本发明专利技术提供一种催化剂活性组份同轴径向对称式分布方法及其制备方法和装置。使用本发明专利技术可以显著提高催化剂活性组份的利用率，延长催化器的工作寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种催化剂活性组份同轴径向对称式分布方法，以及制备该同轴径向对称 式分布催化剂活性组份的方法及装置。
技术介绍
催化净化是发动机和机动车排放尾气(以下简称尾气)控制污染最有效的方法之一， 催化剂是催化净化技术的核心。催化剂通过催化氧化和催化还原反应，可将机动车尾气中 的一氧化碳CO、碳氢化合物HC、可溶性有机物SOF、氮氧化物NOx、乃至固体微粒物转化成无公害或低公害的水蒸气H20、氮气N2和二氧化碳C02等。不单如此，催化净化方法也是各种固定污染源排放控制的最有效方法之一，而催化剂在工业上的应用更为广泛。催化剂，尤其是固定床催化剂，在使用条件下，由于受管壁效应的影响，越靠近催化 剂床层中心的位置反应物流动速率越快，越靠近管壁的部位流动速率越慢。相应的催化剂 床层中心部位承担的催化任务最重，也最容易失效，而床层边缘的位置，承担的催化任务 最轻。由此导致的问题是当催化剂床层中心位置的催化剂失活后，而边缘处的催化剂活 性仍然很高，从而造成边缘处催化剂不能被充分利用，从而形成浪费。如果采用同轴对称涂覆技术，通过对涂覆过程合理调控，使催化剂的上载量，从催化 剂床层(载体)中心开始，沿径向由内(中心)向外不断递减。催化剂的这种分布结构， 使催化剂床层中心和边缘部位的催化剂尽可能的同时达到使用寿命，从而避免催化剂的浪 费，提高催化剂的利用率，相应的可以降低催化剂的制造和使用成本，特别是在机动车尾 气净化技术中，由于催化剂一般都是由各种贵金属制备，提高催化剂的利用率就具有更加 显著的经济效益和社会效益。
技术实现思路
针对现有催化剂涂覆技术存在的缺点和不足，本专利技术的一个目的在于提供一种将催化 剂活性组份按照同轴径向对称式分布的方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种制备上述活性组份同轴径向对称式分布的催化剂的 方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种实现上述制备方法的装置。 本专利技术的技术方案如下一种催化剂活性组份同轴径向对称式分布方法，其特征在于催化剂活性组份负载量 在载体径向方向上由中心位置向边缘处递减；在同一轴向方向上活性组份负载量相同。一种催化剂活性组份同轴径向对称式分布的制备方法，其特征在于所述制备方法通 过将预先制备的不同浓度的用以吸附活性组份的活性物浆料或活性组份盐溶液按照从中心 层向外浓度依次递减的方式分层涂覆在载体上。所述催化剂活性组份同轴径向对称式分布的制备方法包括以下步骤步骤l将活性氧化铝20-50kg、铈锆固溶体5-10kg、硝酸0.3-lkg和去离子水共100kg 放入球磨中，研磨混合3-12小时。制成氧化铝浆料CO，控制浆料总的固含量为30-60%。步骤2将所制备的氧化铝浆料CO分成若干份，各份分别递增加入去离子水，分别研 磨l-3小时，并加酸或碱调节粘度，相对应地制成系列浆料C1、 C2、 C3、 ...Cn，其中活性 氧化铝含量Cl>C2>C3>...>Cn。步骤3将浆料C1、 C2、 C3、 ...Cn由载体中心向外依次涂覆在载体上。步骤4将涂覆氧化铝浆料的载体放入烘干焙烧窑中，在300-600 'C下，加热3-12小时。 制成半成品G0。步骤5取浓度为5-20%的活性组份盐溶液P0，将半成品GO浸渍于活性组份盐溶液P0 中5-25分钟后取出，在300-500 'C下于焙烧窑中焙烧1-3小时，自然冷却至室温即可，其 中催化剂活性组份具有同轴径向对称式分布。所述催化剂活性组份同轴径向对称式分布的制备方法包括以下步骤步骤1将活性氧化铝20-50kg、铈锆固溶体5-10kg、硝酸0.3-lkg和去离子水共100kg 放入球磨中，研磨混合3-12小时。制成氧化铝浆料CO，控制桨料总的固含量为30-60%。步骤2将载体浸入氧化铝浆料CO中以涂覆氧化铝浆料。步骤3将涂覆氧化铝浆料的载体放入烘干焙烧窑中，在300-600 'C下，加热3-12小时。 制成半成品G0。步骤4取浓度为20-30%的活性组份盐溶液P0若干等份，分别递增加入去离子水稀释， 制备成系列活性组份盐溶液P1、 P2、 P3、 ...Pn。步骤5将溶液P1、P2、P3、 ...Pn由载体中心向外依次涂覆在载体上，移入300-500 "C的焙烧窑中焙烧l-3hrs，自然冷却至室温即可，其中催化剂活性组份具有同轴径向对称式 分布。所述活性组份盐溶液PO中，活性组份为铂Pt、钯Pd或铑Rh其中一种或数种，盐溶液 为硝酸盐溶液。所述载体为以陶瓷或金属为基材的蜂窝载体、颗粒状载体、壁流式载体或半流通式载体。所述烘干焙烧窑为网带式连续烘干焙烧窑。一种用以制备催化剂活性组份同轴径向对称式分布的涂覆装置，所述涂覆装置包括容 置涂覆浆料或液体的容腔以及位于容腔以及喷嘴和压縮空气进口，其特征在于所述喷嘴 具有环形截面喷口，喷口内部空腔与载体外径相适配，喷嘴与容腔之间以可拆卸的方式连 接。所述涂覆装置配备有系列喷嘴，所述系列喷嘴具有不同口径的喷口内部空腔。所述环形截面喷口为圆形或椭圆形环状截面喷口 。本专利技术的技术效果在于本专利技术的催化剂活性组份同轴径向对称式分布方法，通过将催化剂活性组份负载量沿 载体径向方向由中心位置向边缘处递减，并且在同一轴向方向上活性组份负载量相同。这样的活性组份分布方式完全克服了现有催化剂活性组份平均分布方式所具有的缺陷，即载 体中心部位催化剂过早失效，从而引起的外部催化剂活性组份不能有效利用，造成催化剂 活性组份和催化效能的浪费。本专利技术正是利用了载体中心部位催化剂承担的催化任务最重， 也最容易失效，而床层边缘的位置，承担的催化任务最轻的特点，将催化剂活性组份适量 分配，从而显著提高催化剂的利用率，也相应的延长了催化器的工作寿命。本专利技术还提供了上述具有同轴径向对称式分布催化剂活性组份的制备方法，其通过将 预先制备的一组具有不同浓度的用以吸附活性组份的活性物浆料或活性组份盐溶液，再从 中心层向外将浓度依次递减的活性物浆料或活性组份盐溶液分层涂覆在载体上，制备出本 专利技术上述的具有同轴径向对称式分布的催化剂活性组份。通过上述方法制备的催化剂分布方式可充分利用稀缺的贵金属等活性组份，并同时有 利于催化剂床层的传热过程，颇具实用价值。本专利技术的催化剂分布方式及其制备方法，不仅可用于机动车排放污染控制领域，更可 用于工业上大型固定床催化剂制备上，不但可用于整装式催化剂，更可用于颗粒催化剂。 其在颗粒催化剂上的使用更具优势，可以成批制备不同活性组分负载量的颗粒催化剂，然 后按要求填充到固定床层上，形成同轴径向对称分布的催化剂。本专利技术还提供一种用以制备催化剂活性组份同轴径向对称式分布的涂覆装置，包括容置涂覆浆料或液体的容腔以及位于容腔以及喷嘴和压縮空气进口 ，其喷嘴具有环形截面喷 口，喷口内部空腔与载体外径相适配，喷嘴与容腔之间以可拆卸的方式连接。利用该涂覆 装置可以很方便的将不同浓度的活性物浆料或活性组份盐溶液分层涂覆在载体上，制备出 本专利技术上述的具有同轴径向对称式分布的催化剂活性组份。附图说明图1为本专利技术涂覆装置的结构示意图。 图2为圆形环形喷口的结构示意图。 图3为椭圆形环形喷口的结构示意图。具体实施方式 实施例l(1) 称取活性氧化铝40kg、铈锆固溶体7kg、硝酸lkg及去离子水52kg，放入球磨罐 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种催化剂活性组份同轴径向对称式分布方法，其特征在于：催化剂活性组份负载量在载体径向方向上由中心位置向边缘处递减；在同一轴向方向上活性组份负载量相同。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王大祥，潘陆陆，刘耀军，杜愎刚，
申请(专利权)人：北京英泰世纪环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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