非负载型加氢脱硫催化剂的原料——WO3

非负载型脱硫催化剂由于石油质量不断下降以及工业废气排放标准越来约严格,开发超清洁燃料油愈发艰难,且非常必要。深度加氢脱硫可通过改变工艺流程和反应条件(如提高反应的温度和压力、降低空速等)来实现,然而,这必将造成装填费用增加、产品质量降低、油品的处理量减小等问题,因此,对新型深度加氢脱硫催化剂的研发势在必行。
 
目前,工业中最常用的加氢脱硫催化剂主要是负载型催化剂,由于其载体所占比例很大,所能够负载的活性金属有限,故而无法满足当下深度加氢脱硫的要求。而,非负载型加氢脱硫催化剂的组分几乎全部由活性金属构成,具有十分密集的活性位赋予了它更大的加氢脱硫深度。
 
非负载型加氢脱硫催化剂指不含载体的金属催化剂,是以金属为骨架,通常以金属、金属丝网、金属粉末、金属颗粒、金属屑片和金属蒸发膜等形式应用。工业上是将具有催化活性的金属和铝或硅制成合金,再用氢氧化钠溶液将铝或硅溶解掉,形成金属骨架,最常用的是骨架镍,而骨架镍催化剂广泛应用于加氢反应中。
 
非负载型加氢脱硫催化剂是以钨、钼为主要活性成分,可以单独或者配合使用,并配以镍、钴的化合物,其主流方法有:水热合成法、溶胶凝胶法、固相反应法以及共沉淀法。其中以三氧化钨为原料制备的非负载型加氢脱硫催化剂,其活性组分的组成可以是:Ni-W、Co-Ni-W、 Ni-Mo-W、Co-Mo-W等。
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硬质合金旋转锉简介

硬质合金旋转锉主要由硬质相碳化钨和粘结相钴组成,其也被称为硬质合金高速什锦铣刀、或模具铣刀等,其主要是与高速电磨机和风动工具配套使用。由于其加工硬度可达HRA85以上,因而在多数材料中都能很好地适用,如普通铸铁、铸钢、铜、铝、大理石、合金钢、碳素钢等金属或非金属材料。其工作原理是将硬质合金旋转锉装夹在高速旋转的工具上,通过其所受到的压力和进给速度来实现切削效果。硬质合金旋转锉的切削性能优良且使用寿命较长拥有广泛的用途,如对于金属模具型腔的精加工;对铸件、锻件、焊件所存在的飞边、毛刺、焊缝的清理;对多种机械零件倒角、沟槽以及键槽的加工;管道、流道、零件内孔表面的清理和修磨;各种金属或非金属材料的雕刻等。

根据其头部形状硬质合金旋转锉可分为圆柱形(A)、圆柱头形(C)、圆头拱形(F)、圆球形(D)、圆头火炬形(H)、90°圆锥形(K)、60°圆锥形(J)、38°圆锥形(M)、圆弧盘形(T)、倒锥形(N)、锥形圆头(L)、锥形尖头(M)、腰鼓形(B)、椭圆形(E)、弧形箭头(G)、圆锥平头(S)、圆柱弧半头形(W)等。常用的硬质合金旋转锉牌号为YG6、YG8、YG10X。而现如今我国硬质合金旋转锉与发达国家相比,存在以下几个问题:1.在材料上存在缺陷(原料的纯度、制备工艺参数的控制等方面);2.现在使用较多的硬质合金旋转锉并不是整体型的,而是以硬质合金作为头部,轴承钢为柄部,通过焊接而形成的旋转锉,这样一来就会存在焊接不牢、焊缝等问题;3.数控加工设备的精确度以及操作性;4.刃部的几何角度、齿形和公差精度、同轴度不足。

为了进一步提高我国硬质合金旋转锉的切削性能、延长使用寿命,我们从其切削及成型原理上进行分析。通常来说,硬质合金旋转锉的齿背是由直线或曲线构成:直线齿背便于加工,但是其齿的强度较弱;折线齿背的强度和加工难度都有一定的增加;曲线齿背的生产难度较高,但其能够保证在任意截面点上的强度基本相等。因此,我们需要研究一种在保证齿强度的基础上,又能够方便生产的齿背。其次,齿的硬度和强度都达到要求时,还需注意齿间距。齿间距的大小也扮演这十分关键的角色,其间距过大,则相应的切削性能以及加工效率下降;其间距过小,则无法保证快速排屑,造成刀齿的阻塞,影响了旋转锉的加工效果。在整个铣削的过程中可分为三个阶段,即初期磨损阶段、正常磨损阶段和急剧磨损阶段。在每个不同阶段上通过合理的刀齿角度(前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角)的选择,可以减小切削力以及切削热所带来的磨损,在相同的切削条件下,充分发挥切削性能,提高整体的效率和加工精度。总的来说,从旋转锉材料和旋转锉刃齿上进行改善,材料上应具有高硬度、高强度、高耐磨性、抗冲击性能良好且在高温条件下依然能保证优良的切削性能,还能够便于加工;而刃齿上的公差精度要足够精确,表面粗糙度要达到既定要求。此外,新型的硬质合金交错齿具有切屑短、平稳且光洁度高、便于操作的特点,能够有效地提高硬质合金旋转锉的加工效率和加工精度。

硬质合金旋转锉种类

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LECO碳硫分析仪与钨粒

LECO品牌最开始创立于1936年,是 Laboratory Equipment Corporation的缩写。该品牌在1936年推出世界上第一批商品化的碳硫、氮氧、氢元素分析仪,开创了工业仪器分析及快速分析技术的先河。几十年来LECO就一直维持着它在分析技术中的领先地位。目前已形成多元化的实验室分析仪器产品线,拥有在无机、有机、色质谱、金相、光谱领域均保持领先竞争力的产品,并且广泛应用于各行业。该品牌多年来致力于发展和提高各种分析技术和设备。其中LECO碳硫分析仪在元素分析仪领域占有很大市场,所以在上世纪70年代后期,该品牌的碳硫分析仪就已打入中国市场,至今在中国已有3000多家用户,4000多台仪器。

随着采用LECO碳硫分析仪在中国的广泛使用,其维修保养等售后服务也在不断完善。在中国,已有十几名技术工程师经过专业技术培训为分析仪的维修提供高品质的服务。为了降低仪器发生故障的机率,该品牌制定了仪器的维修保养合同,在规定范围内由专业维修人员对分析仪进行定期的检查和维修,以此来使其保持正常的工作状态。

该品牌的碳硫分析仪系列采用的是Cornerstone碳硫分析软件,可以让使用者完整的达到分析控制,方法设定,在线诊断,数据报告。该软件技术可允许使用者在单一分析界面中完成日常的所有工作,且所需要的时间较短,操作简单。钨粒具有良好的助熔效果,采用钨粒作为该品牌碳硫分析仪的助熔剂会大大提升分析结果的精确性。

钨粒

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LECO碳硫分析仪与钨粒的操作规程

碳硫分析仪一般是指对钢铁材料中的碳硫元素进行定量分析的仪器总称。该分析仪的整机结构模块化一体化设计,真正实现了仪器的操作更简单、分析更快速、分析精度更高、仪器运行更可靠。其中LECO碳硫分析仪在专业技术上始终保持着领先的优势,并拥有多项技术专利,已成为世界上分析仪器知名品牌。

LECO碳硫分析仪与钨粒的操作流程主要包括开机前操作流程,开机流程的载气,主机的启动,主程序的进入,空白的校正和关机操作。首先将UPS的仪器启动,对电源进行检查,查看是否能正常使用,然后将空气开关和稳压电源的开关合上,并且检查稳压电源的输出是否为220V,在电源输入正常的情况下可以进入开机程序。接下来将载气 O2 和动力气 Ar 气源打开,并将其调整至相应的压力。载气O2 为 0.26MPa,动力气的压力0.26MPa。然后将位于炉子前下部的黑色开关合上。对其进行观察,可以看到炉子里的部分内电子坩埚管被点亮,流量计内浮球应处于 3L/min的位置。 打开电脑主机和显示器电源,同时打开打印机和天平电源,在确认天平处于平衡位置且前方显示为0.0000的情况下,就可以通过双击桌面上的CS230图标,进入CS230分析流程。在电脑和分析仪通信正常后可以先进行漏气的检查,然后进入环境子菜单查看响应参数和图形,待检测池里的数据稳定后进行下一步。如果仪器长时间无法打开,可对过炉头进行清洗,确保仪器不漏气后可进行空白校正。最后在关机时要先把软件关掉,接着关掉炉子前面的开关和分析仪的开关,关掉气源,最后将电源关闭。

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钨青铜掺杂钽XRD表征

图1为未掺杂氧化钨(a,b,c)与钽掺杂氧化钨(e,f,g,其中Ta/W 摩尔比为0.04)的SEM 与 TEM 照片。
TEM和SEM照片


图2为不同掺杂量样品的XRD图谱,其中Ta/W摩尔比依次为0,0.005,0.01,0.04,0.08,0.16,0.2(a~g)。结果表明,不同钽掺杂量所获的样品的XRD衍射峰与氧化钨(JCPDS card No:33-1387)标准谱图的衍射峰的位置基本一致,属于六方相氧化钨,晶胞参数a=7.2980A,c=3.8990A,从图中可以看出没有出现其他杂峰,(001)晶面衍射峰较强,为晶体生长的方向。与未掺杂的氧化钨谱图相比,钽掺杂后的氧化钨随着掺杂量的增加峰强度降低,(001)晶面衍射峰位置向低角度移动,说明随着掺杂元素含量的增加,粒子晶化程度有所降低。
 
纳米材料在化学组成上的改变将导致其晶胞参数产生相应的变化,这种变化能准确地反映出掺杂离子对产物微结构的影响。因此钽掺杂氧化钨的掺杂效应将通过考察晶胞参数的变化趋势来进行判断。图3为拟合得到的TaxWO3样品晶胞体积与掺杂量的关系。如图3所示,当Ta/W摩尔比小于0.04时,样品晶胞体积随掺杂量的增大而增大,晶胞体积由Ta/W=0时的172.89变化至Ta/W摩尔比0.04时的178.84,当钽掺杂量继续增大,晶胞体积不再明显的变化,以上结果说明,当样品中Ta/W摩尔比达到0.04时,掺杂离子在晶格内部的替代效应已经达到了饱和,Ta/W摩尔比大于0.04时,掺杂离子主要吸附在样品的表面。同时在拟合过程中发现晶胞参数a,b,c值随钽掺杂量的变化均发生改变,特别晶胞参数犮值变化最为明显,对晶胞体积的变化起决定性作用,证明了晶粒沿c轴方向(001晶面)生长的趋势明显。
 
同时,通过比较掺杂元素的有效半径可知,Ta+5进入氧化钨晶体结构中取代了W的格点位置,其替代的结果引起晶格的膨胀,这点通过(001)晶面层间距的变化可以看到,如图3和图4所示随着钽掺杂量的变化,晶格层间距的变化趋势与与晶胞体积的变化趋势基本一致,进一步证明Ta/W摩尔比为0.04时为钽掺杂的固溶限值。

XDR patterns of TaxWO3
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