[发明专利]长效催化剂电解设备

说明书

所属技术领域

本发明提出一种甲醇氧化脱氢化学反应使用的银催化剂电解设备。在化工领域甲醛生产需要的催化剂普遍是电解银，传统电解银催化剂的使用周期为60～90天左右。采用本发明电解设备加工的长效银催化剂能连续供甲醛生产120天～180天。其优良的性能在工业甲醛生产领域表现为透气性好、阻力低、催化床阻力上升缓慢、送风系统能耗低。

本发明的长效银催化剂电解设备可以获得传统设备电解银产量的2倍，低功耗电解过程无过热量产生，无需衬套冷水流动降温，无水污染发生。

背景技术

目前银法甲醛生产广泛使用电解银作为甲醇氧化脱氢化学反应用催化剂，虽然在中国已有50多年历史，但是电解银制备工艺一直沿用至今未变。

传统电解银催化剂制作工艺存在的问题是，普通硅整流直流电解电源因含有30％的非直流成分，造成电解形成的银丝纤维短小、非直流成分过大致使电解槽硝酸银液体温度过高，电解操作中需要衬套降温用水槽，设备体积大、电解提纯的银丝产量低、电解耗电量大。

结晶的银丝机械强度低，银叉尖易断丝。在手工或机械造粒过程中又不可避免地损伤了银丝纤维的自然结构，大量的银纤维细丝碎落，造粒后的催化剂比表面积缩小，铺装后的催化剂银床阻力上升过快就是比表面积小、透气率低所致。对于8～40目规格的电解银催化剂，常见28、32、40目中参杂大量的银粉，这些微细针状银丝、银片粉状物就是造粒后银纤维细丝碎落物。它们可以漂浮在水面上，其细度在60～100目，若参在催化剂中会使催化床慢慢板结，催化剂生产甲醛转换能力仅为60-90t/kg，阻力上升速度表现为1kPa/120d。

传统银电解设备在同等容量大小电解槽内的耗电功率是720w，一般4个槽为一套成套的银催化剂电解银提纯设备，电解用直流电源的工作电压100V，电流30A，24小时产电解银3kg，耗电3kwh。

发明内容

本发明是制取高效银催化剂提供的催化剂电解设备，它由电解电流源、电解槽和阴阳电极板组成。

电解槽的特征是左右两组槽呈长方型，每组由PVC塑料板隔离成4个独立小电解槽，小槽内均含有阴阳电极板。

电解电流源的特征是电流源的输出端具有短路恒定电流功能，非短路保护无电流输出。一次电解槽使用的电解电流源为纯直流，二次电解槽使用电解电流源需含有1％的直流脉动成分。

利用本发明提纯的结晶银长纤维像树叉状态，每根长银丝上两侧均匀结晶挂满了银翅，即有强度又有韧性。造粒过程中银翅不易脱落，在8～40目规格内的成品电解银催化剂中都不含有银粉末。成品催化剂银粒空隙率比传统的增加10～20％，能使氧化器产能提高15％，转换率高，甲醛生产单耗低至432kg/t。铺装后的长效电解银催化剂银床透气性好，呈现1kPa/240h的低阻变化状态，是甲醛生产节能的好帮手。

发明目的

本发明的目的提供制取长效电解银催化剂的成套电解设备，利用本发明的电解设备可以制得优质长效银催化剂，其特点是用在工业甲醛生产中每铺装1kg电解银，可以反应生成甲醛得到120-200t转换能力，阻力上升速度表现为1kPa/240h，提高甲醛连续生产周期1倍。由于阻力上升速度慢，具有显著的节能效果。

具体实施方式

替代传统硅整流器直流电源的特殊电解电源方案是，必须滤除直流电中大量的交流或脉动成分，保证有用直流脉动成分小于0.1-1％。因为无用电流会在电解溶液中做热功，消耗电解液有效组分，散发的热量加剧了温升不利降温控制，浪费冷却水资源和电能。操作过程有可能不小心有硝酸银液体滴落到冷却水衬套槽内，可能发生水污染。

本发明实施的长效催化剂电解设备由电解电流源、电解槽和阴阳电极板组成。电解槽的特征是左右两组槽呈长方型，每组由PVC塑料板隔离成4个独立小电解槽，小槽内均含有阴阳电极板，槽内按一定比例将硝酸银与蒸馏水配制。

每个独立电解小槽的阴电极板为银板，阳电极板为钌钛电极，一次电解槽阴阳电极浸入电解液面积比＝44∶1，二次电解槽阴阳电极浸入电解液面积比＝22∶1。

电解电流源是4路相互绝缘隔离的独立电源，安装在一台机柜内。每个独立电源带2个小电解槽负荷，槽与槽极板间串联连接。电解电流源各路具有输出端短路恒定电流功能，即短路时有保护，但保证有电流输出，电流大小与正常工作时一样。一次电解槽使用的电解电流源为纯直流，脉动成分小于0.1。二次电解槽使用电解电流源需含有1％的直流脉动成分。

长效银催化剂电解电源自动恒流控制了电解槽所需工作电流，保障了硝酸银液面温度。电解过程热量始终处于最佳状态，不再需要冷却用水，自然释放热温在50℃以内，24小时可以制备电解银6-7kg，耗电3kwh。