[实用新型]一种失活石油废催化剂微波快速脱炭的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种失活石油废催化剂微波快速脱炭的装置，尤其是一种连续化、规模化的适宜于失活石油废催化剂脱炭的微波竖式炉。

背景技术

铂族金属是汽车工业和石化行业主要消耗领域。据Johnson Matthey公司统计，石油化工行业铂催化剂用量约占铂消费总量的7％左右，全球铂族金属产量的70-80％被用于生产汽车尾气净化催化剂，所以失活废催化剂是铂族金属回收利用的主要二次资源。目前，从失活催化剂中回收铂族金属主要分为火法工艺和湿法工艺，但不论采用何种工艺流程，均须对失活催化剂进行脱炭脱硫预处理。其原因在于催化剂失活后催化剂载体孔道中往往存在大量的积炭，这些积炭及有机物的存在一方面导致溶解过程中产生“暴溢”，造成金属损失，同时催化剂中铂族金属易与物料中的硫结合形成硫化物包裹层，影响铂族金属溶解；另一方面，催化剂载体属多孔材料，易将溶解出来的铂族金属再次吸附至载体内，造成铂族金属回收率降低。因此，从失活废催化剂中回收铂族金属需对催化剂进行焙烧脱炭处理。

目前，众知的失活废催化剂焙烧通常采用动态电热焙烧窑。其特征是通过传导、对流、辐射等方式使热量从物料外部向内部传递。由于该设备在同一截面上存在温度分布不均匀，从而导致该生产方法存在周期长，能耗高，热效率低等问题。如文献“钯炭催化剂的回收利用”中，吴宇雄等采用分布焚烧法来处理钯炭催化剂，首先在400℃灼烧4-6小时，然后再升温至780-900℃灼烧6小时。因此，开发一种快速、低能耗的新型焙烧设备显得极为重要。

微波作为一种绿色高效的加热方法，可以通过在物料内部的能量耗散选择性加热物料，具有加热均匀、热效率高等常规加热方式无法比拟的优点；富氧强化喷吹作为一种先进的强化冶炼方法不但可以缩短生产周期，而且有助于降低能耗。

目前国内外已研制出了许多系列大功率微波设备，然而，公知的大功率微波设备多用于干燥、矿物预处理等，适宜于失活废催化剂的富氧强化焙烧脱炭的微波装置仍然是空白。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题及不足，本实用新型提供一种失活石油废催化剂微波快速脱炭的装置。本装置针对常规电热回转窑脱炭过程存在加热效率低，生产周期长，能耗高等不足，利用微波独特的体加热特点和富氧强化喷吹的优点，提供了一种适宜于失活废催化剂焙烧脱炭，可实现多段控温的连续化、规模化的微波竖式炉设备。本实用新型通过以下技术方案实现。

一种失活石油废催化剂微波快速脱炭的装置，包括高位料仓1、高位料仓进料机构2、喷吹管3、烟气处理系统4、微波反应器腔体5、微波源6、微波竖式炉膛7、鼓风机8、圆盘出料机构9、测温仪10和控制系统11，所述微波反应器腔体5为正五面体的反应腔体，正五面体的每个面上均匀布置微波源6，微波反应器腔体5进料端的斜上部从下至上依次连接喷吹管3、高位料仓进料机构2和高位料仓1，微波反应器腔体5顶部设有烟气出口，烟气出口连接烟气处理系统4，微波反应器腔体5内部设有微波竖式炉膛7，微波反应器腔体5底部设有通风口，通风口连接鼓风机8，微波反应器腔体5底端设置有钢质夹套，夹套上装配有齿轮，齿轮通过链条与调速电机连接驱动圆盘出料机构9转动，圆盘出料机构9与微波竖式炉膛7出料口相连接，微波竖式炉膛7设有测温仪10，测温仪10、微波源6分别与控制系统11连接。

所述微波反应器腔体5和微波竖式炉膛7之间填充保温材料。

该失活石油废催化剂微波快速脱炭的装置的工作原理为：

将失活废催化剂装入喷吹系统高位料仓1，开启微波加热开关，调节微波输出功率，使微波竖式炉膛7由室温以一定的升温速率升至预定温度；启动鼓风机8，将富氧按一定的流量鼓入微波反应器炉膛内，打开进料开关，调节进料螺旋转速，物料通过高位料仓进料机构2经喷吹管道喷入微波竖式炉膛7内；失活废催化剂经微波氧化焙烧后由圆盘出料机构9排出回收，烟气由烟气处理系统4处理。

本实用新型的有益效果是：

（1）通过对微波反应腔的仿真优化，本微波反应腔体采用独特的正五面体设计，使得微波源间交叉互耦最小，腔体内微波场更均匀；

（2）微波装置顶部设置喷吹系统，失活废催化剂燃烧速度更快，脱炭效率更高；

（3）微波装置底部设置鼓风系统，采用富氧鼓吹，强化失活废催化剂燃烧；

（4）基于微波“体加热”特性，使物料整体均匀受热，生产周期短；

（5）微波装置通过PLC系统远程控制，自动化程度高。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。