[实用新型]一种煤液化铁基催化剂的制备装置

说明书

本实用新型一种煤液化铁基催化剂的制备装置涉及负载型铁系金属化合物煤液化催化剂的制备装备领域，具体涉及一种煤液化铁基催化剂的制备装置，包括反应器，所述反应器呈圆筒状，反应器内上部设置有一氨水添加装置，反应器内下部设置有一氧化装置，反应器的圆周面上分别设置有一亚铁盐溶液入口和载体悬浮液入口；本实用新型在一个反应器内实现了单一晶型负载型FeOOH煤液化催化剂的制备，一步法实现负载型FeOOH催化剂的沉淀、负载、氧化及晶化过程。降低了设备投资及催化剂制备成本，提升了负载型FeOOH催化剂合成的可控性，整体降低了催化剂制备工艺的控制难度，大幅缩减了催化剂的制备工艺流程，可用于该类催化剂的规模化连续制备。

技术领域

本实用新型涉及负载型铁系金属化合物煤液化催化剂的制备装备领域，具体涉及一种煤液化铁基催化剂的制备装置。

背景技术

煤液化技术包括煤的直接液化和间接液化，而催化剂在煤液化过程中起着关键性的作用，贵金属类催化剂，如Co、Mo、Ni等作为煤液化催化剂，活性高，用量较少，受到了广泛研究，考虑到经济性，Fe基煤液化催化剂，如赤泥、黄铁矿，虽然活性较低，但其低廉的价格和广泛的来源，使其在煤液化领域得到了广泛应用，然而直接使用赤泥或者黄铁矿作为煤液化催化剂存在催化剂粒度大，分散性差，活性低，使用量大的缺陷，为此，人们合成了粒度更小，分散性更好的纳米级的FeOOH，如α-FeOOH、β-FeOOH、γ-FeOOH等。为了进一步提升FeOOH催化剂的活性及活性组分的分散性，发明了负载型的FeOOH催化剂，负载型的FeOOH催化剂比非负载的同类催化剂具有明显的高活性优势。

现有技术中负载型的FeOOH类纳米级煤液化催化剂的制备一般是在两个反应器中分两步完成，即首先利用亚铁盐和氨水、氢氧化钠等碱性物质制备氢氧化亚铁，然后再利用空气、氧气将其氧化生成FeOOH，两步法制备相关专利较多，最具代表性且已经工业化应用的是神华集团联合中国煤炭科学研究总院合成的一种γ-FeOOH/煤负载型纳米级催化剂（CN1778871 A），该催化剂的制备过程中，Fe(OH)₂的形成和后期氧化在两个反应器中进行，工艺流程较为复杂。中国煤炭科学研究总院采用向高速搅拌的氨水溶液中一次倾倒铁盐溶液，制备了一种浆状高分散铁基煤液化催化剂（CN1231326 A），该种方法虽然实现了一步法制备煤液化催化剂，但是所生成的Fe基催化剂物质种类、晶体形态、晶粒大小都不可控。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种在一个反应器内实现了单一晶型负载型FeOOH煤液化催化剂的制备，一步法实现负载型FeOOH催化剂的沉淀、负载、氧化及晶化过程，降低设备投资及催化剂制备成本，提升负载型FeOOH催化剂合成的可控性，整体降低了催化剂制备工艺的控制难度的一种煤液化铁基催化剂的制备装置。

本实用新型一种煤液化铁基催化剂的制备装置，包括反应器，所述反应器呈圆筒状，反应器内上部设置有一氨水添加装置，反应器内下部设置有一氧化装置，反应器的圆周面上分别设置有一亚铁盐溶液入口和载体悬浮液入口，所述亚铁盐溶液入口和载体悬浮液入口的中心轴线在同一水平面内，且亚铁盐溶液入口的中心轴线与反应器圆周面在该水平面内的切线平行，载体悬浮液入口的中心轴线与反应器圆周面在该水平面内的切线平行；反应器的底部设置有一产品出料口；

所述反应器外还设置有一保温装置，保温装置套接在反应器外部，所述反应器内还设置有一搅拌装置和温度、pH值检测装置。

优选地，保温装置包括保温液体出口和保温液体入口及套接在反应器外部的夹套，所述保温液体入口设置在夹套底部，保温液体出口设置在夹套上部，夹套与反应器之间的区域填充有保温液体。

优选地，氨水添加装置包括无压密封容器和氨水添加盘管，所述氨水添加盘管与无压密封容器相互连通，氨水添加盘管位于反应器内，且距反应器顶部的距离为反应器高度的1/4，氨水添加盘管朝向反应器底部的一面上均匀设置有若干个孔隙。