[發(fā)明專利]一種基于微波除焦的催化劑再生裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710812027.4
• 申請(qǐng)日: 2017-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107469874A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新華;王兆文;杜濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J38/12
• 分類號(hào): B01J38/12;B01J38/02
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 曹葆青,李智

1.一種基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：

所述催化劑再生裝置包括微波源、環(huán)形器、電動(dòng)調(diào)諧器、矩形波導(dǎo)、石英反應(yīng)腔體及短路活塞，所述環(huán)形器連接所述微波源及所述電動(dòng)調(diào)諧器，所述矩形波導(dǎo)連接所述電動(dòng)調(diào)諧器及所述短路活塞，所述矩形波導(dǎo)內(nèi)形成有諧振腔；所述石英反應(yīng)腔體收容于所述矩形波導(dǎo)內(nèi)且位于所述諧振腔內(nèi)，其用于收容失活的貴金屬催化劑及供空氣流通；所述貴金屬催化劑附著在多孔介質(zhì)上，其上因堆積附著有焦炭而失活；

所述微波源發(fā)出的微波依次經(jīng)過(guò)所述環(huán)形器及所述電動(dòng)調(diào)諧器后被所述短路活塞反射而在所述諧振腔發(fā)生諧振以形成局部的強(qiáng)電場(chǎng)，所述焦炭在所述微波的作用下被加熱，其被氧化成氣體逸出所述石英反應(yīng)腔體或者被所述空氣擾動(dòng)脫落而自所述石英反應(yīng)腔體內(nèi)流出，由此所述貴金屬催化劑恢復(fù)活性。

2.如權(quán)利要求1所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：所述空氣以空氣旋流的形式流經(jīng)所述石英反應(yīng)腔體。

3.如權(quán)利要求2所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：所述催化劑再生裝置還包括抽風(fēng)機(jī)、流量控制器及非定向分束旋流器，所述流量控制器連接所述抽風(fēng)機(jī)及所述非定向分束旋流器，所述抽風(fēng)機(jī)抽取的空氣流經(jīng)所述非定向分束旋流器后而形成所述空氣旋流。

4.如權(quán)利要求1所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：所述石英反應(yīng)腔體與所述矩形波導(dǎo)尾部之間的間距為微波波長(zhǎng)的四分之一。

5.如權(quán)利要求3所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：所述貴金屬催化劑以懸空固定的方式收容于所述石英反應(yīng)腔體內(nèi)。

6.如權(quán)利要求5所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：所述催化劑再生裝置還包括支架，所述支架設(shè)置在所述石英反應(yīng)腔體的中部，所述貴金屬催化劑通過(guò)所述支架懸空固定在所述石英反應(yīng)腔體內(nèi)。

7.如權(quán)利要求6所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：所述催化劑再生裝置還包括溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)置在所述支架的端部，其用于檢測(cè)所述貴金屬催化劑的溫度，以便于根據(jù)檢測(cè)到的溫度值來(lái)調(diào)節(jié)所述微波源的輸出功率。

8.如權(quán)利要求3所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：所述石英反應(yīng)腔體相背的兩側(cè)設(shè)置有供所述空氣進(jìn)出所述石英反應(yīng)腔體的進(jìn)氣口及出氣口，所述進(jìn)氣口與所述非定向分束旋流器相連接，所述出氣口連接于出氣管，所述出氣管凸出于所述矩形波導(dǎo)；所述貴金屬催化劑與所述進(jìn)氣口及所述出氣口均正對(duì)。

9.如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，其特征在于：所述貴金屬催化劑為鉑基催化劑、銠基催化劑、鈀基催化劑及釕基催化劑中的任一種。

10.一種基于微波除焦的催化劑再生方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)提供如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的基于微波除焦的催化劑再生裝置，將失活的貴金屬催化劑放置于所述石英反應(yīng)腔體的中部，所述貴金屬催化劑懸空固定在所述石英反應(yīng)腔體中；

(2)調(diào)節(jié)所述短路活塞使微波在所述矩形波導(dǎo)與所述石英反應(yīng)腔體重合的區(qū)域發(fā)生諧振以形成強(qiáng)電場(chǎng)；

(3)將預(yù)定流量的空氣以空氣旋流的形式通入所述石英反應(yīng)腔體內(nèi)，以使所述空氣與所述貴金屬催化劑接觸；

(4)堆積附著在所述貴金屬催化劑上的焦炭在所述微波的作用下被加熱，所述焦炭被氧化成氣體逸出所述石英反應(yīng)腔體或者被所述空氣旋流擾動(dòng)脫落而自所述石英反應(yīng)腔體內(nèi)流出，由此所述貴金屬基催化劑恢復(fù)活性。