一種具有干燥和煅燒功能的scr脫硝催化劑中試實驗設備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，包括爐窯本體，設置于爐窯本體內的多個獨立的循環(huán)加熱單元；每個循環(huán)加熱單元內均包括電加熱系統(tǒng)、熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)和排廢氣系統(tǒng)，所述電加熱系統(tǒng)設置于爐窯本體的頂部，所述熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)包括設置于爐窯本體上的循環(huán)風機，設置于爐窯本體內的循環(huán)風道，設于爐窯本體上的新鮮空氣風管以及與新鮮空氣風管連接的通風機，所述排廢氣系統(tǒng)與循環(huán)風道相連通。本實用新型采用了將干燥與鍛燒功能為一體的結構，可根據(jù)工藝的需要分別完成前期的干燥和后期的煅燒，同時采用了熱風循環(huán)式加熱，極大的提高了節(jié)能效果。
【專利說明】—種具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及SCR脫硝催化劑生產(chǎn)【技術領域】，更具體地說，特別涉及一種具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備。

【背景技術】
[0002]由于人類活動與經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國環(huán)境遭到嚴重破壞，極端氣候明顯增多，對人民生命及財產(chǎn)造成嚴重威脅，給國家造成重大損失，同時阻礙了國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。國家為了治理環(huán)境也付出了巨大的代價。
[0003]我國目前氮氧化物排放總量已超過1800萬噸，如不采取有效的控制措施，未來十五年中國氮氧化物排放量將繼續(xù)增長，到2020年可能達到3000萬噸以上。且我國是燃煤大國，燃煤電廠是氮氧化物首要排放源，約占總量的40%，將成為國家首批控制對象。
[0004]蜂窩體SCR脫硝催化劑主要作用是將排放廢氣中的Ν0Χ轉換成氮氣與水蒸氣，以達到環(huán)保排放標準。
[0005]SCR裝置主要由兩大主體組成:脫除劑制備系統(tǒng)和反應器本體。通過向反應器內噴入反應劑NH3，將Ν0Χ還原為氮氣。由于此還原反應對溫度較為敏感，故需加入催化劑以增強反應活性，滿足反應的溫度要求。
[0006]蜂窩式SCR脫硝催化劑主要成分一般包括納米Ti02、V205及W03。此三種成分所占催化劑比例超過95 %，而1102所占比例一般在80%?85%。為了滿足生產(chǎn)工藝需要，保證易擠壓成型，另外還需增加一些粘膠及玻璃纖維等混合物添加劑來增加泥料強度與流動性，調整其物理性能。由于這些成分攪拌混煉后流動性與塑性較差，成型難度較大；又由于產(chǎn)品的保水能力較差，成型后極易風干開裂，因此對干燥窯的工藝設計要求也較高。同時由于該產(chǎn)品煅燒時會排放出大量的NH3、S03等腐蝕性氣體及其化合物硫酸氫氨，煅燒后也易因冷卻過快開裂。
[0007]現(xiàn)有部分科研單位在尋求以堇青石為基材的SCR脫硝催化劑，這將大大降低SCR脫硝催化劑的價格，對SCR脫硝催化劑的普及、治理大氣環(huán)境有著重要的意義。因此，確有必要研發(fā)一種中試線設備，以為上述的這種試驗提供了更好的干燥及煅燒平臺。
實用新型內容
[0008]本實用新型的目的在于提供一種具有干燥和煅燒功能且節(jié)能效果好的SCR脫硝催化劑中試實驗設備。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0010]一種具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，包括爐窯本體，設置于爐窯本體內的多個獨立的循環(huán)加熱單元；每個循環(huán)加熱單元內均包括電加熱系統(tǒng)、熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)和排廢氣系統(tǒng)，所述電加熱系統(tǒng)設置于爐窯本體的頂部，所述熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)包括設置于爐窯本體上的循環(huán)風機，設置于爐窯本體內的循環(huán)風道，設于爐窯本體上的新鮮空氣風管以及與新鮮空氣風管連接的通風機，所述排廢氣系統(tǒng)與循環(huán)風道相連通。
[0011]優(yōu)選地，所述電加熱系統(tǒng)包括電加熱器及與電加熱器連接的可控硅加熱模塊，所述的電加熱器設置于循環(huán)風道上部的爐頂上。
[0012]優(yōu)選地，還包括設置于循環(huán)風道內的溫度檢測單元，所述溫度檢測單元與可控硅加熱模塊相連接。
[0013]優(yōu)選地，所述爐窯本體包括爐體，設于爐體一側的窯門，設于爐體上的軌道及設于軌道上的窯車。
[0014]優(yōu)選地，所述爐體包括外部的鋼架層及內部的耐火保溫材料層。
[0015]優(yōu)選地，每個獨立的循環(huán)加熱單元還包括設于爐體內的內膽，所述循環(huán)風道設于內膽的外側，所述內膽的上部為弧形板結構，其兩側為蝸殼式導流板結構。
[0016]優(yōu)選地，所述相鄰的兩個循環(huán)加熱單元內的內膽之間通過高鋁纖維毯加螺栓連接。
[0017]優(yōu)選地，所述排廢氣系統(tǒng)包括與循環(huán)風道連通的廢氣排放管道，設置于廢氣排放管道上的排廢氣風機以及設置于廢氣排放管道上的硫胺清理口。
[0018]優(yōu)選地，所述爐體的長度為3?8m，所述爐體的內部寬度為2?5m。
[0019]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點在于:本實用新型采用了將干燥與鍛燒功能為一體的結構，可根據(jù)工藝的需要分別完成前期的干燥和后期的煅燒，同時采用了熱風循環(huán)式加熱，極大的提高了節(jié)能效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1是本實用新型所述具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備的俯視圖。
[0022]圖2是本實用新型所述具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備的主視圖。
[0023]圖3是本實用新型所述具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備的右視圖。
[0024]附圖標記說明:1、窯門，2、軌道，3、窯車，4、SCR脫硝催化劑產(chǎn)品，5、耐火保溫材料層，6、循環(huán)風機，7、循環(huán)風道，8、電加熱器，9、新鮮空氣風管，10、廢氣排放管道，11、硫胺清理口。

【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細闡述，以使本實用新型的優(yōu)點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本實用新型的保護范圍做出更為清楚明確的界定。
[0026]參閱圖1-圖3所示，本實用新型提供一種具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，包括爐窯本體，設置于爐窯本體內的多個獨立的循環(huán)加熱單元；每個循環(huán)加熱單元內均包括電加熱系統(tǒng)8、熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)和排廢氣系統(tǒng)，所述電加熱系統(tǒng)設置于爐窯本體的頂部，所述熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)包括設置于爐窯本體上的循環(huán)風機6，設置于爐窯本體內的循環(huán)風道7，設于爐窯本體上的新鮮空氣風管9以及與新鮮空氣風管9連接的通風機，所述排廢氣系統(tǒng)與循環(huán)風道7相連通。
[0027]本實用新型中的爐窯本體為物料加熱煅燒的主體部分，包括爐體，設于爐體一側的窯門1，設于爐體上的軌道2及設于軌道2上的窯車3，在窯車3上可放置一個不銹鋼金屬料架，使用時，將SCR脫硝催化劑產(chǎn)品4放置在不銹鋼金屬料架上。
[0028]具體的，所述的爐體包括外部的鋼架層及內部的耐火保溫材料層5 ;其中，外部的鋼架層采用各種優(yōu)質碳鋼材料制造；而內部的耐火保溫材料層5采用輕質高檔材料組成，如:輕質耐火纖維折疊塊、高鋁聚輕球磚、輕質保溫磚等，其具有蓄熱小、熱阻大、抗熱震性能好的優(yōu)點，能有效減少爐體的自身吸熱量，為快速升溫和降溫提供前提條件，并能保證整個設備的重復升降溫的穩(wěn)定性，達到高效、節(jié)能的效果。
[0029]作為優(yōu)選，耐火保溫材料層5根據(jù)身邊的使用溫度且考慮目前國內耐材檔次及和減輕設備重量等因素，設計為導熱系數(shù)低的全輕質纖維復合層結構，具體為:爐頂及側墻選配250_厚硅酸鋁纖維折疊塊+25_厚硅酸鋁纖維毯；爐底(窯車)考慮到承載需要，采用輕質高強耐火保溫磚，并與爐底部側墻形成曲封結構，有效保證爐內的密封性，減少漏風影響；并且，耐火保溫材料層5的設計溫度> 1000°C，以保證設備外壁溫度達到客戶要求的技術指標(一般的設備外部溫度環(huán)境溫度+25°C )。
[0030]作為優(yōu)選，本實施例中窯門1為一個，即單開門結構，用以保證爐門局部的密封效果。
[0031]具體的，本實用新型中的電加熱系統(tǒng)8包括電加熱器及與電加熱器連接的可控硅加熱模塊(圖未示)，所述的電加熱器設置于循環(huán)風道7上部的爐頂上。
[0032]作為優(yōu)選，本實施例中的電加熱器采用活動式安裝于爐頂上的電加熱器，其方便了設備的維護和更換；并且，電加熱器采用Cr20Ni80優(yōu)質電阻絲，套在陶瓷管上，保證其高溫穩(wěn)定性，該型號的電阻絲適應SCR脫硝催化劑產(chǎn)品的煅燒氣氛需要，具有優(yōu)異的抗腐蝕性能。
[0033]作為優(yōu)選，本實施例中的電加熱器共分為2組，分別設置在各循環(huán)加熱單元的循環(huán)風道7上部的爐頂上；每組加熱器由6個獨立的加熱器組成，單個加熱器的功率為10KW，即總電加熱功率為2*(6*10KW) = 120KW。
[0034]本實用新型還包括設置于循環(huán)風道7內的溫度檢測單元(圖未示)，所述的溫度檢測單元與可控硅加熱模塊相連接，通過可控硅加熱模塊自動控制程序設定溫度段可實現(xiàn)溫度的自動升高與降低，并且可控硅加熱模塊還可連接有超溫及欠溫報警模塊。
[0035]本實用新型中的熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)為核心部分，其與電加熱系統(tǒng)8配套一起決定產(chǎn)品的質量與產(chǎn)能。該系統(tǒng)的設計原理為:根據(jù)產(chǎn)品特性采用均勻的、大風量熱風循環(huán)加熱，達到均勻、合理的溫度場，完成產(chǎn)品逐步升溫由干燥至煅燒過程的相關物化反應。
[0036]其中，二級干燥溫度:常溫至100°C，采用電加熱空氣進行循環(huán)干燥，干燥過程不需要控制濕度；煅燒采用電加熱空氣進行循環(huán)加熱，也分為升溫段，恒溫段和降溫段，升溫速率為1?5°C /min,恒溫段最高600°C (煅燒溫度會調整)，降溫速率2?5°C /min,加熱方式選用電加熱。
[0037]如上面所述的熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)包括循環(huán)風機6、循環(huán)風道7、新鮮空氣風管9和通風機等組成。
[0038]作為優(yōu)選，本實施例中的循環(huán)風道7采用316L材質不銹鋼焊接成型。
[0039]作為優(yōu)選，本實施例中設有兩個獨立的循環(huán)加熱單元，每個循環(huán)加熱單元內的熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)的原理為:在各單元形成獨立、相對密封的循環(huán)通道7，循環(huán)熱風從窯車3上部單側送入，橫向穿透SCR脫硝催化劑產(chǎn)品4后從爐對側抽出，利用爐頂?shù)难h(huán)風機6抽力形成壓差引導熱風穿透物料，充分與SCR脫硝催化劑產(chǎn)品4對流換熱，完成產(chǎn)品煅燒過程的相關物化反應。
[0040]在本實用新型中，每個獨立的循環(huán)加熱單元還包括設于爐體內的內膽(圖未示)，即爐體內部承受高溫及結構需要的鋼架結構，所述的循環(huán)風道7設于內膽的外側，所述的內膽的上部根據(jù)氣體流體力學原理設置為弧形板結構，能有效的對熱風進行導向并減少阻力，其兩側為蝸殼式導流板結構，使循環(huán)風通過導流板經(jīng)風道進入爐內，內膽側進風口及抽風口設置熱風均流板，使其均勻性更佳。
[0041]作為優(yōu)選，本實施例中的內膽(圖未示)采用316L不銹鋼板和型鋼氣密性焊接(循環(huán)風道及內膽側板δ =3，內膽頂板采用4_)，爐殼與內膽之間的隔熱保溫材料均為硅酸鋁纖維，便于內膽受熱后向四周膨脹；而相鄰的兩個循環(huán)加熱單元內的內膽(模塊)之間用高鋁纖維毯加螺栓連接，并達到內膽完全密封，廢氣不外溢。
[0042]作為優(yōu)選，內膽與外部鋼架之間的連接固定件結構合理，形成足夠剛度以保證其受力穩(wěn)定性，并同時考慮鋼材的內外側受熱膨脹不均影響，采用以單個模塊中心焊接固定，兩側的連接件采用可滑動式支撐結構，使其膨脹向兩側自由延伸，通過兩個單元間纖維毯吸收，達到內膽結構穩(wěn)定。
[0043]作為優(yōu)選，每個循環(huán)加熱單元采用一個循環(huán)風機6，且循環(huán)風機6采用耐高溫的C式傳動多葉片的離心風機，風機型號:RKT-6C ;功率5KW-4P，且采用自配渦殼導流板，循環(huán)風機6的葉輪及主軸材質分321不銹鋼(耐溫不小于700°C )，外部機架為碳鋼，風機置于設備本體頂側部(基礎牢固，無自振及共振現(xiàn)象產(chǎn)生)，風機噪音< 80dB，循環(huán)風機6與爐體之間設置減震墊，減少震動及避免膨脹對結構的影響。
[0044]作為優(yōu)選，本實施例中的通風機采用變頻控制手段完成設備在煅燒過程中的增氧和冷卻要求，具體為:在煅燒過程中，需要及時補充新鮮空氣，以補充一定量的氧氣參與反應，使產(chǎn)品達到所需的生產(chǎn)條件，滿足其達到一定活性要求，這階段的需要氧量不大，可通過循環(huán)風機6的吸力進行自動補充，補充進入的冷空氣與爐內的循環(huán)熱風進行充分混合，并經(jīng)電加熱進行溫度補償，達到煅燒所需的溫度要求，避免對熱風進行降溫；在煅燒后期，根據(jù)需要采用鼓入較大量的冷風與內部循環(huán)風進行混合降溫，再對產(chǎn)品進行均勻、快速冷卻，有效提高生產(chǎn)效率。本實施例分別在各個循環(huán)加熱單元(循環(huán)區(qū))設置1個送入風口，補充氧氣送風管經(jīng)爐外側并穿透窯爐側墻保溫層，進入口設置在循環(huán)風機進口處，與循環(huán)風充分混合，并能適當降低循環(huán)風機溫度，有利于設備正常運行；這樣既能補充氧氣，同時又利用排廢風熱量，達到節(jié)能效果。
[0045]本實用新型中的排廢氣系統(tǒng)包括與循環(huán)風道7連通的廢氣排放管道10，設置于廢氣排放管道10上的排廢氣風機以及設置于廢氣排放管道10上的硫胺清理口 11。
[0046]本實施例分別在各個循環(huán)加熱單元(循環(huán)區(qū))每個排廢氣風機設置1臺，采用變頻控制，并在風機入口設置壓力檢測控制整體抽出量，排廢氣風機置于獨立的聯(lián)合鋼架平臺上(基礎牢固，無自振及共振現(xiàn)象產(chǎn)生)，風機噪音< 80dB。
[0047]廢氣排放管道10采取分點抽出、匯總排出方式，廢氣風總管(DN300，不銹鋼304，厚度為2_板卷制)，與2個廢(潮)氣風出口設置短接法蘭連接，各個出口設置手動調節(jié)閥門以控制各點抽出量，廢氣排放管道10與爐內抽風管連接處設置為三通形式，底部設有可拆卸的清理口，并設置手動摻冷風閥，合理調節(jié)廢氣溫度，避免溫度過高對風機的損壞。并且在所有的高溫管線均設置外保溫，保證管道外壁的溫度< 50°C ;整個通排風系統(tǒng)，需要控制排廢抽出量與送入風量相當，以保證設備內壓力平衡；
[0048]本實用新型還包括與每個循環(huán)加熱單元內的電加熱系統(tǒng)8、熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)以及排廢氣系統(tǒng)連接的可編程控制器；可編程控制器采用西門子S7-300PLC+微機控制系統(tǒng)組成，微機控制系統(tǒng)由溫度控制、風機控制、壓力及流量檢測、安全保護及其它輔助控制組成，現(xiàn)場采集的模擬信號、開關量信號根據(jù)需要進入PLC及微機，由分別進行溫度、動力等控制，并給出相應的控制信號到現(xiàn)場執(zhí)行機構(變頻器及SCR調功器等)，來完成相關各系統(tǒng)的動作，保證整套設備運行。
[0049]由于本實用新型的爐體分為2個循環(huán)加熱單元(也是控溫區(qū))，分別獨立控制，通過熱電偶、微機控制系統(tǒng)、SCR調功器來控制電加熱器的加熱，從而達到控制各區(qū)溫度，全爐控溫熱電偶共2支(單芯，K分度)，設于電加熱后的循環(huán)風道內，爐內前后端分設1只監(jiān)測熱電偶，輔助顯示；排風管道和增氧管道總管分別設置1支溫度檢測熱電阻，共2支。
[0050]作為優(yōu)選，本實施例中的爐體的長度為3?8m，所述的爐體的內部寬度為2?5m。
[0051]本實用新型的優(yōu)點在于:采用了將干燥與鍛燒功能為一體的結構，可根據(jù)工藝的需要分別完成前期的干燥和后期的煅燒，同時采用了熱風循環(huán)式加熱，極大的提高了節(jié)能效果。
[0052]雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式，但是專利所有者可以在所附權利要求的范圍之內做出各種變形或修改，只要不超過本實用新型的權利要求所描述的保護范圍，都應當在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:包括爐窯本體，設置于爐窯本體內的多個獨立的循環(huán)加熱單元；每個循環(huán)加熱單元內均包括電加熱系統(tǒng)(8)、熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)和排廢氣系統(tǒng)，所述電加熱系統(tǒng)設置于爐窯本體的頂部，所述熱風循環(huán)及增氧系統(tǒng)包括設置于爐窯本體上的循環(huán)風機(6)，設置于爐窯本體內的循環(huán)風道(7)，設于爐窯本體上的新鮮空氣風管(9)以及與新鮮空氣風管(9)連接的通風機，所述排廢氣系統(tǒng)與循環(huán)風道(7)相連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:所述電加熱系統(tǒng)(8)包括電加熱器及與電加熱器連接的可控硅加熱模塊，所述的電加熱器設置于循環(huán)風道(7)上部的爐頂上。
3.根據(jù)權利要求2所述的具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:還包括設置于循環(huán)風道(7)內的溫度檢測單元，所述溫度檢測單元與可控硅加熱模塊相連接。
4.根據(jù)權利要求1至3任意一項所述的具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:所述爐窯本體包括爐體，設于爐體一側的窯門(1)，設于爐體上的軌道⑵及設于軌道⑵上的窯車⑶。
5.根據(jù)權利要求4所述的具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:所述爐體包括外部的鋼架層及內部的耐火保溫材料層(5)。
6.根據(jù)權利要求4所述的具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:每個獨立的循環(huán)加熱單元還包括設于爐體內的內膽，所述循環(huán)風道(7)設于內膽的外側，所述內膽的上部為弧形板結構，其兩側為蝸殼式導流板結構。
7.根據(jù)權利要求6所述的具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:所述相鄰的兩個循環(huán)加熱單元內的內膽之間通過一高鋁纖維毯加螺栓連接。
8.根據(jù)權利要求4所述的具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:所述排廢氣系統(tǒng)包括與循環(huán)風道(7)連通的廢氣排放管道(10)，設置于廢氣排放管道(10)上的排廢氣風機，以及設置于廢氣排放管道(10)上的硫胺清理口(11)。
9.根據(jù)權利要求4所述的具有干燥和煅燒功能的SCR脫硝催化劑中試實驗設備，其特征在于:所述爐體的長度為3?8m，所述爐體的內部寬度為2?5m。
【文檔編號】F27B9/30GK204063914SQ201420496047
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月29日 優(yōu)先權日:2014年8月29日
【發(fā)明者】朱剛勇, 王仲力, 趙曙光 申請人:黃岡市華窯中瑞窯爐有限公司