本发明专利技术涉及一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法，属于非常规冶金设备技术领域。该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置。本装置进行失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，并进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备。本方法以载醋酸锌废催化剂为原料，经微波预煅烧处理—超声波辅助微波活化再生—微波氯化焙烧三阶段处理，最后实现失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备，对促进我国固体废弃物资源化再利用的发展具有重要意义。
【技术实现步骤摘要】
一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法
本专利技术涉及一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法，属于非常规冶金设备
技术介绍
热镀锌也称热浸锌和热浸镀锌，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。热镀锌的主要工艺是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。热镀锌用锌量占全部镀锌耗锌量的85%以上，其主要的原因是热镀锌成本低廉(比电镀锌成本低30%左右)、工艺简单，并且可以控制镀层的厚度、韧性和表面状态。镀锌产品具有持久耐用、可靠性好、镀层的韧性强、全面性保护、省时省力、检验简单方便、可靠性好等优点，因此随着近年来钢板的生产和热镀锌技术的发展，热镀锌钢板的品种和数量都有较大幅度的增加，并广泛应用于建筑、家电、交通和汽车等多个行业。由于电镀锌产能较低、防腐蚀性能差、污染大，是国家取缔的重点，而热镀锌由于自身的优点，后期发展空间较大。热浸镀锌工艺需要助镀处理以便在工件表面形成平整的活化层。助镀的主要作用是活化酸洗、漂洗之后的工件表面，以保证浸镀时工件表面和熔融锌之间快速、均匀地发生反应，所以，助镀剂可以被认为是一种精细酸洗液。然而，从热浸镀锌工业化推广开始，由ZnCl2、NH4Cl组成的混合盐就被用作助镀剂。助镀剂槽中的氯化锌能够除去钢铁件表面的亚铁盐及氧化物。氯化锌对于亚铁盐氧化物的溶解作用和水溶液中呈现的强酸性有关。这种弱碱强酸盐的水溶液甚至对基体铁也有很强的浸蚀作用。氯化锌的另一个作用是抑制助镀剂氯化铵与熔锌的反应，使其反应速度达到一定值后下降，氯化锌助镀剂对于钢铁件表面的清洁作用十分明显。由于国内锌精矿资源已经不能满足冶炼需要，锌精矿进口量不断增加。目前，我国锌精矿对外依存度已超过50%，原料对外依存度不断上升，导致我国锌工业的整体竞争力出现下降趋势，在全球竞争中处于被动地位，这种趋势不会在短时间内得到有效解决。因此国内很多厂家加强了对含锌二次资源的综合利用，以缓解面临的原料紧缺难题。化工企业的生产废料载醋酸锌废催化剂含锌量可达10%左右，具有较高的回收利用价值，亦可作为生产热浸镀锌用氯化锌产品的资源，同时解决废弃物环境污染问题。另外，废催化剂是活性炭长时间吸附有机物及醋酸锌等各类物质导致孔道堵塞使活性炭的吸附能力下降直至最后失效的产物，而再生后的活性炭具有高度发达孔隙结构和极大比表面积，具有较强的吸附能力，可重复利用。因此，对废催化剂进行活化再生并进行再利用，同时制备氯化锌产品，既可以减少不必要的资源浪费，又可以为再生活性炭及氯化锌产品的利用开辟更多的路径，创造额外的经济价值，具有很强的现实与环保意义。因此，如何经济有效的高效利用载醋酸锌失活废催化剂，同时实现二次锌资源的回收处理，开发新型处理装置是当下急需解决的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法。本装置进行失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，并进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备。本方法以载醋酸锌废催化剂为原料，经微波预煅烧处理—超声波辅助微波活化再生—微波氯化焙烧三阶段处理，最后实现失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnCl2原材料的制备，对促进我国固体废弃物资源化再利用的发展具有重要意义。本专利技术通过以下技术方案实现。一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置；所述微波控制系统包括高位料仓、振动筛、微波加热腔体、发射磁控管、雾气出口、出料口、舱室隔绝板、红外测温仪、输料带和微波控制器，微波加热腔体顶部设有高位料仓，高位料仓内部设有振动筛，微波加热腔体通过可上下移动的舱室隔绝板分为预煅烧室、活化室和氯化焙烧室三部分，预煅烧室周围均匀设有左发射磁控管，活化室周围均匀设有中间发射磁控管，氯化焙烧室周围均匀设有右发射磁控管，预煅烧室、活化室和氯化焙烧室内部均设有红外测温仪和输料带，氯化焙烧室底部设有出料口，出料口正下方设有料车，氯化焙烧室顶部设有雾气出口，红外测温仪和发射磁控管均与微波控制器连接；所述超声雾化系统包括水蒸气雾化系统、HCl雾化系统和超声控制器；水蒸气雾化系统包括水蒸气喷雾阵列器、1#流量控制阀、1#空气压缩机、水蒸气雾化发生室和1#超声波雾化发生器，HCl雾化系统包括2#超声波雾化发生器、HCl雾化发生室、2#空气压缩机、2#流量控制阀和HCl雾化气喷雾阵列器，水蒸气雾化发生室和HCl雾化发生室中分别设置水溶液和HCl溶液，水蒸气雾化发生室和HCl雾化发生室分别与1#超声波雾化发生器的水蒸气出口、2#超声波雾化发生器HCl雾化气出口相通，水蒸气雾化发生室顶部通过管道与1#空气压缩机连通，水蒸气雾化发生室侧部水蒸气混合气出口与水蒸气喷雾阵列器连接，HCl雾化发生室顶部通过管道与2#空气压缩机连通，HCl雾化发生室侧部HCl雾化气混合气出口与HCl雾化气喷雾阵列器连接，水蒸气喷雾阵列器、HCl雾化气喷雾阵列器分别插入活化室、氯化焙烧室顶部，水蒸气喷雾阵列器、HCl雾化气喷雾阵列器管道上均分别设有1#流量控制阀和2#流量控制阀，1#流量控制阀、2#流量控制阀、1#空气压缩机、2#空气压缩机、1#超声波雾化发生器和2#超声波雾化发生器均与超声控制器连接；所述氯化锌捕集装置包括抽风机、烟气回流管、氯化锌吸收室和溢流口控制阀，氯化焙烧室的雾气出口通过抽风机管道连通氯化锌吸收室，氯化锌吸收室顶部设有烟气回流管，烟气回流管通过泵连通HCl雾化发生室，氯化锌吸收室底部设有溢流口控制阀。一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置的应用方法，其具体步骤如下：步骤1、将废催化剂以连续进料的方式从高位料仓和振动筛后落入输料带上输送到预煅烧室中，保持预煅烧室内物料量为50～200Kg，关闭输料带开关，微波控制器控制左发射磁控管微波输出功率为30～100kW，以80～120℃/min的加热速率升温至350～550℃预煅烧10～20min得到预煅烧物料；步骤2、经步骤1预煅烧后开启输料带开关，将预煅烧物料输送至活化室，关闭输料带开关，将舱室隔绝板向下移动对活化室密封，通过1#超声波雾化发生器产生的水蒸气进入到水蒸气雾化发生室中，再通过1#空气压缩机中的压缩空气将水蒸气从水蒸气喷雾阵列器通入到活化室中，1#流量控制阀控制水蒸气的流量为0.2～0.5L/min，微波控制器控制中间发射磁控管升温至550～650℃活化5～10min得到活化物料；步骤3、将舱室隔绝板向上移动，开启输料带开关，经步骤2得到的活化物料输送至氯化焙烧室，关闭输料带开关，将舱室隔绝板向下移动将氯化焙烧室密封，通过2#超声波雾化发生器产生的HCl雾化气进入到HCl雾化发生室，再通过2#空气压缩机中的空气将HCl雾化气从HCl雾化气喷雾阵列器通入到氯化焙烧室中，2#流量控制阀控制HCl雾化气流速为0.1～0.3L/min，微波控制器控制右发射磁控管升温至650～750℃氯化焙烧10～20min得到再生活性炭和氯化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，其特征在于：包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置；所述微波控制系统包括高位料仓（1）、振动筛（2）、微波加热腔体（3）、发射磁控管、雾气出口（19）、出料口（24）、舱室隔绝板（27）、红外测温仪（28）、输料带（29）和微波控制器（30），微波加热腔体（3）顶部设有高位料仓（1），高位料仓（1）内部设有振动筛（2），微波加热腔体（3）通过可上下移动的舱室隔绝板（27）分为预煅烧室（4）、活化室（6）和氯化焙烧室（18）三部分，预煅烧室（4）周围均匀设有左发射磁控管（5），活化室（6）周围均匀设有中间发射磁控管（26），氯化焙烧室（18）周围均匀设有右发射磁控管，预煅烧室（4）、活化室（6）和氯化焙烧室（18）内部均设有红外测温仪（28）和输料带（29），氯化焙烧室（18）底部设有出料口（24），出料口（24）正下方设有料车（25），氯化焙烧室（18）顶部设有雾气出口（19），红外测温仪（28）和发射磁控管均与微波控制器（30）连接；所述超声雾化系统包括水蒸气雾化系统、HCl雾化系统和超声控制器（13）；水蒸气雾化系统包括水蒸气喷雾阵列器（7）、1#流量控制阀（8）、1#空气压缩机（9）、水蒸气雾化发生室（10）和1#超声波雾化发生器（11），HCl雾化系统包括2#超声波雾化发生器（12）、HCl雾化发生室（14）、2#空气压缩机（15）、2#流量控制阀（16）和HCl雾化气喷雾阵列器（17），水蒸气雾化发生室（10）和HCl雾化发生室（14）中分别设置水溶液和HCl溶液，水蒸气雾化发生室（10）和HCl雾化发生室（14）分别与1#超声波雾化发生器（11）的水蒸气出口、2#超声波雾化发生器（12）HCl雾化气出口相通，水蒸气雾化发生室（10）顶部通过管道与1#空气压缩机（9）连通，水蒸气雾化发生室（10）侧部水蒸气混合气出口与水蒸气喷雾阵列器（7）连接，HCl雾化发生室（14）顶部通过管道与2#空气压缩机（15）连通，HCl雾化发生室（14）侧部HCl雾化气混合气出口与HCl雾化气喷雾阵列器（17）连接，水蒸气喷雾阵列器（7）、HCl雾化气喷雾阵列器（17）分别插入活化室（6）、氯化焙烧室（18）顶部，水蒸气喷雾阵列器（7）、HCl雾化气喷雾阵列器（17）管道上均分别设有1#流量控制阀（8）和2#流量控制阀（16），1#流量控制阀（8）、2#流量控制阀（16）、1#空气压缩机（9）、2#空气压缩机（15）、1#超声波雾化发生器（11）和2#超声波雾化发生器（12）均与超声控制器（13）连接；所述氯化锌捕集装置包括抽风机（20）、烟气回流管（21）、氯化锌吸收室（22）和溢流口控制阀（23），氯化焙烧室（18）的雾气出口（19）通过抽风机（20）管道连通氯化锌吸收室（22），氯化锌吸收室（22）顶部设有烟气回流管（21），烟气回流管（21）通过泵连通HCl雾化发生室（14），氯化锌吸收室（22）底部设有溢流口控制阀（23）。...
【技术特征摘要】
1.一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，其特征在于：包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置；所述微波控制系统包括高位料仓（1）、振动筛（2）、微波加热腔体（3）、发射磁控管、雾气出口（19）、出料口（24）、舱室隔绝板（27）、红外测温仪（28）、输料带（29）和微波控制器（30），微波加热腔体（3）顶部设有高位料仓（1），高位料仓（1）内部设有振动筛（2），微波加热腔体（3）通过可上下移动的舱室隔绝板（27）分为预煅烧室（4）、活化室（6）和氯化焙烧室（18）三部分，预煅烧室（4）周围均匀设有左发射磁控管（5），活化室（6）周围均匀设有中间发射磁控管（26），氯化焙烧室（18）周围均匀设有右发射磁控管，预煅烧室（4）、活化室（6）和氯化焙烧室（18）内部均设有红外测温仪（28）和输料带（29），氯化焙烧室（18）底部设有出料口（24），出料口（24）正下方设有料车（25），氯化焙烧室（18）顶部设有雾气出口（19），红外测温仪（28）和发射磁控管均与微波控制器（30）连接；所述超声雾化系统包括水蒸气雾化系统、HCl雾化系统和超声控制器（13）；水蒸气雾化系统包括水蒸气喷雾阵列器（7）、1#流量控制阀（8）、1#空气压缩机（9）、水蒸气雾化发生室（10）和1#超声波雾化发生器（11），HCl雾化系统包括2#超声波雾化发生器（12）、HCl雾化发生室（14）、2#空气压缩机（15）、2#流量控制阀（16）和HCl雾化气喷雾阵列器（17），水蒸气雾化发生室（10）和HCl雾化发生室（14）中分别设置水溶液和HCl溶液，水蒸气雾化发生室（10）和HCl雾化发生室（14）分别与1#超声波雾化发生器（11）的水蒸气出口、2#超声波雾化发生器（12）HCl雾化气出口相通，水蒸气雾化发生室（10）顶部通过管道与1#空气压缩机（9）连通，水蒸气雾化发生室（10）侧部水蒸气混合气出口与水蒸气喷雾阵列器（7）连接，HCl雾化发生室（14）顶部通过管道与2#空气压缩机（15）连通，HCl雾化发生室（14）侧部HCl雾化气混合气出口与HCl雾化气喷雾阵列器（17）连接，水蒸气喷雾阵列器（7）、HCl雾化气喷雾阵列器（17）分别插入活化室（6）、氯化焙烧室（18）顶部，水蒸气喷雾阵列器（7）、HCl雾化气喷雾阵列器（17）管道上均分别设有1#流量控制阀（8）和2#流量控制阀（16），1#流量控制阀（8）、2#流量控制阀（16）、1#空气压缩机（9）、2#空气压缩机（15）、1#超声波雾化发生器（11）和2#超声波雾化发生器（12）均与超声控制器（13）连接；所述氯化锌捕集装置包括抽风机（20）、烟气回流管（21）、氯化锌吸收室（22）和溢流口控制阀（23），氯化焙烧室（18）的雾气出口（19）通过抽风机（20）管道连通氯化...
【专利技术属性】
技术研发人员：马爱元，郑雪梅，李志，李松，王毅红，朱山，张志霞，秦丙克，
申请(专利权)人：六盘水师范学院，
类型：发明
国别省市：贵州,52
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