[其他]碳化钨催化剂的生产方法及设备

说明书

碳化钨催化剂的生产方法及该方法的专用Ｔ形碳化炉，提供一氧化碳，或者经过净化的黄磷尾气在连续式运行的Ｔ形碳化炉中与钨酸反应，控制不同的操作条件可分别制得一碳化一钨和一碳化二钨二种不同用途的产品，具有体系简单、效率高、生产成本低、易于操作等优点，可适应工业生产的需要。

本发明涉及到采用一氧化碳和钨酸粉末生产碳化钨催化剂的方法和专用T形管式碳化炉，此外，也涉及到以黄磷尾气为原料气生产碳化钨催化剂的方法。

碳化钨通常是指钨的碳化物的总称，作催化剂的碳化钨主要是一碳化钨（WC）和一碳化二钨（W_２C），公知的碳化钨制备方法有元素熔融法，用此种方法制得的碳化钨的催化活性较差;美国发明专利US4172808介绍用一氧化碳和二氧化碳与轻质钨酸控制一定工艺条件制备碳化钨催化剂的生产方法及该方法专用的间歇式生产设备，其制得的碳化钨活性较高，但体系复杂、效率较低、生产成本较高、工艺条件控制困难，难于实施。

针对已有技术的不足，本发明的任务是提供采用一氧化碳或经过净化处理的黄磷尾气与钨酸制备高活性碳化钨催化剂的生产方法及该方法专用的连续式生产设备，使得体系简单、效率高、生产成本低，适应工业化生产的需要。

本发明采用一氧化碳或经过净化的黄磷尾气通过碳化炉内的T形反应管的预处理段，与其中的金属填料接触被预热，并除去其中残余杂质，钨酸粉末铺装在料舟内与气流相对进入反应段，并按一定脉冲间隔渐次推进，与反应气体接触，先后经历焙解、还原、渗碳三个阶段，生成的碳化钨与投料同步落入受料水槽，在隔绝空气条件下经受急冷，经分离得到黑色浆状物即为碳化钨产品;各阶段温度范围为：焙解400～500℃，还原650～850℃，渗碳650～750℃;渗碳阶段的气体线速度0.1～0.3米/秒，还原0.2～0.4米/秒，焙解0.2～0.6米/秒;物料在反应段停留时间为9～12小时。

以黄磷尾气为原料气时需经过净化处理：黄磷尾气先后经水洗、含次氯酸钠5～8%的稀碱液洗涤和含氢氧化钠不低于20%的浓碱液洗涤，净化气中一氧化碳含量不低于90%，含硫量0～3毫克/升。

反应气体含硫量趋近0毫克/升，渗碳温度趋近650℃，渗碳气速趋近0.3米/秒，物料在反应段停留时间趋近12小时时，得到以一碳化钨（WC）为主成份的催化剂;当反应气体的含硫量趋近3毫克/升，渗碳温度趋近750℃，渗碳气速趋近0.1米/秒，物料在反应段停留时间趋近9小时时，则得到以一碳化二钨（W_２C）为主成份的催化剂。

本发明的T形碳化炉主要由壳体1、呈不对称T形反应管2和受料水槽5所组成，壳体1由内衬耐火砖和保温材料的上下两半合成，并敷设加热元件，配备测温热电偶6与控温系统，反应管2由耐热钢焊制，断面呈矩形，包含右气体预处理段、左反应段和中下料管，预处理段内充填铜屑或铁屑金属填料9，且外接气体入口7，下料管下接扩形管插入受料水槽5，反应段内自下料管接口左侧依次容纳装有反应物料的料舟3，反应段左端连接反应后气体出口8和钨酸入口旋塞4。

附图1为碳化钨催化剂生产的专用T形管式碳化炉示意图。

其中1-碳化炉壳体，2-T形反应管，3-料舟，4-钨酸入口旋塞，5-受料水槽，6-热电偶，7-气体入口，8-气体出口，9-金属填料，10-碳化钨出口。

附图2为黄磷尾气作一氧化碳气源的工艺流程图。

其中4-钨酸入口旋塞，5-受料水槽，10-碳化钨出口，11-水洗塔，12-水环泵，13-第一碱洗塔，14-第二碱洗塔，15-水封，16-黄磷尾气入口，17-反应后气体出口。

实施例1

如图1所示，T形管式碳化炉主要由碳化炉壳体1、反应管2和受料水槽5所组成。壳体1呈箱形，由上下两半合成，外形尺寸：长2016毫米，宽710毫米，高758毫米，内衬硅酸铝耐火纤维板和轻质耐火砖，中部留取与反应管2相适应的加热空间，其中敷设电炉丝三组，电炉总功率15千瓦，配备测温热电偶6和自动控温系统。