惰性瓷球——反应器内催化剂的支撑和覆盖材料

惰性瓷球一般作为反应器内催化剂的支撑和覆盖材料，可缓冲进入反应器内液体和气体对催化剂的冲击，保护催化剂，并改善反应器内液体和气体的分布。它具有耐高温高压，吸水率低，化学性能稳定的特点，能经受酸、碱及其它有机溶剂的腐蚀，以及生产过程中出现的温度变化。由于使用的广泛性，惰性瓷球带来的经济效益相当可观。

一、惰性瓷球的生产

首先来说一下惰性瓷球的生产流程。瓷球原料一般是根据瓷球铝含量和用途来决定的——高铝瓷球以Al2O3粉体为主要原料，中铝瓷球则以高岭土和贵州土及高白铝泥为原料。

生产流程介绍

①根据吸水率、含铝量、抗强度等要求进行配方，然后球磨；

②经过压滤机和真空机制出生产惰性瓷球的泥条（期间要保证水分合适）；

③进行准确泥条切割（泥条大小和要生产的惰性瓷球规格相当），选择挤压成形工序对其进行准确成形；

④半成品进入烘干室或者自然阴干后装入窑炉；

⑤对惰性瓷球半成品进行高温烧结；

⑥对成品进行筛选、包装。

其中成型方式主要有半等静压（干袋法）成型、等静压成型和滚制成型。烧成窑炉主要有高温隧道窑和梭式窑。

二、惰性瓷球的应用

大小不同或应用位置不一的惰性瓷球，在应用上也有所区别。它们有的是起支撑和隔离催化剂或各种剂类的作用；有的是起单独支撑作用，同时保证球体间的间隙，减小工艺端的压降。

举个例子，在天然气蒸汽转化法合成氨的装置中，各固定床催化反应器（高变炉、低变炉、甲烷化炉）中均需要在催化剂床层下装填瓷球。瓷球有分上部安装和下部安装的：

①上部的瓷球主要起改善进料分布、防止冲击的作用，一旦有低温、液体等短视现象出现，可先在瓷球上升温、汽化，防止催化器受到冲击；

②下部的瓷球则主要起降低催化剂装填量，防止小颗粒催化剂进入下游的作用。

瓷球的大小，主要看催化剂的尺寸来决定。因为在实际生产中，需要确保在瓷球破裂一半的情况下催化剂也不会通过瓷球层，一般遵循2X法则（或者叫级配），就是瓷球的直径应该是其相邻催化剂直径的两倍，这样物料的分布越均匀，压降也越小，反应器优化越好。

由于瓷球的Al2O3含量越高，它的耐碱、耐温差性能就越好，同时抗压碎强度更高，因此如果能够接受较高的成本，高铝含量的瓷球会更具耐用性。