，利用物料在滚筒内不停旋转完成喷涂，提高物料表面喷涂均匀性和光洁度。

浆料喷射装置是将计量泵送来的浆料喷涂到待喷涂物料上，通过干燥等工序制成试验所需层状复合物。浆料喷射装置的喷嘴可以选用普通喷嘴，也可以选用空气雾化喷嘴。为了喷雾均匀，喷嘴形状宜选用矩形或扁形。为了调节流量，宜选用可调流量喷嘴，但无论何种方式，浆料喷射装置的喷涂幅宽和喷涂距离必须满足试验要求。浆料添加量可以通过计量泵控制，计量泵形式不限，可以是隔膜式，也可以是柱塞式。浆料进料时通过实时计量并对喷涂量进行自动修正，减小浆料喷涂量的误差，使物料表面喷涂均匀，达到最佳喷涂效果。

空气喷射装置是将一定温度的压缩空气喷射到喷涂浆料后的物料上，从而确保喷涂物料基本脱除水分或溶剂。压缩空气流量由气体流量计控制，压力由减压阀控制。为了达到最大的干燥效果，压缩空气喷嘴形状宜选用矩形或扁形，从而为喷涂物料提供合适压力和流量的压缩空气。为了调节流量，宜选用可调流量喷嘴。

此外，浆料喷射装置及空气喷射装置采用脉冲方式工作，即进行浆料喷涂时，压缩空气停止喷射；反之，当压缩空气进行喷射干燥时，浆料停止喷涂，以确保喷涂质量及干燥效率。脉冲时间可以根据喷涂物料的性质进行调整，脉冲频率由电磁阀控制。

本实用新型由于采用喷涂与干燥工序连续工作的方式，因而可以显著提高装置的工作效率，从而具有处理能力大，喷涂质量高的优点；同时，由于采用了自动化控制装置，因而具有自动化程度高及浆料添加精度高的优点，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本实用新型用于制备层状复合物的连续喷涂干燥设备结构示意图。

图1中：1-浆料储槽；2-浆料过滤器；3-计量泵；4-溢流阀；5-电磁阀；6-浆料喷射装置；7-空气压缩机；8-减压阀；9-空气过滤器；10-电磁阀；11-气体流量计；12-空气加热器；13-温度控制仪；14-空气喷射装置；15-转速控制器；16-滚筒。

如图1所示中是一种分体式的连续喷涂干燥装置，容器(滚筒)与浆料及空气喷射装置是分开的，并且各自独立运行。

图1分为三个部分，即浆料储存、输送及喷射部分；空气输送、预热及喷射部分；滚筒加热、转动部分。每一部分都可以独立设计、控制和使用。浆料输送、喷射部分负责提供压力、流量、配比符合要求的浆料并将其均匀喷涂到待喷涂物料上。空气加热、喷射部分负责提供压力、流量、温度合适的气体以干燥浆料中的水分或其他溶剂。滚筒加热、转动控制部分负责促使物料在滚筒内不停旋转完成喷涂，以提高物料表面喷涂均匀性和光洁度，同时提供浆料的合适温度，改善浆料的流动性。

整个系统的控制部分负责协调三个部分进行工作。其工作原理：当需要添加浆料时，电控指令计量泵和溢流阀同时打开，将浆料以合适的压力和流量送到喷涂装置进行喷涂。电控指令同时关闭空气压缩机和空气喷射装置。当需要高温压缩空气干燥喷涂物料时，电控指令打开空气压缩机和空气喷射装置，输送合适压力、流量及温度压缩空气到喷嘴，以干燥物料，同时关闭浆料加料泵和喷射装置，而滚筒的温度及转速则单独控制。

操作流程：图中部件1是带有搅拌器的浆料储槽。搅拌器的主要作用是确保浆料充分混合均匀。搅拌形式不限，可以是射流式、轮盘式、叶轮式。当浆料进行喷涂时，计量泵和溢流阀同时打开，浆料从储槽经浆料过滤器、计量泵、溢流阀调压调流后，经电磁阀进入浆料喷射装置开始喷涂。浆料过滤器的主要作用是为了防止浆料中的较大颗粒堵塞压力仪表和喷嘴及对加料泵的磨损。计量泵的作用是用来计量浆料流量，它的精度直接关系到浆料添加的精度。通常，精度越高越好，最好基本误差小于±1％。溢流阀主要起到限压限流的作用，确保到达喷嘴处浆料的压力和流量符合要求，同时也起到一个安全阀作用，当前端发生堵塞时，给浆料一旁通回路，以防止计量泵堵塞损坏。电磁阀的主要作用是在计量泵停止工作状态下，切断浆料，它和计量泵同时开关。

当空气喷射装置进行工作时，压缩空气由空气压缩机经过减压阀后控制在合适的压力范围，经空气过滤器、电磁阀后进入气体流量计，经计量后进入空气加热装置，空气加热装置的加热温度由温度控制仪控制，待气体达到设定温度后，经过空气喷射装置以脉冲方式吹扫喷涂后的物料。待喷涂物料装填在滚筒中，滚筒加热方式可以为电加热，也可以是夹套加热，如蒸汽加热、油浴加热、熔盐加热等，滚筒温度也由温度控制器控制。滚筒转速由转速控制器控制，电磁阀的主要作用是在空气压缩机停止工作状态下，切断空气，它和空气压缩机同时开关。

此外，浆料喷射装置及空气喷射装置采用间歇方式工作，脉冲频率由电磁阀控制，即进行浆料喷涂时，压缩空气停止喷射；反之，当压缩空气进行喷射干燥时，浆料停止喷涂，以确保喷涂质量及干燥效率。

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型。

具体实施方式

【比较例1】

美国专利20040077911报道了一种以铝酸锂为载体的氢气选择性氧化反应催化剂。该催化剂以堇青石为内核，以铝酸锂为涂层，在涂层上负载铂系金属和修饰金属，例如，铂和锡。这种催化剂在脱氢反应中对氢气选择性氧化具有很好的效果，但该催化剂的层状复合载体制备过程长，工艺复杂。

按照美国专利20040077911中实施例3制备层状复合载体S1，物化性能指标见表1。

【实施例1】

按照比较例1的配方及步骤制备层状复合载体S2。只是采用本实用新型图1的连续喷涂干燥装置进行，滚筒温度120℃，滚筒转速500转/分钟。先以0.2毫升/秒的流量喷涂浆料3分钟，而后停止喷涂，通入200℃的压缩空气干燥载体5分钟，压缩空气流量为200毫升/秒，压力8公斤/厘米²，然后再进行喷涂，如此往复进行，直到喷涂结束，时间约45分钟，而后按照比较例1中步骤予以干燥、焙烧，得到层状复合载体S2，物化性能指标见表1。

             表1 载体物化性能测试结果

a.将30克载体置于100ml水中，用BUG25-06型超声波清洗仪(工作频率50Hz，电压220V，电流3A)超声振荡30分钟后取出，150℃干燥1小时，冷却，称重，计算涂层损失率。

b.将30克载体置于800℃的马弗炉中保温20分钟，取出立即置入室温中冷却30分钟，反复进行3次，称量重量，计算涂层损失率。

由表1可知，采用本实用新型装置制备的载体，具有更好的喷涂效果，喷涂均匀率超过99.0％，表面更为光滑，涂层质量更高；同时，分别采用超声振荡技术及冷热疲劳试验检测涂层结合性能，结果见表1。由表可知，本实用新型装置制备的层状复合载体的涂层损失率更低，表明本实用新型装置制备的层状复合载体涂层与基体的结合牢固度明显优于参比催化剂，从而显示了本实用新型装置的优良特性。

Claims (3)

1、一种用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置，包括：溢流阀(4)、电磁阀(5)、浆料喷射装置(6)、空气加热器(12)、温度控制仪(13)、空气喷射装置(14)、转速控制仪(15)和滚筒(16)，其中溢流阀(4)的进口与原料浆料管道相连接，溢流阀(4)的出口与电磁阀(5)的进口相连，电磁阀(5)的出口与浆料喷射装置(6)相连，浆料喷射装置(6)的喷射口朝向滚筒(16)的开口方向；空气加热装置(12)的进口与空气管路相连，出口与空气喷射装置(14)相连，空气喷射装置(14)的喷射口开口朝向滚筒(16)的开口方向；温度控制仪(13)分别与空气加热器(12)及滚筒(16)相连；转速控制仪(15)与滚筒(16)相连。

2、根据权利要求1所述用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置，其特征在于原料浆料管道按顺序先后与计量泵(3)、过滤器(2)及浆料储罐(1)连接。

3、根据权利要求1所述用于制备层状复合物的连续喷涂干燥装置，其特征在于空气管路按顺序分别与气体流量计(11)、电磁阀(10)、过滤器(9)、减压阀(8)及空气压缩机(7)相连接。

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