形成多孔陶瓷颗粒的方法技术

一种形成多个多孔陶瓷颗粒的方法可包括利用在分批模式中实施的喷雾流态化形成工艺形成所述多个多孔陶瓷颗粒。所述分批模式可包括至少两个批次喷雾流态化形成循环。利用所述喷雾流态化形成工艺所形成的所述多个多孔陶瓷颗粒可包括至少约0.01cc/g并且不大于约1.6cc/g的平均孔隙率。利用所述喷雾流态化形成工艺所形成的所述多个多孔陶瓷颗粒可进一步包括至少约200微米并且不大于约2000微米的平均粒径。所述多个多孔陶瓷颗粒的每一陶瓷颗粒可包含包括芯区和覆盖所述芯区的分层区的截面结构。

A method of forming porous ceramic particles

A method for forming a plurality of porous ceramic particles may include the formation of the plurality of porous ceramic particles by the spray fluidization forming process implemented in a batch mode. The batching mode may comprise at least two batches of spray fluidized forming cycles. The multiple porous ceramic particles formed by using the spray fluidization forming process can include at least about 0.01cc/g and not greater than the average porosity of about 1.6cc/g. The multiple porous ceramic particles formed by the described spray fluidization forming process can further include an average particle size of at least about 200 microns and not more than 2000 microns. Each ceramic particle of the plurality of porous ceramic particles may comprise a cross-section structure comprising a core region and a layered region covering the core region.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】形成多孔陶瓷颗粒的方法
本公开涉及一种形成多个多孔陶瓷颗粒的方法。具体地，本公开涉及采用分批模式的喷雾流态化工艺在用于形成多孔陶瓷颗粒中的应用。
技术介绍
多孔陶瓷颗粒可用于种类广泛的用途，具体地例如在催化领域中特有地适合于用作催化剂载体或催化剂载体的组分。在催化领域中所使用的多孔陶瓷颗粒需要具有例如至少可使催化组分沉积在其上面的最小表面积、高吸水率和高压碎强度的组合。获得最小表面积和高吸水率可至少部分地通过将最小量的孔隙率并入用作催化剂载体或催化剂载体的组分的陶瓷颗粒中而实现。然而，陶瓷颗粒的孔隙率的增加可改变其他特性，例如催化剂载体或催化剂载体组分的压碎强度。相反地，高压碎强度会要求较低的孔隙率，这然后减小催化剂载体或催化剂载体组分的表面积和吸水率。因此，在多孔陶瓷颗粒中这些特性的平衡(尤其是当颗粒用于催化领域时)与所述组分的特性整合。一旦实现多孔陶瓷颗粒中必需特性的平衡，则要求颗粒的一致形成从而确保所述组分的一致性能。因此，本行业继续对具有各种理想特性(例如特定的孔隙率)的改进多孔陶瓷颗粒、及用于均匀地形成这些多孔陶瓷颗粒的改进方法存在着需求。致密的球形陶瓷颗粒以往是通过喷雾流态化而制备。然而，这种颗粒是利用连续喷雾流态化工艺而制备。利用连续喷雾流态化工艺生产具有上述各种理想特性(例如特定的孔隙率)且具有窄粒度粒径分布的陶瓷颗粒需要复杂的制造工艺，所述制造工艺可包括后处理机械筛分操作(即，切割、研磨或过滤)以减小陶瓷颗粒的尺寸过大部分的平均粒径并且使平均粒径标准化。然后必须将这些部分回收到连续工艺或者看作是损失材料。因此，这种连续操作会需要过多的费用并且仅在某些大规模生产情况下会是实用的。
技术实现思路
根据本文所描述的本专利技术的一个方面，一种形成多个多孔陶瓷颗粒的方法可包括利用在分批模式中实施的喷雾流态化形成工艺而形成多个多孔陶瓷颗粒。所述分批模式可包括至少两个批次喷雾流态化形成循环。利用喷雾流态化形成工艺所形成的多个多孔陶瓷颗粒可包括至少约0.01cc/g并且不大于约1.60cc/g的平均孔隙率。利用喷雾流态化形成工艺所形成的多个多孔陶瓷颗粒可进一步包括至少约200微米并且不大于约2000微米的平均粒径。多个多孔陶瓷颗粒的每一陶瓷颗粒可包含包括芯区和覆盖芯区的分层区的截面结构。根据本文所描述的本专利技术的另一方面，一种形成一批多孔陶瓷颗粒的方法可包括制备初始批次的陶瓷颗粒。所述初始批次的陶瓷颗粒可具有等于(Id90-Id10)/Id50的初始粒径分布跨度(IPDS)，其中Id90等于初始批次的陶瓷颗粒的d90粒径分布测量值，Id10等于初始批次的陶瓷颗粒的d10粒径分布测量值并且Id50等于初始批次的陶瓷颗粒的d50粒径分布测量值。所述方法可进一步包括利用喷雾流态化形成工艺将初始批次的陶瓷颗粒形成为经处理批次的多孔陶瓷颗粒。所述经处理批次的多孔陶瓷颗粒可具有等于(Pd90-Pd10)/Pd50的经处理粒径分布跨度(PPDS)，其中Pd90等于经处理批次的多孔陶瓷颗粒的d90粒径分布测量值，Pd10等于经处理批次的多孔陶瓷颗粒的d10粒径分布测量值并且Pd50等于经处理批次的多孔陶瓷颗粒的d50粒径分布测量值。用于将初始批次的陶瓷颗粒形成为经处理批次的多孔陶瓷颗粒的IPDS/PPDS比率可为至少约0.90。根据本文所描述的本专利技术的另一个方面，一种形成催化剂载体的方法可包括利用喷雾流态化形成工艺形成多孔陶瓷颗粒。所述多孔陶瓷颗粒可具有至少约200微米并且不大于约2000微米的粒径。所述方法可进一步包括在至少约350℃并且不大于约1400℃的温度下对多孔陶瓷颗粒进行烧结。根据本文所描述的本专利技术的再另一个方面，一种形成一批多孔陶瓷颗粒的方法可包括利用在分批模式中所实施的喷雾流态化形成工艺而形成所述批次的多孔陶瓷颗粒。多个多孔陶瓷颗粒可具有至少约200微米并且不大于约2000微米的平均粒径。附图说明通过参考附图可更好地理解本公开，并且使其许多特征和优点对于本领域技术人员而言变得显而易见。图1包括说明用于形成一批多孔陶瓷颗粒的工艺的一个实施例的流程图；图2A和图2B包括说明一批多孔陶瓷颗粒的初始粒径分布跨度和经处理粒径分布跨度的图示；图3包括说明用于形成一批多孔陶瓷颗粒的工艺的另一个实施例的流程图；图4包括说明颗粒的芯区和分层区的、多孔陶瓷颗粒的一个实施例的微结构的图像；图5至图10包括多孔陶瓷颗粒的实施例的微结构的图像；在不同的附图中使用相同的附图标记来标示相似或相同的物件。具体实施方式本文所使用的术语“包含(comprises)”、“包含(comprising)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”、“具有(having)”或其任何其他变体意图是涵盖非排他性包含。例如，包含一系列特征的工艺、方法、制品、或装置不必仅局限于这些特征，但可包括未明确列出的或者这种工艺、方法、制品、或装置所特有的其他特征。除非明确地陈述相反的情况，本文所使用的“或(or)”指代包含的“或”而并非指代排他的“或”。例如，条件A或B是由下列中的任一情况而实现：A为真(或存在)且B为假(或不存在)、A为假(或不存在)且B为真(或存在)、及A和B两者均为真(或存在)。另外，“一个(a)”或“一种(an)”的使用是用来描述本文所描述的元件和部件。这仅仅是为了方便并且给出本专利技术的范围的一般含义。本描述应当被理解为包括一个或至少一个，并且所述单数形式也包括复数形式，除非显然这是另外的意思。本文描述了多个多孔陶瓷颗粒及形成多个多孔陶瓷颗粒的方法。本文所描述的实施例涉及利用喷雾流态化工艺生产多孔陶瓷颗粒。具体地，批次喷雾流态化工艺被建议用于具有窄粒度粒径分布的球形多孔颗粒的生产。已发现，通过采用批次工艺可以高效率地且经济地生产具有窄粒度粒径分布的球形颗粒。此外，通过采用可包括多批次生产循环的迭代生长和分隔方案，可以生产大的粒径同时保持窄的粒度粒径分布。本文所描述的多个多孔陶瓷颗粒是利用在分批模式中运作的喷雾流态化工艺而形成。利用这种工艺形成多个多孔陶瓷颗粒均匀地增加一批陶瓷颗粒的平均粒径，同时保持在所述批次的多孔陶瓷颗粒中所有颗粒的相对较窄的粒径分布和一致的形状。根据一个具体实施例，在分批模式中运作的喷雾流态化工艺可被定义为任何喷雾流态化工艺，其中第一限定数量的陶瓷颗粒(即，初始批次)在相同的时间开始喷雾流态化形成工艺并且被形成为第二限定数量的多孔陶瓷颗粒(即，经处理批次)，这些陶瓷颗粒都在相同的时间结束喷雾流态化工艺。根据再另一个实施例，在分批模式中运作的喷雾流态化工艺可进一步被定义为是非循环的或非连续的，这意味着陶瓷颗粒不是被连续地取出并且在与相同批次中的其他陶瓷颗粒不同的时间被再导入喷雾流态化工艺中。根据又另一个实施例，在分批模式中运作的喷雾流态化工艺可包括一个批次喷雾流态化形成循环。为了说明的目的，图1包括显示根据本文所描述实施例的一个批次喷雾流态化形成循环的流程图。如在图1中所示，用于形成多个多孔陶瓷颗粒的批次喷雾流态化形成循环100可包括提供初始批次的陶瓷颗粒的步骤110、和利用喷雾流态化形成工艺将初始批次的陶瓷颗粒形成为经处理批次的多孔陶瓷颗粒的步骤120。应当理解的是，本文所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造多个多孔陶瓷颗粒的方法，所述方法包含包括第一循环和第二循环的至少两个批次喷雾流态化形成循环，其中所述第一循环包含：制备具有至少约100微米并且不大于约2000微米的平均粒径的第一初始批次的陶瓷颗粒，并且利用喷雾流态化将所述第一初始批次形成为第一经处理批次的多孔陶瓷颗粒，其中所述第一经处理批次的多孔陶瓷颗粒具有比所述第一初始批次的陶瓷颗粒的平均粒径(d50)大至少约10％的平均粒径(d50)；并且其中所述第二循环包含：由所述第一经处理批次的陶瓷颗粒制备第二初始批次的陶瓷颗粒，并且利用喷雾流态化将所述第二初始批次形成为第二经处理批次的多孔陶瓷颗粒，其中所述第二经处理批次的多孔陶瓷颗粒具有比所述第二初始批次的陶瓷颗粒的平均粒径(d50)大至少约10％的平均粒径(d50)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造多个多孔陶瓷颗粒的方法，所述方法包含包括第一循环和第二循环的至少两个批次喷雾流态化形成循环，其中所述第一循环包含：制备具有至少约100微米并且不大于约2000微米的平均粒径的第一初始批次的陶瓷颗粒，并且利用喷雾流态化将所述第一初始批次形成为第一经处理批次的多孔陶瓷颗粒，其中所述第一经处理批次的多孔陶瓷颗粒具有比所述第一初始批次的陶瓷颗粒的平均粒径(d50)大至少约10％的平均粒径(d50)；并且其中所述第二循环包含：由所述第一经处理批次的陶瓷颗粒制备第二初始批次的陶瓷颗粒，并且利用喷雾流态化将所述第二初始批次形成为第二经处理批次的多孔陶瓷颗粒，其中所述第二经处理批次的多孔陶瓷颗粒具有比所述第二初始批次的陶瓷颗粒的平均粒径(d50)大至少约10％的平均粒径(d50)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一初始批次的陶瓷颗粒具有等于(Id90-Id10)/Id50的初始粒径分布跨度(IPDS)，其中Id90等于所述初始批次的陶瓷颗粒的d90粒径分布测量值，Id10等于所述初始批次的陶瓷颗粒的d10粒径分布测量值并且Id50等于所述初始批次的陶瓷颗粒的d50粒径分布测量值，并且所述第一经处理批次的陶瓷颗粒具有等于(Pd90-Pd10)/Pd50的经处理的粒径分布跨度(PPDS)，其中Pd690等于所述经处理批次的多孔陶瓷颗粒的dd90粒径分布测量值，Pd10等于所述经处理批次的多孔陶瓷颗粒的d10粒径分布测量值并且Pd50等于所述经处理批次的多孔陶瓷颗粒的d50粒径分布测量值；并且其中所述第一批次喷雾流态化形成循环具有至少约0.90的IPDS/PPDS比率。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述第二初始批次的陶瓷颗粒具有等于(Id90-Id10)/Id50的初始粒径分布跨度(IPDS)，其中Id90等于所述初始批次的陶瓷颗粒的d90粒径分布测量值，Id10等于所述初始批次的陶瓷颗粒的d10粒径分布测量值并且Id50等于所述初始批次的陶瓷颗粒...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·K·弗朗西斯，S·M·科赫，J·W·弗易瑟，D·E·伍利，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US