本實用新型涉及催化材料處理裝置，具體地指一種催化材料高溫水熱處理樣品管。

背景技術：

高溫水熱處理是催化材料研發(fā)過程中常用的處理手段，其應用領域包括分子篩材料的脫鋁改性、催化劑中鹵素的脫除、催化劑中活性組分的再分散等。常用的高溫水熱處理爐分為立式和臥式兩種，立式水熱處理爐適合處理成型后的催化材料，其采用多個樣品杯分裝樣品，水蒸氣由上而下通過樣品，能夠保證樣品處理均勻，但存在樣品處理量小和裝卸不便的問題。臥式水熱處理爐適合粉體及成型后的催化材料，樣品處理量大且裝卸方便，但該種水熱處理爐由于水蒸氣橫向通過樣品槽，當處理成型樣品時，水蒸氣與樣品接觸不充分；而當處理粉體樣品時，粉體樣品直接與水蒸氣接觸，粉體樣品易結塊?？梢娋嬖跇悠诽幚聿痪鶆虻谋锥恕?/p>

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就是要克服上述現(xiàn)有技術所存在的缺陷，提供一種可與樣品充分接觸且不會造成樣品結塊的催化材料高溫水熱處理樣品管。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設計的催化材料高溫水熱處理樣品管，它包括同軸線套裝布置的透氣內芯管、透氣中間管和不透氣外套管；所述透氣內芯管的中央空間形成供高溫水蒸氣通入的內側柱形空腔，所述內側柱形空腔的一端設置有內側水蒸氣入口；所述透氣內芯管與透氣中間管之間形成用于填充待處理催化材料的中間環(huán)形空腔，所述中間環(huán)形空腔的一端設置有中間水蒸氣出口；所述透氣中間管與不透氣外套管之間形成供高溫水蒸氣通入的外側環(huán)形空腔，所述外側環(huán)形空腔的一端設置有外側水蒸氣入口。

作為優(yōu)選方案，所述透氣內芯管為多孔陶瓷材料內芯管，所述透氣中間管為多孔陶瓷材料中間管，所述不透氣外套管為不銹鋼材料外套管。

進一步地，所述多孔陶瓷材料的透氣內芯管和透氣中間管的管壁厚度為3～5mm。這樣，既可以確保其具有足夠的強度和剛度，又有利于高溫水蒸氣滲透擴散。

進一步地，所述中間環(huán)形空腔的徑向尺寸為1～4cm。這樣，可保證透氣內芯管與透氣中間管形成的中間環(huán)形空腔具有適當?shù)目臻g來容納待處理催化材料，并確保待處理催化材料得到均勻處理。

更進一步地，所述內側水蒸氣入口和外側水蒸氣入口布置在所述樣品管的同一端，所述中間水蒸氣出口布置在所述樣品管的另一端。這樣，水蒸氣從一端依次向另一端擴散，可保證充分接觸到催化材料樣品顆粒。

再進一步地，所述樣品管整體上呈臥式布置結構。這樣，水蒸氣在水平方向流動并徑向擴散，可進一步保證樣品處理均勻。

還進一步地，所述透氣內芯管、透氣中間管和不透氣外套管均為空心圓柱管。這樣，其結構簡單，加工容易，便于裝配。

本實用新型具有以下有益效果：水蒸氣通入透氣內芯管形成的內側柱形空腔和透氣中間管與不透氣外套管形成的外側環(huán)形空腔，而催化材料樣品則放置于透氣內芯管與透氣中間管形成的中間環(huán)形空腔，依靠管壁的透氣特性，既可以保證放置于中間環(huán)形空腔中的樣品與水蒸氣充分接觸，又能夠夠防止粉體樣品在水熱處理過程中結塊，從而避免樣品處理不均勻。特別是優(yōu)化設計中構成中間環(huán)形空腔的透氣內芯管和透氣中間管均為多孔陶瓷材料，與透氣中間管構成外側環(huán)形空腔的不透氣外套管為不銹鋼材料，其具有更加良好的水蒸氣滲透性能，可進一步提高樣品處理的均勻性。

附圖說明

圖1為本實用新型催化材料高溫水熱處理樣品管的橫截面結構示意圖；

圖2為本實用新型催化材料高溫水熱處理樣品管的縱截面結構示意圖。

圖中：透氣內芯管1、透氣中間管2、不透氣外套管3、內側柱形空腔4、內側水蒸氣入口5、催化材料6、中間環(huán)形空腔7、中間水蒸氣出口8、外側環(huán)形空腔9、外側水蒸氣入口10。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。

如圖1所示，本催化材料高溫水熱處理樣品管，整體上呈臥式布置結構。它包括同軸線套裝布置的透氣內芯管1、透氣中間管2和不透氣外套管3；透氣內芯管1的中央空間形成內側柱形空腔4，透氣內芯管1與透氣中間管2之間形成中間環(huán)形空腔7，透氣中間管2與不透氣外套管3之間形成外側環(huán)形空腔9。上述透氣內芯管1、透氣中間管2和不透氣外套管3的內徑分別為D₁＝4cm，D₂＝8cm，D₃＝15cm，整個樣品管的長度為95cm。并且，透氣內芯管1和透氣中間管2均是多孔陶瓷材料制成的管壁厚度為3～5mm的空心圓柱管，不透氣外套管3則是不銹鋼材料制成的空心圓柱管。中間環(huán)形空腔7的徑向尺寸范圍控制在2cm左右。

如圖2所示，上述樣品管中，內側柱形空腔4的一端設置有內側水蒸氣入口5，中間環(huán)形空腔7的一端設置有中間水蒸氣出口8，且中間環(huán)形空腔7中填充有待處理催化材料6，外側環(huán)形空腔9的一端設置有外側水蒸氣入口10，且內側水蒸氣入口5和外側水蒸氣入口 10位于樣品管的同一端，而中間水蒸氣出口8則位于樣品管的另一端。

采用上述催化材料高溫水熱處理樣品管對粉末狀氫型β分子篩進行高溫水熱處理，具體過程如下：

將300g粉末狀氫型β分子篩裝入中間環(huán)形空腔7，然后將高溫水蒸氣由內側柱形空腔4一端的水蒸氣入口5和外側環(huán)形空腔9同一端的外側水蒸氣入口10通入樣品管內，高溫水蒸氣通過由多孔陶瓷材料制成的透氣內芯管1和透氣中間管2滲入到中間環(huán)形空腔7中的粉末狀氫型β分子篩中，粉末狀氫型β分子篩經過高溫水蒸氣水熱處理后，高溫水蒸氣從中間環(huán)形空腔7一端的中間水蒸氣出口8排出。其中高溫水蒸氣水熱處理的反應溫度為550℃、反應壓力為0.1mpa、水熱處理時間大約為2h。

實踐表明，經過本實用新型催化材料高溫水熱處理樣品管處理的粉末狀氫型β分子篩沒有出現(xiàn)結塊現(xiàn)象，處理均勻。