姜浩锡[1]2003年在《固体催化剂的模压成型过程和机械强度研究》文中指出一种具有工业前景的固体催化剂，除了必须具有优良的活性、选择性和寿命等性能外，还必须有与相应反应过程相适应的几何形状、尺寸和承载催化剂本身重量的能力、能抵御反应介质、温度和压力及在反应过程中应力变化冲击的优良机械强度。上述各种机械性能都与催化剂成型过程密切相关。然而，从宏观（统计）角度考察催化剂机械性能的研究相对比较深入，而对成型过程中的催化剂强度性质自身规律的研究还不够深入。因此，本文就是基于这一理念，力图从半微观角度出发，对成型的单一片剂催化剂的成型过程及影响因素进行系统研究，以求得到较深层次的机理上的规律。本研究通过自行设计制造的催化剂模压成型过程分析仪（Catalyst Molding Process Analyzer, CMPA）和催化剂力学性质测试仪（Catalyst Mechanical Properties Tester, CMPT），以Fe-Cr系高温变换催化剂片剂为研究对象，对成型过程和受压破碎过程提供了全过程动态研究的新手段；本研究利用正交实验设计方法考察了固体催化剂成型过程中诸因素（包含预密致比例、煅烧时间、煅烧温度和石墨含量等）对催化剂成型体强度的影响，并对成型条件进行了优化；根据实验结果，关联确定了固体催化剂成型过程中的密度－压力关系式，并对方程中诸因子的物理意义进行了描述；提出了一种利用宏观弹性模量来表征成型催化剂的力学性质的方法；研究讨论了成型压力对催化剂成型体强度性质的影响，结果表明：对于催化剂成型体的强度和比表面性质，成型压力存在着一个最佳值，过高的成型压力会导致比表面积和侧压强度的降低；不适当的成型压力的维持时间会破坏“压力回弹”作用，造成催化剂成型体的机械强度明显降低。最后，本研究考察了冲头形状对催化剂强度、密度和催化活性的影响，研究证明，用双凹型球面冲头成型的有双凸球面端面的圆柱催化剂的强度最高，且其催化活性保持不变。
姜浩锡, 张继炎, 王日杰[2]2003年在《成型压力对固体催化剂模压成型过程的影响》文中进行了进一步梳理通过自行设计制造的催化剂力学性质测试仪,以Fe—Cr高温变换催化剂片剂为研究对象,提出了一种利用宏观弹性模量来表征成型催化剂的力学性质的动态方法,并研究了成型压力对催化剂成型体强度性质的影响。结果表明,对于催化剂成型体的强度和比表面积,成型压力存在着一个最佳值,过高的成型压力会导致催化剂的侧压强度、比表面积以及相应的催化活性降低;不适当的成型压力的维持时间会破坏“压力回弹”作用,造成催化剂成型体的机械强度明显降低。
汤茂亮[3]2017年在《多级孔沸石成型工艺条件研究》文中研究指明多级孔沸石是近十多年发展起来的一种新型催化材料,它不仅继承了微孔沸石的酸性、高热稳定性和离子交换性等优点,而且由于介孔的引入改善了它对大分子的吸附和扩散性能,进而极大地丰富了沸石的应用范围。随着多级孔沸石研究的不断推进,其合成方法己基本成熟。然而,对多级孔沸石的成型研究却几乎没有。因此,本文采用挤条成型的方法,首先对多级孔沸石挤条成型过程及机理进行初步研究,然后考察了粘结剂种类、拟薄水铝石含量、硝酸含量和挤条转速等因素对多级孔沸石ZSM-5成型的影响。具体工作如下:1.对多级孔沸石挤条成型过程及机理进行初步研究时,结果发现,多级孔沸石同微孔沸石一样,其成型体是典型的脆性材料,机械强度失效属于脆性断裂,断裂强度数据呈离散性分布,能够用Weibull分布进行统计研究。多级孔沸石成型后,微孔主要受到挤条成型的影响,而介孔则更多与沸石晶粒间相互作用产生的新介孔的多少有关。其中,成型体的微孔主要来源于沸石晶体的本身,而介孔一方面来源于沸石晶体的晶粒内,另一方面由晶粒堆积产生。此外,多级孔沸石进行挤条成型时,通过优化成型工艺条件,在保持孔结构等性质不变的条件下提高机械强度及其稳定性,是完全可能的。2.研究了粘结剂种类对多级孔沸石ZSM-5成型的影响。结果发现,拟薄水铝石和AIPO4粘结剂的成型体能够获得最高、最可靠的机械强度,而拟薄水铝石、γ-A12O3的成型体则获得更加优良的孔道结构。除了 AIP04粘结剂,ZSM-5与其它粘结剂成型后,介孔增多主要是由于沸石晶粒与粘结剂堆积作用过程中,产生了大量的新介孔。此外,以拟薄水铝石作为粘结剂,不仅保留多级孔沸石ZSM-5优良的孔道结构,而且能获得足够可靠的机械强度。因此,拟薄水铝石是ZSM-5成型最佳的粘结剂。3.研究了多级孔沸石ZSM-5成型工艺条件。结果发现,随着拟薄水铝石含量、硝酸含量和挤条转速的增加,成型体的机械强度都增加:而成型体的孔结构等性质主要和拟薄水铝石含量、硝酸含量有关,与挤条转速的大小无关。综合成型实际操作条件发现,当拟薄水铝石含量、硝酸含量和挤条转速分别为33 wt%、13wt%和50r/min时,对应ZSM-5成型体具有高机械强度、高机械强度可靠性的同时,还具有良好的孔道结构。
焦国柱[4]2012年在《合成DL-γ-丁内酯铜基催化剂制备表征及催化性能研究》文中研究指明α-羟基-β,β-二甲基-γ-丁内酯(简称DL-γ-丁内酯)具有广泛的用途,是制备泛酸钙、泛醇的中间体。合成DL-γ-丁内酯铜基催化剂具有高活性的特点,然而其热稳定性较差。采用共沉淀法制备的铜基催化剂,具有较高的活性和稳定性。本文在小试的基础上,考察了催化剂制备的放大效应,同时考察了催化剂的稳定性,还对催化剂成型工艺进行初步的探讨,以期实现这种新型铜基DL-γ-丁内酯合成催化剂的工业化。考察了制备条件对催化剂活性和稳定性的影响。催化剂制备的工艺优化后如下:在搅拌速度150 r/min,沉淀温度为45℃,盐溶液滴加速度为40 ml/min,老化温度为85℃,老化时间6 h,盐溶液浓度为0.05 mol/L,碱溶液浓度为0.10mol/L,pH为8,焙烧温度为500℃。本文考察了催化剂的放大效应。催化剂的制备量放大10倍、100倍后,催化剂的活性和耐热性基本保持不变,催化剂的物相,比表面积及表面形貌无明显变化。催化剂放大样(800 g)进行活性评价,DL-γ-丁内酯的收率达到98%。本文考察了催化剂的稳定性。对催化剂进行了500 h的稳定性评价,催化剂活性无明显失活。因为催化剂中铜组分之间作用较强,还原后的Cu晶体能较好的分散在二氧化硅的载体中,且铜晶粒粒径较小。在反应过程中,铜晶粒粒径增长缓慢,防止团聚等现象的出现,导致催化剂活性改变。本研究考察了成型助剂(粘结剂和润滑剂)、工艺条件对催化剂成型体强度的影响,并进一步优化成型条件。结果表明:粘结剂(水)湿基含量为15%,润滑剂(石墨)的用量5%(粉体总质量的质量百分数),冲模装填量为10 ml时催化剂成品的强度最强。
蒋炜[5]2004年在《新型整体式钒催化剂的设计、制备与研究》文中研究指明针对现有硫酸工业中SO_2转化生产系统阻力大、能耗高的现象设计了一种具有低阻力和高传热传质性能、内部具有规则通道的新型整体式钒催化剂。这种新型整体式钒催化剂以硅藻土为载体，将活性组分与载体直接混合；孔道利用塑芯制作；成品外形为大尺寸立方体，内部矩形通道相互交错、形状规则。 与散堆钒催化剂制作方法不同，整体式钒催化剂采用压制密实法成型，成型用钒催化剂料浆的化学物理性质直接影响催化剂成品质量。通过测定钒催化剂料浆在不同处理条件下的塑限、液限、流动度等参数，研究了不同配方和不同处理方法对料浆流动性质的影响规律。结果表明通过对催化剂硅藻土载体酸洗处理、调节催化剂活性组分浆料pH值、对浆料进行捏合处理、适当添加润滑剂等措施，可以有效提高浆料的流动性、降低浆料在相同流动性情况下的含水量，利用该浆料浇注压制成型的催化剂裂纹少、机械强度高。 整体式钒催化剂压制密实成型过程分为入模、压制和脱模叁个阶段；竖直安放在模具内部的塑芯对其制作影响严重。通过测试钒催化剂坯体密实度、含水量的变化，研究了不同措施对催化剂制作叁个阶段的影响，并建立了相应的坯体密度模型。结果表明捏合和振动能减小钒催化剂料浆粘度；压制过程需采用多次填料、多次压制方式；塑芯导致料浆一次填充高度和坯体密实度减小。 制作塑芯的材料选择聚丙烯。采用塑芯并烧除以制作整体式钒催化剂内部孔道的方法直接影响钒催化剂的热处理程序。通过测试整体式钒催化剂干燥和摘要锻烧时的膨胀率及热重、差热等性质，研究了塑芯对整体式钒催化剂结构和强度的破坏作用。结果表明塑芯导致热加工程序耗时增加、催化剂破坏程度加剧、机械强度减小;控制温度及升温速率可减小塑芯破坏。 机械强度是整体式钒催化剂主要性质。钒催化剂属于脆性材料，受压后易破碎造成床层堵塞。通过对现有工业钒催化剂配方的筛选比较，选出机械强度较好的5105催化剂配方作为试验基础配方;在此基础上，研究了成型压力、含水量、pH值、捏合次数和陈化时间等工艺参数对催化剂材料机械强度的影响，并通过加入添加剂及条件优化试验以提高钒催化剂材料的机械性能。结果表明经优化后钒催化剂材料机械强度提高了4一5倍，达到制作整体式钒催化剂所需机械强度要求:机械强度可靠性也大幅提高。 整体式钒催化剂内部复杂结构对催化剂整体强度有明显影响。通过有限元法模拟计算催化剂内部孔道对整体强度的影响，结果表明内部结构使整体式钒催化剂机械强度降为钒催化剂骨架材料强度20%左右，与实验结果一致。建立整体式钒催化剂应力应变方程，确定其机械失效压力为l.33MPa，流体力学失效压力为l.19MPa。 通过实验分别测试了整体式钒催化剂活性、压力降以及外部传质性质。结果表明整体式钒催化剂能有效提高钒催化剂宏观活性:床层压力降只有传统散堆床层的1/2~1/3;外扩散传质与散堆床层相当。拟合整体式钒催化剂床层压力降数据，所得床层压力降公式计算误差在13一16%，优于Bravo公式。 对整体式钒催化剂床层进行内部流动、内扩散过程模拟计算。结果表明整体式钒催化剂压力降主要产生于通道间相互交叉结构，通道本身压力降可以忽略;整体式钒催化剂内50:浓度和反应速度受到内扩散影响严重，但催化剂内部没有死区;外扩散影响可以忽略;反应近似一级反应。 经济横算结果表明整体式钒催化剂实验室制作成本为现有散堆钒催化剂3倍，但通过工艺改进、提高生产效率，整体式钒催化剂制作成本可大幅度降低。 整体式钒催化剂的设计思路具有广泛的工业意义和光明的应用前景，也适于其他气固催化反应过程催化剂的设计和研制。关键词:整体式钒催化剂，料浆，成型，机械强度，压力降
潘美华[6]2012年在《掺钡纳米氧化镁负载钌基氨合成催化剂的制备及其成型研究》文中研究表明本文以掺Ba纳米MgO(Ba-MgO)为载体制备了一系列Ru/Ba-MgO催化剂,考察了 Ba-MgO的制备方法、催化剂浸渍条件、糖类改性载体对Ru基催化剂氨合成活性的影响以及载体成型条件对其强度的影响。运用场发射扫描电镜、N2物理吸附、X射线能谱仪、H2脉冲吸附等表征手段对Ba-MgO及Ru/Ba-MgO进行分析,在反应条件10000 h-1,10 MPa和375～425 ℃下进行Ru基氨合成催化剂的活性评价,得到以下主要结论:1.Ba-MgO的制备方法对表面形貌和织构有较大的影响。与超声静电吸附法和溶胶-凝胶法相比,共沉淀法制备的Ba-MgO虽然比表面积大,但其孔径分布以大孔和中孔为主,微孔几乎没有,致使Ru在其上的分散度很低,因此活性较差;溶胶-凝胶法制备过程中,表面活性剂的辅助改性可以提高催化剂活性,其中以聚丙烯酸钠(PAAS)的效果最佳,PAAS用量为5%时。相应的催化剂活性最大,在1OMPa,10 000h-1,425℃的反应条件下测得其出口氨浓度达到17.32%。2.浸渍条件对Ru/Ba-MgO活性有较大的影响。最佳的浸渍条件为:溶剂为四氢呋喃,浸渍时间10h以上,采用过量或多次浸渍,真空干燥。添加竞争吸附剂后,催化剂活性普遍出现下降;Ru3(CO)12和MgO机械混合均匀后,经真空、80℃处理后,Ru3((CO)12会发生升华现象而进入载体孔道中,催化剂活性较未处理时高。3.MgO粉末在未添加粘结剂时不能直接成型。随着成型压力的增大,成型MgO的强度随之增大,同时表面织构发生显着变化,相应催化剂活性有所下降。粘结剂种类及其含量会对强度和催化剂性能产生影响,其中以PEG-6000效果最好,机械强度随着PEG-6000用量的增加而增大,适宜的用量为10%;润湿剂的添加会提高成型MgO强度;成型MgO的强度随着压力维持时间的增加有一定程度的增大;成型前的预处理可以明显提高MgO粉末强度。4.利用超声静电吸附法制备了一系列糖类改性的Ba-MgO载体及其负载的Ru/Ba-MgO催化剂。实验结果表明:糖类可以影响载体的表面形貌,尤其是添加葡萄糖,可以调控载体中Ba的掺杂量。当其浓度为3mmo1/L时,MgO形貌趋向立方形;当其浓度为1mmol/L时,在1OMPa,10 000h-1,400 ℃的反应条件下,测得Ru/Ba-MgO催化剂的出口氨浓度达到17.17%。
魏伟[7]2001年在《多芯线粉末挤压成形工艺及其数值模拟理论研究》文中研究说明论文首次提出一种新型金属载体的低成本成形方法，即“多芯线粉末挤压法”，并用此方法进行了金属载体成形的相关研究。主要开展了以下叁个方面的基础研究工作：①金属载体材料的选择与设计；②多芯线粉末挤压成形技术的工艺流程、模具设计、粉末挤压力学参数的实验研究和理论分析；③初步探讨了粉末体挤压成形过程的有限元数值模拟理论。 实验重点研究了纯Al、Al-Fe的粉末挤压，并对粉末的挤压变形行为进行了理论分析，提出了与通常挤压变形过程的截然不同的叁个阶段，基本工艺流程为混粉→保湿→预压→挤压→烧结→后处理。 试样断面形貌分析，XRD，密度和线膨胀系数的研究，初步证明了多孔金属载体材料设计的正确性，及金属载体所具有的一些优异性能。在数值模拟理论中，推导了粉末体变形的应力-应变关系等效应变速率方程和求解的整体矩阵方程 因此，“多芯线粉末挤压成形工艺及其数值模拟理论研究”验证了多芯线粉末挤压成形在工艺上的可行性，是金属载体成形的较好方法。实验研究所获得的基础数据和理论分析，为“多芯线粉末挤压”的进一步研究奠定了基础。
闫捷, 李丰, 宋军超, 魏灵朝, 崔发科[8]2019年在《百吨级草酸酯加氢制乙二醇工业侧线研究》文中进行了进一步梳理对自研加氢催化剂粉体进行了模压成型研究,并与外购催化剂进行了工业侧线的试验比较。相同工艺条件下,自研催化剂的草酸酯转化率为100%,乙二醇选择性达到97%,而且强度明显超过外购催化剂。在百吨级工业侧线上,自研催化剂的草酸酯转化率达到100%,而乙二醇选择性超过外购催化剂1%～2%。反应废液浸泡8个月后,自研催化剂仍保持较好的催化活性和较低的气阻,无粉化现象。新鲜催化剂在稳定的工艺条件和足够的氢酯比下表现出了优异的稳定性和催化性能。
巩远辉, 王燕, 蔡旺锋, 陈益清[9]2019年在《吸附浓缩-蓄热催化燃烧工艺过程研究》文中提出建立了一套VOCs气体吸附浓缩-蓄热催化燃烧中试设备并对其工艺条件进行了优化研究。该设备可实现VOCs的连续脱附且保持较高的脱附浓度水平,此浓缩气体经过预热后可直接进入蓄热催化燃烧系统进行矿化处理。实验采用二甲苯和活性炭分别作为VOCs气体和吸附剂,评价了吸附浓缩设备和蓄热催化燃烧设备的主要工艺条件参数。结果表明,当控制吸附浓缩设备的切换时间为60 min、吸附气浓度为1 500～4 000 mg/m3、脱附气流量为8 L/min、脱附温度为170℃、冷却气流量为40 L/min时,吸附尾气中VOCs含量基本为零,同时脱附浓度可满足起活温度为180℃、换向半周期为30 min的蓄热催化燃烧设备自热稳定运行,且VOCs去除率在95%以上。
参考文献：
[1]. 固体催化剂的模压成型过程和机械强度研究[D]. 姜浩锡. 天津大学. 2003
[2]. 成型压力对固体催化剂模压成型过程的影响[J]. 姜浩锡, 张继炎, 王日杰. 石油化工. 2003
[3]. 多级孔沸石成型工艺条件研究[D]. 汤茂亮. 东南大学. 2017
[4]. 合成DL-γ-丁内酯铜基催化剂制备表征及催化性能研究[D]. 焦国柱. 青岛科技大学. 2012
[5]. 新型整体式钒催化剂的设计、制备与研究[D]. 蒋炜. 四川大学. 2004
[6]. 掺钡纳米氧化镁负载钌基氨合成催化剂的制备及其成型研究[D]. 潘美华. 浙江工业大学. 2012
[7]. 多芯线粉末挤压成形工艺及其数值模拟理论研究[D]. 魏伟. 昆明理工大学. 2001
[8]. 百吨级草酸酯加氢制乙二醇工业侧线研究[J]. 闫捷, 李丰, 宋军超, 魏灵朝, 崔发科. 现代化工. 2019
[9]. 吸附浓缩-蓄热催化燃烧工艺过程研究[J]. 巩远辉, 王燕, 蔡旺锋, 陈益清. 现代化工. 2019