[发明专利]用于成型体的挤出成型的包含金属打印部件的模具

说明书

本发明涉及一种模具(10)，用于在可挤出物质的流动方向(32)上从模具的入口侧(12)到排出侧(14)挤出催化剂成型体、催化剂载体成型体或吸附剂成型体(60)，该模具包括外壳(56)和一个或多个通道形成器(18)，该通道形成器是可挤出物质的挤压器并且在可挤出物质的流动方向上延伸，其中通道形成器(18)是金属打印的。优选地，所述模具没有与可挤出物质的流动方向(32)成直角延伸的用于接收可挤出物质的空腔，也没有从通道形成器(18)到模具(10)的内侧壁(22)成直角延伸的连接部。本发明还涉及一种通过3D金属打印生产用于挤出成型催化剂成型体/载体成型体(60)的金属打印模具(10)的方法。

技术领域

本发明涉及用于催化剂成型体、载体成型体和吸附剂成型体的挤出成型的具有金属打印部件的模具，还涉及该模具的生产方法。

背景技术

通常在所谓的固定床中，多相催化剂可用于化学过程或废气处理系统。与流化床工艺、移动床工艺或悬浮工艺不同，这里使用的催化剂通常采用成形体的形式，而不是相对细的颗粒粉末。催化剂成型体于是可以被单独固定，如作为所谓蜂窝体的整体块，例如在汽车废气催化中，或者作为许多相对小的成型体的散积物布置在所谓的催化剂床中。

涉及催化剂床的反应器通常是盘式反应器、床式反应器、管式反应器或管束反应器。催化剂床的典型成型体包括例如圆柱体、空心圆柱体、星形挤出物和三叶形。

EP 987 058 B1通过示例描述了具有轮辐结构的催化剂成型体，即具有圆形形状和围绕中心轴线布置的多个扇形切口。然而，没有公开用于挤出过程的模具。

模制多相催化剂可以通过将催化活性组分或合适的前体成型，或者通过将催化活性物质或合适的前体施加到先前模制的载体上来生产。将催化活性物质或合适的前体施加到预先模制的载体上是通过例如使用涂覆工艺或浸渍工艺来实现的。催化活性物质或载体物质的成型方法是压片成型、挤出成型，或者特别是在球体的情况下，例如在旋转盘上团聚。

本发明提供模制多相催化剂或多相催化剂的模制载体或模制吸附剂的制造。特别地，本发明提供了这种催化剂、载体或吸附剂的挤出成型。

挤出成型的基本原理被广泛描述，例如Charles N.Satterfield，《工业实践中的多相催化》(Heterogeneous Catalysis in Industrial Practice)，第二版，McGraw-Hill出版社1991出版，或在J.F.LePage《Catalyse de contact》[接触催化]，Technip1978年版。通过挤出成型制造催化剂成型体或载体成型体类似于生产模制面条(意式面食)的典型工艺。一种可捏和的物质通过压力机或输送螺杆被压出(挤出)通过设有孔的板。挤出材料在垂直于挤出方向的横截面上的形状在这里由材料在挤出时所经过的板中的孔的形状来确定。这种带有孔的板被称为模具。

通过挤出成型而生产的成型体通常在挤出后进行热处理。这可以是简单的干燥，或者是在较高温度下的处理(煅烧)，在较高温度下，成型体的材料也会发生变化，例如成型体的某些分解产物(气体)的消除，或者某些晶相或物理性质的发展。这些热处理通常在合适的烘箱中进行，分批或优选连续进行。用于此目的的设备例如可以是盘式烘箱、带式干燥机、带式煅烧炉或旋转管。成型体的热处理之后还可以是筛分以去除小碎片(尺寸过小)或团聚成型体(尺寸过大)的工艺步骤，以及将成型体脱出到合适的容器(例如滚筒或“大包”)中的自动化步骤。

挤出设备的设计，或挤出成型体的尺寸和几何形状，可以允许一个或多个成型体同时并排地挤出；在这种情况下，其上输送有被挤出的物质的板具有一个或多个孔，用于成形合适的成型体。孔可以直接布置在板中。然而，通常使用具有适当孔的插入物，然后将这些插入到具有适当切口或保持元件的较大板中。在这种情况下，通常使用的术语是模具(嵌件)和模具板(用于接收和保持模具的板)。