【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于催化劑制備，尤其是涉及一種高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統及方法。
技術介紹
1、赤泥是鋁冶煉行業生產氧化鋁過程中產生的副產物，是一種富鐵、強堿性的工業固體廢棄物，生產1噸氧化鋁約會產生1—1.8噸赤泥，這種工業固廢具有成分復雜、比表面積大、堿度強等特點，在堆存過程中經過雨水的淋濾可能會有堿液的浸出，從而造成土壤和地下水的污染，但是，赤泥同樣還具備穩定的結構、較大的比表面積和豐富的孔隙等特性，這些特性使其成為一種優秀的催化劑，同時也非常適合作為催化劑的載體，因此在環境保護領域的應用日益增多，不僅能夠作為絮凝劑處理廢水時生成的污泥，而且還能作為吸附劑，有效處理水中的多種有機污染物。
2、在將赤泥應用于催化劑的制備時，則需要對其進行酸洗以去除赤泥中的雜質，如鐵氧化物、硅酸鹽等，以便進一步提取有用的成分，但是，在酸洗過程中，往往是直接將赤泥添加入酸液中，導致酸液與赤泥原料的反應速率過快，造成反應不均勻，產生不必要的副產物，甚至可能引發過度腐蝕，造成赤泥原料的損傷，影響制備出的赤泥原料的產品質量。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是針對上述
技術介紹
中提出的問題，提供一種能夠使酸洗反應中酸液的添加分步進行，讓酸液與赤泥原料的酸洗反應分步進行，控制反應的速率和強度，避免過度反應和赤泥原料的過度腐蝕的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統及方法。
2、為達到上述目的，本專利技術采用了下列技術方案：
3、一種高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，包括：p>
4、酸洗釜，所述酸洗釜的外壁上固定連通有酸液添加口，所述酸洗釜的內部設有處理筒，所述處理筒的周側壁上均勻分布有浸入孔；
5、分步反應機構，用于根據隨著酸洗反應的進行分步添加酸液，所述分步反應機構包括固定連通于酸洗釜外壁的氣壓通道，所述氣壓通道的內壁氣密滑動連接有活塞板，所述氣壓通道的內壁固定連接有兩個抵塊，所述活塞板與兩個抵塊之間均設有復位彈簧，所述氣壓通道的內部固定安裝有第一導電片，所述活塞板靠近第一導電片的一側壁上固定連接有第二導電片，所述酸液添加口內部設有第一啟閉閥，所述第一啟閉閥通過第一導電片、第二導電片與電源裝置電性連接，所述酸洗釜上端還設有控制組件。
6、優選地，所述處理筒的中心位置氣密轉動連接有環形密封框，所述環形密封框的上端固定連通有延伸至酸洗釜上方的進料軟管，所述環形密封框的下端固定連通有延伸至酸洗釜下方的排料軟管。
7、優選地，所述進料軟管和排料軟管內均設有控制閥。
8、優選地，所述控制組件包括固定連接于酸洗釜上端的plc控制面板，所述酸洗釜的上壁固定連通有排氣管道，所述排氣管道的內部設有第二啟閉閥，所述plc控制面板通過即時定時器控制第一啟閉閥在開啟單位時間后自動關閉，所述plc控制面板通過延時定時器控制第二啟閉閥在開啟單位時間后自動關閉，且所述第一啟閉閥與第二啟閉閥之間開啟的時間間隔大于第一啟閉閥開啟時間。
9、優選地，所述酸洗釜的內底壁固定連通有排液管，且所述排液管內設有受plc控制面板控制的第三啟閉閥。
10、優選地，所述酸洗釜的內部還設有混勻機構，用于在酸洗過程中驅動處理筒進行圓周運動和自轉，以提高赤泥原料與酸液的接觸效果，所述混勻機構包括轉動連接于處理筒側壁上的第一齒環，所述第一齒環上固定連接有兩根限位桿，所述酸洗釜的內側壁上開設有兩個圓形槽，所述限位桿沿圓周軌跡滑動連接于圓形槽的內壁，所述酸洗釜的側壁上氣密轉動連接有驅動桿，所述驅動桿靠近處理筒的一端固定連接有與第一齒環相嚙合的第一齒輪，所述處理筒遠離驅動桿的一側同軸固定連接有轉桿，所述酸洗釜遠離驅動桿的一側內壁上通過支撐桿固定連接有第二齒環，所述轉桿上固定連接有與第二齒環相嚙合的第二齒輪。
11、優選地，所述酸洗釜的一側外壁上設有驅動機構，用于根據每次酸洗反應的進行程度調節赤泥原料與酸液的接觸時間，所述驅動機構包括固定連接于酸洗釜外壁的直流電機，所述直流電機的輸出端上固定連接有驅動齒輪，所述驅動桿延伸至酸洗釜外且固定連接有與驅動齒輪相嚙合的傳動齒輪，所述氣壓通道的內部固定連接有支撐板，所述支撐板與活塞板之間設有用于控制直流電機功率的滑動變阻器。
12、優選地，所述滑動變阻器包括固定連接于支撐板上的電阻桿，所述電阻桿上滑動安裝有滑片，所述滑片與活塞板之間固定連接有連桿。
13、一種應用于所述高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統的制備方法，包括以下步驟：
14、s1、粉碎處理：將赤泥原料、生物質通過粉碎機構粉碎成粉末，并對粉碎后的赤泥原料以及生物質進行篩分；
15、s2、酸洗反應：將篩分后的赤泥粉末利用酸洗釜對赤泥粉末進行酸洗，中和其中的堿；
16、s3、造粒成球：對酸洗后的赤泥粉末進行干燥，然后與篩分后的生物質粉末混合，并通過成型機造粒成球；
17、s4、獲得產物：在惰性氣氛下對混合物進行加熱炭化反應，得到反應產物，對反應產物進行冷卻、清洗和干燥，得到高鐵赤泥非均相催化劑。
18、與現有的技術相比，本高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統及方法的優點在于：
19、1、本專利技術通過設置分步反應機構，由于酸洗過程中會產出氫氣、二氧化碳等氣體，因此隨著酸洗反應的進行，酸洗釜內的氣壓將不斷增大，并通過酸洗釜與外界之間的氣壓差，帶動活塞板于氣壓通道內移動，在酸液與赤泥原料的反應速率變得十分緩慢時，第二導電片接觸第一導電片，plc控制面板通過即時定時器使第一啟閉閥開啟單位時間，將單位體積的酸液添加到酸洗釜內部，隨后通過第二啟閉閥使酸洗釜內部的氣壓恢復至正常大氣壓，此時新添加至酸洗釜內部的酸液與赤泥原料進行酸洗反應，使得酸洗反應中酸液的添加分步進行，讓酸液與赤泥原料的酸洗反應分步進行，控制反應的速率和強度，避免過度反應和赤泥原料的過度腐蝕，確保酸洗反應更均勻，避免某些區域因酸液過量而產生過強的反應，提高赤泥原料的產品質量。
20、2、本專利技術通過設置混勻機構，在酸洗過程中，帶動處理筒進行圓周運動，使得處理筒得以在浸入酸液中后能夠充分與酸液的各個位置接觸，同時帶動處理筒發生自轉，避免處理筒內的赤泥原料始終堆積于一處，極大地提高酸液與赤泥原料之間的接觸效果，使赤泥原料與酸液充分混合，提高酸洗反應的速率和均勻性。
21、3、本專利技術通過設置驅動機構，在每次酸液剛剛進入到酸洗釜內時，酸液濃度較高，此時使得直流電機帶動驅動桿的轉速較快，使得處理筒的圓周運動和自轉速度較快，避免酸液長時間與赤泥原料接觸導致局部過度反應，導致反應不均勻或材料損失過大，在每次酸液浸入酸洗釜一段時間后，酸液濃度較低，此時使得驅動桿的轉速較慢，使得處理筒的圓周運動和自轉速度較慢，延長反應時間，確保酸液能夠與赤泥中的所有雜質充分反應，能夠根據酸液的濃度自動調節赤泥原料和酸液的接觸效果，優化酸液與赤泥原料的酸化反應。
22、4、本專利技術通過設置攪拌機構，在直流電機帶動驅動桿轉動的同時，通過蝸桿和蝸輪帶動傳動桿轉動本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述進料軟管（31）和排料軟管（32）內均設有控制閥。
3.根據權利要求2所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述控制組件（28）還包括固定連接于酸洗釜（1）上端的PLC控制面板（281），所述排氣管道（282）的內部設有第二啟閉閥（283），所述PLC控制面板（281）通過即時定時器控制第一啟閉閥（27）在開啟單位時間后自動關閉，所述PLC控制面板（281）通過延時定時器控制第二啟閉閥（283）在開啟單位時間后自動關閉，且所述第一啟閉閥（27）與第二啟閉閥（283）之間開啟的時間間隔大于第一啟閉閥（27）開啟時間。
4.根據權利要求3所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述酸洗釜（1）的內底壁固定連通有排液管，且所述排液管內設有受PLC控制面板（281）控制的第三啟閉閥。
5.根據權利要求4所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述酸洗釜（1）的內部還設有
6.根據權利要求5所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述酸洗釜（1）的一側外壁上設有驅動機構（6），用于根據每次酸洗反應的進行程度調節赤泥原料與酸液的接觸時間，所述驅動機構（6）包括固定連接于酸洗釜（1）外壁的直流電機（61），所述直流電機（61）的輸出端上固定連接有驅動齒輪（62），所述驅動桿（44）延伸至酸洗釜（1）外且固定連接有與驅動齒輪（62）相嚙合的傳動齒輪（63），所述氣壓通道（21）的內部固定連接有支撐板（64），所述支撐板（64）與活塞板（22）之間設有用于控制直流電機（61）功率的滑動變阻器。
7.根據權利要求6所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述滑動變阻器包括固定連接于支撐板（64）上的電阻桿（65），所述電阻桿（65）上滑動安裝有滑片（66），所述滑片（66）與活塞板（22）之間固定連接有連桿。
8.根據權利要求7所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述酸洗釜（1）的內部設有受驅動機構（6）控制的攪拌機構（7），用于在酸洗過程中驅動酸液處于流動狀態，所述攪拌機構（7）包括氣密轉動連接于酸洗釜（1）內底壁的套筒（71），所述套筒（71）與排料軟管（32）之間氣密連接，所述套筒（71）處于酸洗釜（1）內的部分固定連接有螺旋攪拌桿（72），所述套筒（71）延伸至酸洗釜（1）下方的部分固定連接有第三齒環（73），所述酸洗釜（1）的外壁上固定連接有安裝塊（74），所述安裝塊（74）上貫穿轉動連接有傳動桿（75），所述傳動桿（75）底端固定連接有與第三齒環（73）相嚙合的第三齒輪（76），所述傳動桿（75）的頂端固定連接有蝸輪（77），所述驅動桿（44）延伸至酸洗釜（1）外的部分固定連接有與蝸輪（77）相嚙合的蝸桿（78）。
9.一種使用權利要求1-8任一項所述制備系統制備非均相催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述進料軟管（31）和排料軟管（32）內均設有控制閥。
3.根據權利要求2所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述控制組件（28）還包括固定連接于酸洗釜（1）上端的plc控制面板（281），所述排氣管道（282）的內部設有第二啟閉閥（283），所述plc控制面板（281）通過即時定時器控制第一啟閉閥（27）在開啟單位時間后自動關閉，所述plc控制面板（281）通過延時定時器控制第二啟閉閥（283）在開啟單位時間后自動關閉，且所述第一啟閉閥（27）與第二啟閉閥（283）之間開啟的時間間隔大于第一啟閉閥（27）開啟時間。
4.根據權利要求3所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述酸洗釜（1）的內底壁固定連通有排液管，且所述排液管內設有受plc控制面板（281）控制的第三啟閉閥。
5.根據權利要求4所述的高鐵赤泥基非均相催化劑的制備系統，其特征在于，所述酸洗釜（1）的內部還設有混勻機構（4），用于在酸洗過程中驅動處理筒（12）進行圓周運動和自轉，所述混勻機構（4）包括轉動連接于處理筒（12）側壁上的第一齒環（41），所述第一齒環（41）上固定連接有兩根限位桿（42），所述酸洗釜（1）的內側壁上開設有兩個圓形槽（43），所述限位桿（42）沿圓周軌跡滑動連接于圓形槽（43）的內壁，所述酸洗釜（1）的側壁上氣密轉動連接有驅動桿（44），所述驅動桿（44）靠近處理筒（12）的一端固定連接有與第一齒環（41）相嚙合的第一齒輪（45），所述處理筒（12）遠離驅動桿（44）的一側同軸固定連接有轉桿（46），所述酸洗釜（1）遠離驅動桿（44）的一側內壁上通過支撐桿固定連接有第二齒環（47），所述轉桿（46）上固定連接有與第二齒環（47）相嚙合的第二齒輪（4...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王廷文，周春財，孫士杰，于浩然，鄭剛，崔靜，邵明酒，
申請(專利權)人：山東北方三濰環保科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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