[发明专利]铁碳催化剂高通量制备微型系统及方法

权利要求书

1.一种铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于，包括：高通量原料进料器、高通量研磨器、高通量进液配料系统、高通量微型反应器、高通量挤压成型机、高通量干燥烧结炉和高通量活化系统以及自动控制系统；所述的高通量原料进料器、高通量研磨器、高通量进液配料系统、高通量微型反应器、高通量挤压成型机、高通量干燥烧结炉和高通量活化系统依次连接；

所述的高通量微型反应器还连接有条件控制模块，所述的条件控制模块连接有自动控制系统，所述的自动控制系统分别和高通量研磨器、计量模块、高通量进液配料系统、高通量微型反应器、高通量挤压成型机、高通量干燥烧结炉和高通量气氛炉连接。

2.根据权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于：

所述的条件控制模块包括温度传感器，压力传感器和微波系统；

所述的气体仓通过流量计与高通量进液配料系统连接；所述的高通量研磨器通过称量天平与高通量进液配料系统连接；所述的液体罐通过计量泵与高通量进液配料系统连接；

所述的计量泵、称量天平和流量计构成计量模块，其中：

所述的高通量进料器包括4-8组进料器；

所述的高通量研磨器包括有四组可同时研磨的研磨罐。

3.根据权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于，所述的高通量进液配料系统包括高通量配液模块和高通量配料模块，所述的高通量配料模块内部设有中心射流器，顶部设有盘式射流器，侧壁设有进料口1，进料口2和进料口3，底部设有固定型吸嘴，所述的盘式射流器周向设有粉末喷嘴，所述的进料口1与中心射流器通过阀门相连，所述的进料口2和进料口3分别与盘式射流器相连。

4.根据权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于，所述的盘式射流器周向的粉末喷嘴设置个数为16～36个，所述的盘式射流器周向对应设有6个喷嘴替换阀，所述的高通量配料模块侧壁设有2个进料口替换阀，所述的进料口2和进料口3对称设置，所述的进料口替换阀对称并与进料口2和进料口3垂直设置，所述的喷嘴替换阀中2个与进料口替换阀对应设置，4个周向均匀设置。

5.根据权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于，所述的高通量原料进料器、高通量研磨器和称量天平构成粉料进料模块，所述的液体罐和计量泵构成液体进料模块。

6.根据权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于，所述的高通量干燥烧结系统包括若干组温度可调节管式炉。

7.根据权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于，所述的高通量微型反应器包括16个微型反应釜，所述的微型反应釜分别连接有微波加热装置，压力控制模块和废气处理仓，所述的微型反应釜顶部设有进料口，所述的进料口处设有喷淋装置，所述的微型反应釜侧壁连接有气体仓，所述的微型反应釜内部设有搅拌轴，所述的微型反应釜底部设有出料口，所述的微型反应釜底部设有挡板，所述的搅拌轴设置于挡板中央，所述的出料口设置于挡板表面。

8.根据权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于，所述的自动控制系统包括控制器，数据采集模块，响应分析模块，调控指示模块和自动控制模块。

9.根据权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，其特征在于，所述的高通量进液配料系统连接有液体罐，所述的高通量进液配料系统与液体罐之间设有计量泵，所述的高通量进液配料系统底部连接有气体仓。

10.一种铁碳催化剂高通量制备方法，其特征在于，采用权利要求1所述的铁碳催化剂高通量制备微型系统，具体包括以下步骤：

(1)取铁碳催化剂原料，包括：主料铁粉、炭粉和水；辅料锰粉、锌粉、氧化铝和活性黏土等粉状物料；

(2)高通量进料器同时将上述铁粉、炭粉、锰粉、氧化铝和活性黏土等粉状物料，按照4-8种比例，投入到高通量研磨器中；

(3)高通量研磨器设有四组研磨器，所述的4-8种每组不同配比的物料平均分配到每个研磨器进行研磨，高通量研磨器4次研磨，生成16-32组不同配比、不同粒度的粉料物料，并通过液体罐计量加液，与不同粒度的粉料物料混合，形成16-32组液体样品；

(4)高通量配液模块按自动控制系统预设流程，自动执行4组平行液体样品分配操作；

(5)所述的液体样品经配液模块分配后，进入高通量微型反应器内的微型反应釜，进行独立反应；

(6)微型反应釜内反应后的物料经过移料器移料移入到高通量挤压成型机中进行不同压力的挤压成型造粒，所述的成型外观为椭球体或圆柱体，获得造粒好的胚料；

(7)造好粒的胚料移到高通量干燥箱中分别进行干燥，干燥后的胚料进入高通量干燥烧结系统，经高通量干燥烧结系统内若干组可调节温度的管式炉加热，以实现同时对胚料加热烧结，所述的烧结温度为500-1200℃；

(8)烧结后胚料进入高通量活化系统进行活化，完成铁探催化剂制备，其中，所述的活化氛围为水蒸气或氢气，所述的水蒸汽或氢气的浓度为0.1％～3％。