JP4313449B2 - Catalyst slurry adjuster - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、触媒用スラリーを調整する触媒用スラリー調整装置に関し、詳しくは、触媒用スラリーを保持する工程において触媒用スラリーの粘度の変化を防止する触媒用スラリー調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車のエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスは、炭化水素(HC)、一酸化炭素(CO)、窒素酸化物(NOx)等の有害成分を含有している。この排気ガスをそのまま排出することは、公害や環境の悪化を引き起こす。このため、これらの排気ガスは触媒コンバータ等を用いて浄化された後に大気中に排出されている。
【0003】
触媒コンバーターは、耐熱性セラミックス、耐熱性金属等で形成された触媒担体と、この触媒担体表面に塗布された耐熱性多孔質層と、この多孔質層に担持された触媒成分と、から構成されている。このような触媒コンバーターの多孔質層は、触媒成分を含有したあるいは含有しない耐熱性粉末のスラリーを触媒担体に接触、含浸させることで製造されている。
【0004】
この触媒用スラリーは、例えば活性アルミナ粉末、セリア粉末等の触媒成分と、バインダー、純水等よりなるスラリー原料を所定量秤量して、触媒用スラリー調整装置のスラリーストックタンクに投入し、攪拌機で攪拌して調整していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
調整された触媒用スラリーは、そのままの状態で保持しておくとスラリーに分散された粒子成分が互いの分子間力によりゆるく結合してスラリー粘度にばらつきが生じる。スラリー粘度にばらつきが生じると、触媒担体に担持される触媒成分量が変化することとなり、触媒コンバーターとして好ましくなくなる。
【0006】
触媒用スラリーは、その液温が変化するとそのチキソトロピーが変化するようになる。触媒用スラリーのチキソトロピーが変化すると、触媒用スラリーの粘度に変化が生じ、触媒担体へのスラリー付着量にばらつきが生じるようになる。スラリー付着量のばらつきは、製造される触媒コンバーターの浄化性能のばらつきを生じるようになるため好ましくなかった。
【0007】
さらに、従来の触媒用スラリー調整装置のように、触媒用スラリーをスラリーストックタンク内で攪拌して調整する触媒用スラリー調整装置では、触媒用スラリーの使用にともなってスラリーストックタンク内の触媒用スラリー量が減少するようになる。スラリーストックタンク内の触媒用スラリー量が変化すると、攪拌速度に変化が生じるようになる。攪拌速度が変化すると、スラリー粘度にも変化が生じるようになる。
【0008】
また、従来の触媒用スラリー調整装置は、スラリー中で回転羽根を回転させて触媒用スラリーを攪拌しているが、回転羽根の回転速度が遅くなると、触媒用スラリーの攪拌が十分になされないよどみが生じるようになり、スラリー粘度にばらつきが生じる。また、回転速度が速くなると、触媒用スラリー中に空気が侵入するようになる。
【0009】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、調整、保持工程における触媒用スラリーの粘度の変化を抑えた触媒用スラリー調整装置を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明者らは触媒用スラリー調整装置において触媒用スラリーに同じせん断力を常に加える手段について検討を重ねた結果、両端がスラリーストックタンク内に開口したスラリー循環手段をもうけ、この触媒用スラリー循環手段を通って触媒用スラリーを循環させることで上記課題を解決できることを見出した。
【0011】
すなわち、本発明の触媒用スラリー調整装置は、触媒用スラリーを調整、保持するスラリーストックタンクと、このスラリーストックタンクに触媒用スラリーを供給するスラリー供給手段と、一端および他端がスラリーストックタンク内に開口し、一端部から他端部を通って触媒用スラリーを循環させるスラリー循環手段と、スラリー循環手段に接続され、スラリー循環手段を循環する触媒用スラリーを送出するスラリー送出手段と、スラリーストックタンク内のスラリーの粘度を測定する粘度計と、粘度計と接続されスラリーストックタンク内のスラリーを攪拌する攪拌機と、スラリーストックタンクに一体的に形成され、スラリー温度を測定するとともにスラリー温度を一定に保持する調温手段と、を有することを特徴とする。
【0012】
本発明の触媒用スラリー調整装置は、触媒用スラリーを循環させ同じせん断力を与える流れを触媒用スラリーに与えることで触媒用スラリーの粘度を均一に保っている。また、スラリーストックタンク内の触媒用スラリーの粘度を一定に保っている。このため、常に安定した状態で触媒用スラリーを触媒担体に供給塗布することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の触媒用スラリー調整装置は、一端および他端がスラリーストックタンク内に開口し、一端部から他端部を通って触媒用スラリーを循環させるスラリー循環手段を有する。触媒用スラリーは、このスラリー循環手段を循環することで、攪拌され、触媒用スラリーがゲル化することを防止している。
【0014】
スラリー循環手段は、一端および他端がスラリーストックタンク内に開口し、この一端部から他端部を通って触媒用スラリーを循環させる手段である。このスラリー循環手段としては、例えば、一端がスラリーストックタンク内の触媒用スラリー中に開口し、他端が触媒用スラリー中に開口した管路と、この管路中にもうけられ触媒用スラリーを循環させる動力源としてのポンプと、からなる循環手段をあげることができる。
【0015】
本発明の触媒用スラリー調整装置は、触媒用スラリーを調整、保持するスラリーストックタンクを有する。スラリーストックタンクは、触媒用スラリーを調整または保持するためのものであり、従来のスラリー調整装置に用いられたスラリーストックタンクを用いることができる。
本発明の触媒用スラリー調整装置は、スラリーストックタンクに触媒用スラリーを供給するスラリー供給手段を有する。スラリー供給手段は、スラリーストックタンクに触媒用スラリーを供給するものであり、スラリーストックタンク内のスラリー量を一定の範囲に制御することができる。例えば、スラリースロットタンクに開口した原料供給孔を有する管路をあげることができる。
【0016】
このスラリー供給手段における触媒用スラリーの供給は、触媒用スラリーを形成するスラリー原料状態での供給や、触媒用スラリーとして製造されたスラリー状態での供給のどちらでも良いが、予めスラリーとして形成されたスラリー状態での供給が好ましい。
本発明の触媒用スラリー調整装置は、スラリー循環手段に接続され、スラリー循環手段を循環する触媒用スラリーを送出するスラリー送出手段を有する。スラリー送出手段は、触媒用スラリー調整装置により調整された触媒用スラリーを、触媒担体に触媒用スラリーを塗布する触媒用スラリー塗布装置等の外部装置に供給するために送出する手段である。
【0017】
スラリー送出手段とスラリー循環手段との接続は、切り替え装置を介してなされている。すなわち、スラリー送出手段とスラリー循環手段との接続部に切り替え装置を有することで、スラリー循環手段を循環する触媒用スラリーがスラリー送出手段を選択的に流れることができる。
このスラリー送出手段および切り替え装置としては、例えば、スラリー送出手段としてはスラリー送出手段が接続されるスラリー循環手段と同様な管路を、切り替え装置としては管路を接続するバルブをあげることができる。
【0018】
スラリーストックタンク内のスラリーの粘度を測定する粘度計と、粘度計と接続されスラリーストックタンク内のスラリーを攪拌する攪拌機と、スラリーストックタンクに一体的に形成され、スラリー温度を測定するとともにスラリー温度を一定に保持する調温手段と、を有することが好ましい。
粘度計は、スラリーストックタンク内のスラリーの粘度を測定するものである。触媒用スラリーは粘度が変化すると触媒担体へのスラリー付着量にばらつきが生じるようになるため、触媒用スラリーの粘度を制御するため粘度計を用いて粘度の測定がなされている。
【0019】
攪拌機は、粘度計と接続され、スラリーストックタンク内のスラリーを攪拌する。触媒用スラリーが排出されると、スラリーストックタンク内の触媒用スラリー量が変化し、攪拌機の攪拌速度が変化するようになる。攪拌速度が変化すると、触媒用スラリーのスラリー粘度が変化し、触媒担体への触媒用スラリーの付着量にばらつきが生じるようになる不具合が生じる。このため、スラリーストックタンク内の触媒用スラリーの粘度を一定の範囲に保つために、粘度計と接続した攪拌機の攪拌を制御される。
【0020】
攪拌機は、従来の触媒用スラリー調整装置に用いられている攪拌機を用いることができる。すなわち、モーターと、このモーターの回転軸の先端に連結された回転羽根と、から構成される攪拌機を用いることができる。なお、攪拌機は、粘度計により測定された触媒用スラリーの粘度をフィードバックして回転数を制御できる。
【0021】
調温手段は、スラリーストックタンクに一体的に形成され、スラリー温度を測定するとともにスラリー温度を一定に保持するものである。調温手段により触媒用スラリーの温度を一定の範囲に保つことで、触媒用スラリーの粘度の変動を抑えている。すなわち、触媒用スラリーの温度が変化すると、触媒用スラリーのチキソトロピーが変化する。触媒用スラリーのチキソトロピーの変化は、触媒用スラリーの粘度の変化を生じさせ、さらには触媒担体への触媒用スラリー付着量にばらつきが生じるようになる。
【0022】
調温手段は、触媒用スラリーの温度を測定する温度測定機と、触媒用スラリーの温度を一定に保持する調温機と、から構成される。温度測定機としては、触媒用スラリーの温度を測定できるものであればよく、熱電対等を使用できる。調温機は、温度測定機により測定された触媒用スラリーの温度をフィードバックして加熱することができるものである。
【0023】
スラリー送出手段は、スラリー循環手段より送出された触媒用スラリーの過剰量をスラリーストックタンクに足す返還手段を有することが好ましい。返還手段は、スラリー送出手段より外部装置に過剰に送出された触媒用スラリーのうち、過剰量をスラリーストックタンクに再度、供給するための手段である。返還手段を有することで、触媒用スラリーのロスを抑えられる。
【0024】
触媒用スラリー調整装置は、スラリーストックタンクに水を供給する水供給手段を有することが好ましい。すなわち、返還手段によりスラリーストックタンク内に供給された触媒用スラリーは、例えば、触媒担体と接触したような場合には触媒用スラリー中の水分が触媒担体に吸収されているため、適切な粘度を保持するために水を供給する必要があるためである。
【0025】
スラリー送出手段は、スラリー循環手段内に加圧されたガスを供給するガス供給手段を有することが好ましい。ガス供給手段は、加圧されたガスをスラリー循環手段に供給することでこのスラリー循環手段内を循環している触媒用スラリーを押し出す。すなわち、スラリー送出手段への触媒用スラリーの送出を、この加圧されたガスの圧力を用いて行うものである。
【0026】
ガス供給手段によるガスの供給はスラリー送出手段にスラリーを送出するときに行われるものであり、常にガスの供給を行う必要はない。また、スラリー循環手段を触媒用スラリーが循環している時には、加圧されていない。
【0027】
スラリー循環手段は、スラリーだめを有することが好ましい。スラリーだめを有することでスラリー送出手段にスラリー循環手段を循環する触媒用スラリーを送出するときに十分な量の触媒用スラリーを送出することができる。スラリーだめ内においても、スラリー循環手段と同様に触媒用スラリーが循環している。このため、スラリーだめの内部でよどみが生じることによるスラリー粘度のばらつきは生じない。
【0028】
スラリーだめとしては、例えば、スラリー循環手段を形成する管路において、その内径が太くなるように形成されている管をあげることができる。
ガス供給手段は、チャンバーを有することが好ましい。チャンバーに加圧されたガスがためられるため、このガス供給手段が接続されたスラリー循環手段からガス供給手段への触媒用スラリーの逆流を抑えることができる。
【0029】
触媒用スラリーとしては、無機酸化物と、バインダーと、水および/または貴金属含有溶液よりなることが好ましい。この触媒用スラリーは、粘度が60cpsであることが好ましい。
無機酸化物としては、たとえば、活性アルミナ、シリカ、チタニア、セリア、ジルコニア等からなる群より選ばれる少なくとも1種以上の無機酸化物をあげることができる。
【0030】
攪拌機は、回転数が15〜35Hzで触媒用スラリーを攪拌することが好ましい。攪拌機の回転数を15〜35Hzとすることで、触媒用スラリーの粘度を最適値である60cps±10%の範囲に収めることができる。回転数が15Hz未満となると触媒用スラリーの粘度が上昇し、35Hzを超えると触媒用スラリーの粘度が低下する。
【0031】
調温機は、スラリー温度を15〜35℃の範囲内に保持することが好ましい。スラリー温度が高くなると、スラリーの水分が蒸発して、スラリーの固形成分の割合が上昇し、粘度が上昇するようになる。また、スラリーに含まれる成分によっては、反応を生じ、スラリーの粘度が上昇するようになる。スラリー温度が低くなると、外気温とスラリー温度との温度差により結露が生じ、この結露した水分によるスラリーの水分の割合が上昇するようになる。水分の割合が上昇することは、スラリーの粘度が低下するようになる。このため、スラリーの温度を常温域の15〜35℃に保つことが好ましい。
【0032】
【実施例】
以下、実施例を用いて本発明を説明する。
(実施例)
本発明の実施例として、触媒用スラリー調整装置を作成した。本実施例の触媒用スラリー調整装置の構成を図1に示した。
【0033】
本実施例の触媒用スラリー調整装置は、スラリーストックタンク10と、スラリー循環管20と、スラリー送出管30と、ガス供給管40と、スラリー供給管50と、攪拌機60と、温調機70と、から、構成されている。
スラリーストックタンク10は、投入されたスラリーが保持される上方が開口した槽状の容器である。
【0034】
スラリー循環管20は、一端部21がスラリーストックタンク10の底面に開口し、スラリーストックタンク10の外部を通り他端部22がスラリーストックタンク10の上方の位置に開口した管路である。また、スラリー循環管20は、一端部21と他端部22の間にポンプ25を、ポンプ25と他端部22の間にバルブ23がもうけられている。ポンプ25は、一端部21から吸入されたスラリーを、他端部22から排出するものである。バルブ23は、スラリー循環管20を循環するスラリーを遮断するものである。
【0035】
スラリー循環管20は、その管路中に管の内径が太くなったスラリーだめ26を有する。スラリーだめ26は、スラリー送出管30より外部装置に送出されるスラリーを、所定量送出するためにスラリー循環管20中に保持するためにもうけられている。
スラリー送出管30は、スラリー循環管20のポンプ25とスラリーだめ26との間に接続されている。スラリー送出管30は、スラリー循環管20およびスラリーだめ26を循環しているスラリーを外部装置に送出するための管路である。このスラリー排出管30とスラリー循環管20との接続は、スラリーの流れる管の切り替えが可能なバルブ31を介してなされている。
【0036】
また、スラリー送出管30には、バルブ32を介してスラリー還元管35が接続されている。スラリー還元管35は、外部装置に送出されたスラリーの過剰量をスラリーストックタンク10に還元するための管であり、その開口部33はスラリーストックタンク10の上方に開口している。バルブ32により、バルブ31から外部装置へと、あるいは外部装置から開口部33へと、スラリーが流れる管路が切り替えられるようになっている。
【0037】
ガス供給管40は、スラリー循環管20と接続され、スラリー循環管20に加圧されたガスを供給するものである。ガス供給管40より供給される加圧されたガスを供給することで、スラリー循環管20内のスラリーをスラリー送出管30に送出する。
ガス供給管40は、加圧されたガスの供給を制御するバルブ41と、ガス供給管40内の加圧されたガスを排出するバルブ42と、がもうけられている。また、バルブ41とスラリー循環管20との間に加圧されたガスを保持するガスだめ45がもうけられている。ガスだめ45を有することでガス供給管40は、スラリー循環管20からのスラリーの逆流を防止できる。
【0038】
スラリー供給管50は、原料スラリーをスラリーストックタンク10に供給する管であり、一端部51がスラリーストックタンク10の上方に開口している。
また、水供給管55も、スラリー供給管50と同様に一端部56がスラリーストックタンク10の上方に開口している。
攪拌機60は、回転数を制御できるモーター61と、モーター61の回転軸の先端に回転羽根62を有している。攪拌機60は、スラリーストックタンク10内のスラリーを攪拌できるように、回転羽根62がスラリー中で回転できるように設置されている。回転羽根62は、スラリーストックタンク10のタンク径と同じくらいの形状の回転羽根が用いられた。
【0039】
スラリーの粘度は、ある一定以上のせん断力(攪拌力)が加わると安定する領域がある(粘度のボトム)ため、その領域まで攪拌力を増減してやればよく、スラリーストックタンクの形状や容量にはよらない。このため、回転羽根62の形状は、好ましくはタンク径と同じくらいの形状の回転羽根である。
攪拌機60は、粘度計65と接続されている。攪拌機60の粘度計65との接続は、攪拌機60の回転数を制御する制御装置67を介してなされている。攪拌機60が粘度計65と接続されていることで、粘度計65により得られたスラリー粘度をフィードバックして、攪拌機60の回転数を制御することでスラリー粘度を一定の値に保つことができる。
【0040】
温調機70は、スラリーストックタンク10と一体的に形成され、スラリー温度を測定する温度計と、この温度計と接続されたヒーターとから構成されている。温調機70は、温度計で測定されたスラリー温度をフィードバックしてヒーターの制御を行うことでスラリー温度を一定に保つものである。
(スラリーの循環)
本実施例の触媒用スラリー調整装置におけるスラリーの循環は、以下の通りである。
【0041】
スラリーストックタンク10に供給されたスラリーは、ポンプ25によりスラリー循環管20の一端部21からバルブ31、スラリーだめ26、バルブ23を通って他端部22からスラリーストックタンク10に還元されて循環する。
スラリーがスラリー循環管20を循環している間は、バルブ31は循環するスラリーがスラリー送出管30に流れないように、バルブ23はスラリー循環管20にスラリーが流れるように調節されている。また、ガス供給管40にもうけられたバルブ42が開放され、バルブ41が遮断されていることで、ガス供給管40およびスラリー循環管20内に加圧されたガスが入らないようになっている。
【0042】
(スラリーの送出)
本実施例の触媒用スラリー調整装置からのスラリーの送出は、以下の手順によりなされる。
まず、スラリー循環管20にスラリーを循環させる。
その後、バルブ23を遮断し、バルブ31を切り替えてスラリー循環管20のスラリーだめ26からスラリー送出管30にスラリーが流れるようにする。スラリー送出管30は、バルブ32を切り替えて、スラリー還元管35にスラリーが流れないようにする。
【0043】
その後、ガス供給管40のバルブ42を遮断、バルブ41を開放して、ガス供給管40およびスラリー循環管20に加圧されたガスを導入して、このガスの圧力によりスラリー循環管20およびスラリーだめ26中のスラリーをスラリー送出管30の外部装置に送出する。
なお、スラリーの送出後は、再度、スラリー循環を行うように、それぞれのバルブを調節する。このとき、バルブ32は、外部装置側からスラリー還元管35にスラリーが流れるように切り替えられている。
【0044】
(評価)
実施例の触媒用スラリー調整装置の評価は、スラリーストックタンク内のスラリー量を変化させたときのスラリー粘度を測定することにより行った。
アルミナを主成分として比重が1.5、固形分が45%に調整されたスラリー120kgをスラリーストックタンクに入れ、温調機のON/OFF制御により、スラリー温度を25±0.5℃に保つようにした。この状態で粘度計により測定されるスラリーの粘度が60cpsになるように攪拌機の回転速度を調整したところ25Hzであった。
【0045】
この条件下(スラリー温度:25±0.5℃、回転速度:25Hz)でスラリーストックタンクからスラリーを徐々に排出していくと、スラリー重量が60kgを下回ったあたりからスラリーの粘度が下降し始めた。
ここで、スラリーストックタンク内のスラリー重量が60kgの時、スラリー粘度が60cpsになるように攪拌速度を調整した。このときの回転速度は18Hzであった。
【0046】
また、この条件下(スラリー温度:25±0.5℃、回転速度:18Hz)でスラリーストックタンクにスラリー原料を供給してスラリー量を徐々に増やしていくと、スラリーの粘度は上昇し始めた。
スラリー温度を25±0.5℃としたときの、さまざまな回転速度におけるスラリー重量とスラリー粘度との関係を測定し、測定結果を図2に示した。
【0047】
図2より、回転速度が18Hzの場合では、スラリー重量が60kgまでは粘度が60cpsになっているが、60kgを超えると粘度が上昇してくる。また、回転速度が25Hzの場合には、スラリー重量が60kg付近で粘度が60cpsになっている。さらに、回転速度が25Hzの場合には、スラリー重量が100kgを超えても、粘度を60cps近傍に維持している。
【0048】
実施例の触媒用スラリー調整装置において、スラリーの粘度を60cpsに保つように測定された粘度のデータをフィードバックして攪拌速度を制御したところ、スラリーストックタンク内のスラリー重量が90kg以上の時は25Hz、60以上90kg未満の時は22Hz、60kg未満の時は18Hzであった。
本実施例の触媒用スラリー調整装置は、粘度計により測定された粘度データを常にフィードバックし、攪拌速度を制御することでストックタンク内のスラリー粘度を常に60cps±10%以内に制御できた。
【0049】
【発明の効果】
本発明の触媒用スラリー調整装置は、スラリーストックタンクに開口したスラリー循環手段にスラリーを循環させることで、触媒用スラリーに常に同じせん断力を加えているため、触媒用スラリーの粘度を一定に保っている。
また、本発明の触媒用スラリー調整装置は、粘度計と接続されスラリーストックタンク内のスラリーを攪拌する攪拌機を有することで、スラリー量が変化しても、スラリーの粘度を一定に保つことができる。
【0050】
本発明の触媒用スラリー調整装置は、触媒用スラリーを常に安定した状態で触媒担体に供給塗布することができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の触媒用スラリー調整装置を示す図である。
【図2】 アルミナを主成分とするスラリーの攪拌速度ごとのスラリー量とスラリーの粘度の関係を示した図である。
【符号の説明】
10…スラリーストックタンク 20…スラリー循環管
30…スラリー送出管 40…ガス供給管
50…スラリー供給管 60…攪拌機
70…温調機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a catalyst slurry adjusting device that adjusts a catalyst slurry, and more particularly to a catalyst slurry adjusting device that prevents a change in the viscosity of a catalyst slurry in a step of holding the catalyst slurry.
[0002]
[Prior art]
Exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as an automobile engine contains harmful components such as hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxide (NOx). If this exhaust gas is discharged as it is, it causes pollution and environmental degradation. For this reason, these exhaust gases are exhausted into the atmosphere after being purified using a catalytic converter or the like.
[0003]
The catalytic converter is composed of a catalyst carrier formed of a heat-resistant ceramic, a heat-resistant metal, etc., a heat-resistant porous layer coated on the surface of the catalyst carrier, and a catalyst component supported on the porous layer. ing. The porous layer of such a catalytic converter is manufactured by contacting and impregnating a catalyst carrier with a slurry of heat-resistant powder containing or not containing a catalyst component.
[0004]
For this catalyst slurry, for example, a predetermined amount of a slurry raw material consisting of a catalyst component such as activated alumina powder and ceria powder and a binder, pure water, etc., is weighed and put into a slurry stock tank of a catalyst slurry adjusting device. It was adjusted by stirring.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the adjusted catalyst slurry is held as it is, the particle components dispersed in the slurry are loosely bonded to each other due to the intermolecular force, and the slurry viscosity varies. If the slurry viscosity varies, the amount of the catalyst component supported on the catalyst carrier changes, which is not preferable as a catalytic converter.
[0006]
The thixotropy of the catalyst slurry changes as the liquid temperature changes. When the thixotropy of the catalyst slurry changes, the viscosity of the catalyst slurry changes, and the amount of slurry adhering to the catalyst carrier varies. Variation in the amount of slurry adhered was undesirable because it resulted in variations in the purification performance of the produced catalytic converter.
[0007]
Furthermore, as in the conventional catalyst slurry adjusting device, the catalyst slurry adjusting device that agitates and adjusts the catalyst slurry in the slurry stock tank, the catalyst slurry in the slurry stock tank is used with the use of the catalyst slurry. The amount will decrease. When the amount of catalyst slurry in the slurry stock tank changes, the stirring speed changes. As the stirring speed changes, the slurry viscosity also changes.
[0008]
In addition, the conventional catalyst slurry adjusting apparatus is stirring the catalyst slurry by rotating the rotating blades in the slurry. However, if the rotating speed of the rotating blades becomes slow, the catalyst slurry is not sufficiently stirred. As a result, the slurry viscosity varies. Further, when the rotational speed is increased, air enters the catalyst slurry.
[0009]
This invention is made | formed in view of the said actual condition, and makes it a subject to provide the slurry adjustment apparatus for catalysts which suppressed the change of the viscosity of the slurry for catalysts in an adjustment and a holding process.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present inventors have repeatedly studied on means for constantly applying the same shearing force to the catalyst slurry in the catalyst slurry adjusting apparatus, and as a result, provided slurry circulating means having both ends opened in the slurry stock tank, It has been found that the above problem can be solved by circulating the catalyst slurry through the catalyst slurry circulating means.
[0011]
That is, the catalyst slurry adjusting apparatus of the present invention includes a slurry stock tank for adjusting and holding the catalyst slurry, a slurry supply means for supplying the catalyst slurry to the slurry stock tank, and one end and the other end in the slurry stock tank. A slurry circulating means for circulating the catalyst slurry from one end to the other end, a slurry delivery means connected to the slurry circulating means for sending the catalyst slurry circulating in the slurry circulating means, and a slurry stock A viscometer that measures the viscosity of the slurry in the tank, a stirrer that is connected to the viscometer and stirs the slurry in the slurry stock tank, and is integrally formed in the slurry stock tank to measure the slurry temperature and keep the slurry temperature constant. And a temperature control means for maintaining the temperature .
[0012]
The catalyst slurry adjusting device of the present invention keeps the viscosity of the catalyst slurry uniform by circulating the catalyst slurry and applying a flow that gives the same shearing force to the catalyst slurry. In addition, the viscosity of the catalyst slurry in the slurry stock tank is kept constant. Therefore, the catalyst slurry can be supplied and applied to the catalyst carrier in a stable state at all times.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The catalyst slurry adjusting device of the present invention has slurry circulating means for opening one end and the other end in the slurry stock tank and circulating the catalyst slurry from one end to the other end. The catalyst slurry is circulated through the slurry circulation means to be stirred, thereby preventing the catalyst slurry from gelling.
[0014]
The slurry circulating means is means for opening one end and the other end in the slurry stock tank and circulating the catalyst slurry from the one end portion through the other end portion. As the slurry circulating means, for example, one end is opened in the catalyst slurry in the slurry stock tank and the other end is opened in the catalyst slurry, and the catalyst slurry provided in this pipe is circulated. A circulation means comprising a pump as a power source to be driven can be given.
[0015]
The catalyst slurry adjusting device of the present invention has a slurry stock tank for adjusting and holding the catalyst slurry. The slurry stock tank is for adjusting or holding the catalyst slurry, and the slurry stock tank used in the conventional slurry adjusting apparatus can be used.
The catalyst slurry adjusting device of the present invention has a slurry supply means for supplying the catalyst slurry to the slurry stock tank. The slurry supply means supplies the slurry for catalyst to the slurry stock tank, and can control the amount of slurry in the slurry stock tank within a certain range. For example, a pipe line having a raw material supply hole opened in the slurry slot tank can be mentioned.
[0016]
The supply of the catalyst slurry in this slurry supply means may be either the supply in the slurry raw material state for forming the catalyst slurry or the supply in the slurry state produced as the catalyst slurry, but it was previously formed as a slurry. Supply in a slurry state is preferred.
The catalyst slurry adjusting device of the present invention has a slurry delivery means connected to the slurry circulation means and delivering the catalyst slurry circulating through the slurry circulation means. The slurry delivery means is means for delivering the catalyst slurry adjusted by the catalyst slurry adjustment device to supply to an external device such as a catalyst slurry application device for applying the catalyst slurry to the catalyst carrier.
[0017]
The slurry delivery means and the slurry circulation means are connected via a switching device. That is, by providing the switching device at the connection portion between the slurry delivery means and the slurry circulation means, the catalyst slurry circulating through the slurry circulation means can selectively flow through the slurry delivery means.
Examples of the slurry delivery means and the switching device include a pipe line similar to the slurry circulation means to which the slurry delivery means is connected as the slurry delivery means, and a valve for connecting the pipeline as the switching apparatus.
[0018]
A viscometer that measures the viscosity of the slurry in the slurry stock tank, a stirrer that is connected to the viscometer and stirs the slurry in the slurry stock tank, and is integrally formed in the slurry stock tank to measure the slurry temperature and the slurry temperature It is preferable to have temperature control means for keeping the temperature constant.
The viscometer measures the viscosity of the slurry in the slurry stock tank. When the viscosity of the catalyst slurry changes, the amount of slurry adhering to the catalyst carrier varies, so that the viscosity is measured using a viscometer in order to control the viscosity of the catalyst slurry.
[0019]
The stirrer is connected to the viscometer and stirs the slurry in the slurry stock tank. When the catalyst slurry is discharged, the amount of catalyst slurry in the slurry stock tank changes, and the stirring speed of the stirrer changes. When the stirring speed is changed, the slurry viscosity of the catalyst slurry is changed, resulting in a problem that the amount of the catalyst slurry attached to the catalyst carrier varies. For this reason, in order to keep the viscosity of the catalyst slurry in the slurry stock tank in a certain range, the stirring of the stirrer connected to the viscometer is controlled.
[0020]
As the stirrer, a stirrer used in a conventional catalyst slurry adjusting apparatus can be used. That is, a stirrer composed of a motor and a rotating blade connected to the tip of the rotating shaft of the motor can be used. The stirrer can control the rotation speed by feeding back the viscosity of the catalyst slurry measured by the viscometer.
[0021]
The temperature adjusting means is integrally formed in the slurry stock tank, measures the slurry temperature, and keeps the slurry temperature constant. By maintaining the temperature of the catalyst slurry in a certain range by the temperature adjusting means, fluctuations in the viscosity of the catalyst slurry are suppressed. That is, when the temperature of the catalyst slurry changes, the thixotropy of the catalyst slurry changes. The change in the thixotropy of the catalyst slurry causes a change in the viscosity of the catalyst slurry, and further causes variation in the amount of catalyst slurry adhering to the catalyst carrier.
[0022]
The temperature control means includes a temperature measuring device that measures the temperature of the catalyst slurry and a temperature controller that keeps the temperature of the catalyst slurry constant. Any temperature measuring device can be used as long as it can measure the temperature of the slurry for catalyst, and a thermocouple or the like can be used. The temperature controller is capable of feeding back and heating the temperature of the catalyst slurry measured by the temperature measuring device.
[0023]
The slurry delivery means preferably has a return means for adding the excess amount of the catalyst slurry delivered from the slurry circulation means to the slurry stock tank. The return means is means for supplying again the excess amount of the catalyst slurry that has been excessively delivered from the slurry delivery means to the external device to the slurry stock tank. By having the return means, the loss of the slurry for the catalyst can be suppressed.
[0024]
The catalyst slurry adjusting device preferably has water supply means for supplying water to the slurry stock tank. That is, the catalyst slurry supplied into the slurry stock tank by the return means has an appropriate viscosity because, for example, when the catalyst slurry comes into contact with the catalyst carrier, the moisture in the catalyst slurry is absorbed by the catalyst carrier. This is because it is necessary to supply water in order to hold the water.
[0025]
The slurry delivery means preferably has gas supply means for supplying pressurized gas into the slurry circulation means. The gas supply means pushes the catalyst slurry circulating in the slurry circulation means by supplying pressurized gas to the slurry circulation means. That is, the catalyst slurry is delivered to the slurry delivery means using the pressure of the pressurized gas.
[0026]
The gas supply by the gas supply means is performed when the slurry is sent to the slurry delivery means, and it is not always necessary to supply the gas . Further, when the catalyst slurry is circulating in the slurry circulating means, no pressure is applied.
[0027]
The slurry circulating means preferably has a slurry reservoir. By having the slurry reservoir, a sufficient amount of the catalyst slurry can be sent when the catalyst slurry circulating through the slurry circulation means is sent to the slurry delivery means. Also in the slurry reservoir, the catalyst slurry is circulated in the same manner as the slurry circulation means. For this reason, variation in slurry viscosity due to stagnation within the slurry reservoir does not occur.
[0028]
As the slurry reservoir, for example, a pipe formed so as to have a large inner diameter in a pipe line forming the slurry circulating means can be mentioned.
The gas supply means preferably has a chamber. Since the pressurized gas is stored in the chamber, the backflow of the catalyst slurry from the slurry circulation means connected to the gas supply means to the gas supply means can be suppressed.
[0029]
The catalyst slurry is preferably composed of an inorganic oxide, a binder, water and / or a noble metal-containing solution. The catalyst slurry preferably has a viscosity of 60 cps.
Examples of the inorganic oxide include at least one inorganic oxide selected from the group consisting of activated alumina, silica, titania, ceria, zirconia, and the like.
[0030]
The stirrer preferably stirs the catalyst slurry at a rotation speed of 15 to 35 Hz. By setting the rotational speed of the stirrer to 15 to 35 Hz, the viscosity of the slurry for catalyst can be kept within the optimum range of 60 cps ± 10%. When the rotational speed is less than 15 Hz, the viscosity of the catalyst slurry increases, and when it exceeds 35 Hz, the viscosity of the catalyst slurry decreases.
[0031]
The temperature controller preferably maintains the slurry temperature within a range of 15 to 35 ° C. As the slurry temperature increases, the water content of the slurry evaporates, the proportion of the solid component of the slurry increases, and the viscosity increases. Further, depending on the components contained in the slurry, a reaction occurs and the viscosity of the slurry increases. When the slurry temperature is lowered, condensation occurs due to the temperature difference between the outside air temperature and the slurry temperature, and the ratio of the moisture in the slurry due to the condensed moisture increases. An increase in the water content causes the viscosity of the slurry to decrease. For this reason, it is preferable to maintain the temperature of a slurry at 15-35 degreeC of a normal temperature range.
[0032]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described using examples.
(Example)
As an example of the present invention, a catalyst slurry adjusting device was prepared. The configuration of the catalyst slurry adjusting apparatus of this example is shown in FIG.
[0033]
The catalyst slurry adjusting apparatus of the present embodiment includes a
The
[0034]
The
[0035]
The
The
[0036]
A
[0037]
The
The
[0038]
The
The
The
[0039]
The viscosity of the slurry has a stable region when the shearing force (stirring force) exceeds a certain level (viscosity bottom). Therefore, it is only necessary to increase or decrease the stirring force to that region. The shape and capacity of the slurry stock tank It does n’t matter. For this reason, the shape of the
The
[0040]
The
(Slurry circulation)
The circulation of the slurry in the catalyst slurry adjusting apparatus of the present example is as follows.
[0041]
The slurry supplied to the
While the slurry circulates through the
[0042]
(Slurry delivery)
The slurry is sent out from the catalyst slurry adjusting apparatus of the present embodiment by the following procedure.
First, the slurry is circulated through the
Thereafter, the
[0043]
Thereafter, the
After the slurry is sent out, the respective valves are adjusted so that the slurry is circulated again. At this time, the
[0044]
(Evaluation)
The evaluation of the catalyst slurry adjusting apparatus of the example was performed by measuring the slurry viscosity when the amount of slurry in the slurry stock tank was changed.
120 kg of slurry with alumina as the main component and specific gravity adjusted to 1.5% and solid content of 45% is put in a slurry stock tank, and the slurry temperature is kept at 25 ± 0.5 ° C by ON / OFF control of temperature controller. I did it. When the rotational speed of the stirrer was adjusted so that the viscosity of the slurry measured with a viscometer in this state was 60 cps, it was 25 Hz.
[0045]
Under this condition (slurry temperature: 25 ± 0.5 ° C., rotation speed: 25 Hz), when the slurry is gradually discharged from the slurry stock tank, the viscosity of the slurry starts to drop when the slurry weight falls below 60 kg. It was.
Here, when the slurry weight in the slurry stock tank was 60 kg, the stirring speed was adjusted so that the slurry viscosity was 60 cps. The rotation speed at this time was 18 Hz.
[0046]
Moreover, when the slurry raw material was supplied to the slurry stock tank and the amount of the slurry was gradually increased under these conditions (slurry temperature: 25 ± 0.5 ° C., rotation speed: 18 Hz), the viscosity of the slurry began to rise. .
The relationship between the slurry weight and slurry viscosity at various rotational speeds when the slurry temperature was 25 ± 0.5 ° C. was measured, and the measurement results are shown in FIG.
[0047]
From FIG. 2, when the rotational speed is 18 Hz, the viscosity is 60 cps up to the slurry weight of 60 kg, but the viscosity increases when it exceeds 60 kg. When the rotational speed is 25 Hz, the viscosity is 60 cps when the slurry weight is around 60 kg. Furthermore, when the rotational speed is 25 Hz, the viscosity is maintained in the vicinity of 60 cps even if the slurry weight exceeds 100 kg.
[0048]
In the catalyst slurry adjusting apparatus of the example, when the stirring speed was controlled by feeding back the viscosity data measured so as to keep the viscosity of the slurry at 60 cps, it was 25 Hz when the slurry weight in the slurry stock tank was 90 kg or more. When it was 60 or more and less than 90 kg, it was 22 Hz, and when it was less than 60 kg, it was 18 Hz.
The slurry adjusting apparatus for a catalyst of this example was able to always control the slurry viscosity in the stock tank within 60 cps ± 10% by always feeding back the viscosity data measured by the viscometer and controlling the stirring speed.
[0049]
【The invention's effect】
The catalyst slurry adjusting device of the present invention keeps the viscosity of the catalyst slurry constant because the slurry is circulated through the slurry circulation means opened in the slurry stock tank so that the same shear force is always applied to the catalyst slurry. ing.
In addition, the catalyst slurry adjusting apparatus of the present invention has a stirrer that is connected to a viscometer and stirs the slurry in the slurry stock tank, so that the viscosity of the slurry can be kept constant even if the amount of the slurry changes. .
[0050]
The catalyst slurry adjusting device of the present invention has an effect that the catalyst slurry can be supplied and applied to the catalyst carrier in a stable state at all times.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a catalyst slurry adjusting apparatus of an embodiment.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the amount of slurry and the viscosity of slurry for each stirring speed of a slurry containing alumina as a main component.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (9)
該スラリーストックタンクに該触媒用スラリーを供給するスラリー供給手段と、
一端および他端がスラリーストックタンク内に開口し、該一端部から該他端部を通って該触媒用スラリーを循環させるスラリー循環手段と、
該スラリー循環手段に接続され、該スラリー循環手段を循環する該触媒用スラリーを送出するスラリー送出手段と、
該スラリーストックタンク内の該スラリーの粘度を測定する粘度計と、
該粘度計と接続され該スラリーストックタンク内の該スラリーを攪拌する攪拌機と、
該スラリーストックタンクに一体的に形成され、スラリー温度を測定するとともにスラリー温度を一定に保持する調温手段と、
を有することを特徴とする触媒用スラリー調整装置。A slurry stock tank for adjusting and holding catalyst slurry; and
Slurry supply means for supplying the catalyst slurry to the slurry stock tank;
One end and the other end open in the slurry stock tank, and slurry circulating means for circulating the catalyst slurry from the one end portion through the other end portion;
A slurry delivery means connected to the slurry circulation means for delivering the catalyst slurry circulating through the slurry circulation means;
A viscometer for measuring the viscosity of the slurry in the slurry stock tank;
A stirrer connected to the viscometer to stir the slurry in the slurry stock tank;
A temperature control unit that is integrally formed with the slurry stock tank, measures the slurry temperature, and keeps the slurry temperature constant;
A slurry adjusting device for a catalyst, comprising:
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