CN101983768B - 脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，反应仓上设置有固体进药口、气动液体进药阀、气动排气阀、测温传感器及输液机构，气动液体进药阀上设置有管道流量计，反应仓内设置有搅拌装置及加热装置，反应仓通过输液管道与补液仓相连通，补液仓上设置有液位传感器，补液仓通过补液管与浸泡池相连通，浸泡池内设置有液位维持浮球阀，气动液体进药阀、管道流量计、气动排气阀、测温传感器、输液机构、搅拌装置及加热装置分别与PLC控制箱电连接。本发明中各传感器和动作部件在可编程PLC的控制下实现完全自动化，工作效率高，保证了产品的质量，并降低了劳动成本。

Description

脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置

技术领域

本发明涉及用于选择性催化还原（SCR）技术的脱硝催化剂硬化处理的设备，具体地说是一种脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置。

背景技术

目前，氮氧化物的污染不断加剧，氮氧化物含量大大超标，局部地区甚至出现了光化学烟雾污染，对经济发展和人们的生活造成了严重的影响。随着《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)的颁布，单纯的低氮燃烧技术已无法满足现行排放标准的要求，选择性催化还原（SCR）技术因其高效的脱硝性能开始在国内火电厂应用。SCR的主要原理是以NH₃为还原剂，在催化剂的作用下，选择性地将NO_x还原成N₂。目前市场占有率最高的催化剂为蜂窝式催化剂。

由于催化剂活性的需要，SCR装置绝大多数布置在电除尘器之前。国外电厂烟气含尘量一般都小于30g/Nm³，对催化剂的磨损问题并不突出；而国内燃用煤种比较复杂，特别是2008年煤价飞涨，许多电厂不得不燃用劣质煤，造成烟气中粉尘含量非常高，很多项目高达50-60 g/Nm³，因此脱硝催化剂需要做端头硬化处理，从而避免当烟气通过催化剂的气流通道时，飞灰颗粒急速撞击催化剂端部造成端部磨损。而端头硬化处理的方式就是将蜂窝催化剂的一端浸泡在特制的硬化液中。

在催化剂端头硬化过程中，主要分两个部分进行，一是端头硬化液的配置，硬化液的配置是一个缓慢的过程，需要将硅酸钠、水与偏钒酸铵等活性组分在一定的温度和时间下进行反应，从而制得合格的硬化液；二是在端头硬化过程中需要从补液仓中不间断地添加硬化液至端头硬化浸泡池中，从而保证端头硬化的效果。

现有技术中，硬化液的反应和补液是采用人工操作在不同的容器中进行，这不仅降低了生产效率，还提高了劳动强度；同时在浸泡过程中需要人工反复地将溶液添加至浸泡池中，难以达到浸泡池内的溶液设定高度，从而影响到催化剂的浸泡效果。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，该装置可自动配制补给硬化液，生产效率高，催化剂的硬化质量高。

按照本发明的技术方案：一种脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，包括反应仓及浸泡池，所述反应仓为密闭容器，所述反应仓上设置有固体进药口、气动液体进药阀、气动排气阀、测温传感器及输液机构，所述气动液体进药阀上设置有管道流量计，所述反应仓内设置有搅拌装置及加热装置，所述反应仓通过输液管道与补液仓相连通，所述补液仓上设置有液位传感器，所述补液仓通过补液管与所述浸泡池相连通，所述浸泡池内设置有液位维持浮球阀，所述气动液体进药阀、所述管道流量计、所述气动排气阀、所述测温传感器、所述输液机构、所述搅拌装置及所述加热装置分别与PLC控制箱电连接。

所述输液机构包括气动加压进气阀及设置在所述输液管道上的单向阀。

所述搅拌装置包括设置在所述反应仓内的搅拌浆连接轴以及所述搅拌浆连接轴上安装的搅拌浆叶，所述搅拌浆连接轴通过连轴器与减速机及搅拌电机相连。

所述加热装置包括设置在所述反应仓内的U形短加热棒 及U形长加热棒。

所述反应仓的底部设置有抽样取样口及反应仓排污与放空阀。

所述反应仓的外面设置有保温棉外护板。

所述补液仓的底部设置有补液仓排污与放空阀，所述补液仓的顶部设置有补液仓排空门。

所述补液仓的外面设置有保温石英棉。

所述反应仓与所述补液仓为一体式结构，其下部设置有底座。

所述浸泡池的底部设置有高度调节关节。

本发明的技术效果在于： 1、各传感器和动作部件在可编程PLC的控制下可实现完全自动化；2、端头硬化液在同一个设备中同时完成反应和补液过程，从而提高工作效率；3、通过自动添加硬化液，从而保证了产品的质量，并降低劳动成本；4、一体化的结构大大节省工位占地。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

图1中，包括搅拌电机1、减速机2、传动支撑座3、测温传感器4、U形短加热棒5、气动加压进气阀6、气动排气阀7、固体进药口8、液位传感器9、补液仓排空门10、保温石英棉11、输液管道12、分仓隔板13、补液仓14、补液出口15、补液管16、液位维持浮球阀17、浸泡池18、高度调节关节19、轴承支撑座20、连轴器21、气动液体进药阀22、管道流量计23、U形长加热棒24、搅拌浆连接轴25、反应仓26、搅拌浆叶27、保温棉外护板28、单向阀29、抽样取样口30、反应仓排污与放空阀31、补液仓排污与放空阀32、底座33等。

如图1所示，本发明是一种脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置。在底座33上安装有一体式结构的反应仓26与补液仓14，反应仓26与补液仓14由一个密闭容器通过分仓隔板13分隔而成。反应仓26用来溶解配制溶液，补液仓14用来存储溶解后的溶液。

反应仓26的外面设置有保温棉外护板28，起保温作用。

反应仓26上设置有固体进药口8、气动液体进药阀22、气动排气阀7、测温传感器4及输液机构。气动液体进药阀22上设置有管道流量计23，反应仓26内设置有搅拌装置及加热装置。固体溶质从固体进药口8加入反应仓26，液体药物从气动液体进药阀22加入反应仓26。

反应仓26的底部设置有抽样取样口30及反应仓排污与放空阀31。抽样取样口30的作用是对溶解后的溶液进行抽验检测时取液，反应仓排污与放空阀31用来排空反应仓26内的液体与排除底部的污物。反应仓26通过输液管道12与补液仓14相连通。输液机构包括气动加压进气阀6及设置在输液管道12上的单向阀29。采用对密封仓体结构加压的方式驱动液体流动，解决了液体流动中重力主导流向的问题，避免了重力的不可控因素。

搅拌装置用来对反应仓26内的溶液进行搅拌，包括设置在反应仓26内的搅拌浆连接轴25以及搅拌浆连接轴25上安装的搅拌浆叶27，搅拌浆连接轴25通过连轴器21与减速机2及搅拌电机1相连。减速机2安装在传动支撑座3上，传动支撑座3固定在反应仓26的顶部。减速机2采用星型减速机，减速机2的输出轴上还可以设置有轴承，轴承安装在轴承支撑座20上。

加热装置用来对反应仓26内的溶液进行加热，包括设置在反应仓26内的U形短加热棒5 及U形长加热棒24。补液仓14的外面设置有保温石英棉11。补液仓14的顶部设置有补液仓排空门10及液位传感器9。补液仓14的底部设置有补液仓排污与放空阀32，补液仓14的补液出口15通过补液管16与浸泡池18相连通。补液管16最好采用软管。

浸泡池18用于存放硬化液并对催化剂的端头实施浸泡。浸泡池18内设置有液位维持浮球阀17，以维持浸泡池18内的硬化液在一定的液位。浸泡池18的底部设置有高度调节关节19，可调整浸泡池18的高度。

气动液体进药阀22、管道流量计23、气动排气阀7、测温传感器4、输液机构、搅拌装置及加热装置分别与PLC控制箱电连接，在PLC的控制下实现完全自动化。

本发明的工作原理是：本发明采用专用的配制与添加一体的全自动化设备，它主要由两个相对独立的溶液仓（反应仓26和补液仓14），一个浸泡池18，一套电动搅拌和加热测温的恒温装置，一些配套的管路，外加一些传感器构成。反应仓26内的加热装置与测温传感器4保证了仓内溶液在一个可控温度范围内，仓内的搅拌装置可为其提供长时间的溶液搅动；通过温度和时间条件控制液体原料的加入时间，管道流量计23控制着加入的量；最后再次通过温度和时间与前面工序的判断确定溶液的配制完成（通过不定期抽检来修正上述参数）；再由向反应仓26内通入压缩空气将溶液压入补液仓14内，而补液仓14内的液位传感器9的信号确定从反应仓26到补液仓14的工作时机及工作时间；浸泡池18内的液位维持浮球阀17维持液位的稳定，而浸泡池高度调节关节19确定着浸泡端头长度的。当补液仓14内液位传感器9下降到设定液位便会发出声光信号，便可再次进行上述配液过程，如此完成依次自动配液作业。而在此过程中可以完全做到无人作业状态。而密封的仓体结构又保证了配制时无异味散出，稳定的自动补液又保证了溶液的不洒滴与浸泡长度的恒定，使作业环境得到改善，产品质量得以提高。一体式的结构也大大降低占用空间。

本发明的工作过程如下：首先打开固体进药口8加入定量的固态原料后将其关严，启动PLC上的自动运行程序，此时程序给出信号将气动排气阀7打开，用于反应仓26内与大气平衡，气动排气阀7到位后将给信号，气动液体进药阀22打开，此时管道流量计23计量流经其液态配料的流量并与程序中设定值比较，当达到设定值后，给出信号关闭气动液体进药阀22，此时程序给出信号启动搅拌电机1、U形短加热棒5、U形长加热棒24，此时星型减速机2、搅拌浆连轴器21在搅拌电机1的启动下被动运行。当测温传感器4测量到实际值达到设定值并加上时间的判断后如果达预先设定条件，则继续打开气动液体进药阀22，进行再次的液体添加达到另一设定量后停止，根据不同的配制要求上述步骤重复相应操作，直到添加程序走完为止。此时测温传感器4不断测量结果并反馈给程序，程序根据反馈值计算出U形短加热棒5、U形长加热棒24的开启度；因为有保温石英棉11的存在所以温度很容易地就保持在一个设定值，当测温传感器4的反馈值与时间达到设定值后即可知道溶液配制完成，程序便发出指令停止搅拌电机1、U形短加热棒5、U形长加热棒24并关闭气动排气阀7。上述设定值是通过从反应仓抽样取样口30不定期的抽样来修正以使其更加准确。当气动排气阀7关闭后，程序检测液位传感器9的反馈值，当其确定补液仓14内溶液在足够低值后（若未达到设定值则继续检测液位传感器9的反馈），程序将给出指令打开气动加压进气阀6。此时反应仓26被加压，其所加压力迫使溶液经过输液管道12流入补液仓14中，此时液位传感器9继续反馈检测值当系统反馈值，而程序会不断计算打开气动加压进气阀6瞬间液位传感器9的测量值与现在的测量值，当程序计算得出其值等于反应仓26中溶液的总量后，则程序给出指令关闭气动加压进气阀6。此时程序将会在PLC画面板上发出反应仓26内已空的信号以方便再次进行溶解程序。此时补液仓14内的液面高度必然高于反应仓26内的液面，但是由于有单向阀29的存在，液面不会回流到反应仓26内。而补液仓14内的溶液会通过补液出口15、补液管16使其内的溶液流到端头硬化浸泡池18内，当端头硬化浸泡池18内的液面足够高，以使液位维持浮球阀17获得足够浮力，则会关闭液位维持浮球阀17。当物料在端头硬化浸泡池18中浸泡后，端头硬化浸泡池18内的溶液会缓缓下降，此时液位维持浮球阀17再次打开，使端头硬化浸泡池18内的溶液得到补充，从而始终保持端头硬化浸泡池18内的液面在一个固定水平。当我们对浸泡高度需要调整时，即可调整高度调节关节19使其达到要求高度。而当我们更换产品时，可通过向反应仓26、补液仓14内注入清洗液后，再打开反应仓排污与放空阀31、补液仓溶解与放空阀32进行补液仓14、反应仓26的内壁清洗。

本发明采用可编程PLC自动控制，完成作业准确、高效、可实现无人职守岗位。本发明实现了在一次添加固体原料后自动完成后续的配液补液整个一次循环的过程。在催化剂的生产工艺中，端头硬化的自动配制补给设备为该工段提供了良好的工作环境解放了操作人员烦杂的体力劳动，同时也提高了产品的质量，达到优化工段环境，减员不减效的目的。

Claims (10)

1.一种脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，包括反应仓（26）及浸泡池（18），其特征是：所述反应仓（26）为密闭容器，所述反应仓（26）上设置有固体进药口（8）、气动液体进药阀（22）、气动排气阀（7）、测温传感器（4）及输液机构，所述气动液体进药阀（22）上设置有管道流量计（23），所述反应仓（26）内设置有搅拌装置及加热装置，所述反应仓（26）通过输液管道（12）与补液仓（14）相连通，所述补液仓（14）上设置有液位传感器（9），所述补液仓（14）通过补液管（16）与所述浸泡池（18）相连通，所述浸泡池（18）内设置有液位维持浮球阀（17），所述气动液体进药阀（22）、所述管道流量计（23）、所述气动排气阀（7）、所述测温传感器（4）、所述输液机构、所述搅拌装置及所述加热装置分别与PLC控制箱电连接。

2.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述输液机构包括气动加压进气阀（6）及设置在所述输液管道（12）上的单向阀（29）。

3.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述搅拌装置包括设置在所述反应仓（26）内的搅拌浆连接轴（25）以及所述搅拌浆连接轴（25）上安装的搅拌浆叶（27），所述搅拌浆连接轴（25）通过连轴器（21）与减速机（2）及搅拌电机（1）相连。

4.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述加热装置包括设置在所述反应仓（26）内的U形短加热棒（5） 及U形长加热棒（24）。

5.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述反应仓（26）的底部设置有抽样取样口（30）及反应仓排污与放空阀（31）。

6.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述反应仓（26）的外面设置有保温棉外护板（28）。

7.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述补液仓（14）的底部设置有补液仓排污与放空阀（32），所述补液仓（14）的顶部设置有补液仓排空门（10）。

8.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述补液仓（14）的外面设置有保温石英棉（11）。

9.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述反应仓（26）与所述补液仓（14）为一体式结构，其下部设置有底座（33）。

10.按照权利要求1所述的脱硝催化剂硬化液自动配液补液装置，其特征是：所述浸泡池（18）的底部设置有高度调节关节（19）。

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