CN106179523A - 一种平板式脱硝催化剂的制备生产线及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，按照平板式脱硝催化剂运行方向依次包括：物料混合器、催化剂压制装置、煅烧炉及催化剂模块组装平台。还提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括：制备催化剂膏料；压制催化剂单体；煅烧；组装。不仅提升整体制备的效率而且制造完成的催化剂更加适应我国的实际状况，保证了平板式脱硝催化剂的物理性能和工艺性能，满足电厂的实际使用要求；提高基料的整体耐磨程度，减少含碱金属或砷元素的杂质吸附在活性中心上，或是与活性中心起化学作用，从而变为影响催化剂性能的物质，使催化剂中毒失活。

Description

一种平板式脱硝催化剂的制备生产线及制备方法

技术领域

本发明属于脱硝催化剂的技术领域，尤其涉及一种平板式脱硝催化剂的制备生产线及制备方法。

背景技术

脱硝催化剂是烟气脱硝技术中最关键的一环，其组成、结构、寿命等相关参数直接影响脱硝系统的脱硝效率及其运行状况。催化剂型式可分为三种：板式、蜂窝式和波纹板式，其中板式催化剂以不锈钢金属板压成的金属网为基材，将TiO₂、V₂O₅等的混合物黏附在不锈钢网上，经过压制、锻烧后，将催化剂板组装成催化剂模块。

选择性催化还原SCR法烟气脱硝具有效率高、选择性好、运行稳定可靠等优点,在世界范围内广泛使用，催化剂是SCR法脱硝系统的核心，直接决定着SCR法脱硝系统的性能和投资运行成本。我国火电厂以燃煤为主,我国燃煤具有灰分含量高、成分复杂多变等特点,而且SCR法脱硝系统几乎全部采用无旁路的结构。如何根据我国燃煤烟气条件选择合适的催化剂方案,对于保证SCR法脱硝系统的安全可靠性,提高脱硝性能,降低初投资和运行成本等具有重要作用。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，以及平板式脱硝催化剂的制备方法，以解决目前板式催化剂无法适应我国燃煤具有灰分含量高、成分复杂的情况，从而导致脱硝效率不高且安全性能无法保证的技术问题。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，按照平板式脱硝催化剂运行方向依次包括：物料混合器、催化剂压制装置、煅烧炉及催化剂模块组装平台；所述物料混合器用于混合催化剂原料以形成催化剂膏料，并将所述催化剂膏料运输至所述催化剂压制装置，所述催化剂压制装置用于将所述催化剂膏料碾压在不锈钢网格上并制成催化剂单体，所述催化剂压制装置通过下线车将所述催化剂单体送入所述煅烧炉的入口，所述煅烧炉用于对所述催化剂单体进行煅烧处理，所述煅烧炉外设置控制炉内温度的温度控制装置，所述催化剂模块组装平台用于将煅烧完成的催化剂单体组装成催化剂模块。

在一些可选的实施例中，所述物料混合器包括：混料容器、位于所述混料容器内部的搅拌装置、位于所述混料容器顶部的三个进料口及位于所述混料容器底部的出料口，所述三个进料口的下方均设置振动网筛，所述混料容器的底部设置震动装置。

在一些可选的实施例中，所述催化剂压制装置包括：压制腔、位于所述压制腔内部的传送机构、膏料碾压板、褶皱碾压板及单板组装平台，所述压制腔顶部设置与所述物料混合器出料口连接的撒料口，所述膏料碾压板设置在所述撒料口和所述褶皱碾压板之间，所述单板组装平台设置于所述传送机构末端。

在一些可选的实施例中，所述压制腔的顶部还设置有动力机构，所述动力机构由PLC进行控制，所述动力机构驱动所述膏料碾压板及所述褶皱碾压板对所述传送机构上的催化剂膏料进行压制。

在一些可选的实施例中，所述煅烧炉外设置温度控制装置，所述煅烧炉内每隔一定距离设置一个热电偶，所述热电偶将测量的温度数据传送至所述温度控制装置，所述温度控制装置与所述煅烧炉的鼓风机连接，所述温度控制装置接收并处理所述温度数据，输出控制指令至鼓风机以控制鼓风机的鼓风量。

在一些可选的实施例中，所述催化剂模块组装平台包括：矩形支撑架、设置在所述矩形支撑架顶部的主台面、辅台面及相对所述矩形支撑架移动的滑板，所述滑板通过滑动装置设置在所述矩形支撑架上，所述辅台面设置在所述矩形支撑架的端部。

在一些可选的实施例中，所述的一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，其特征在于，还包括：催化剂活性检测系统，所述催化剂活性检测系统用于检测催化剂的活性。

在一些可选的实施例中，提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括：制备催化剂膏料：将基料、辅助剂及纤维混合搅拌均匀形成催化剂膏料；压制催化剂单体：将所述催化剂膏料碾压在不锈钢网格上形成单板并将一定数量的单板组装成催化加单体；煅烧：将所述催化加单体送入煅烧炉，在315℃下锻烧10小时；组装：将若干煅烧完成的催化剂单体组成催化剂模块。

在一些可选的实施例中，所述制备催化剂膏料的过程包括：将偏钒酸铵与硬脂酸混匀后，加入去离子水和氨水，在20-35℃条件下，均匀搅拌至充分溶解形成第一混合液；在所述第一混合液中加入基料及纤维并搅拌形成第二混合液，所述基料包括：二氧化钛，所述纤维为木浆纤维或活性炭纤维；在所述第二混合液中加入辅助剂，混合搅拌均匀形成催化剂膏料，所述辅助剂包括：三氧化钨、氧化钨、氧化钼、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素。

在一些可选的实施例中，所述压制催化剂单体的过程包括：将所述催化剂膏料均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂单板；在所述催化剂单板上压制出褶皱；将一定数量的单板组装成催化剂单体。

本发明所带来的有益效果：不仅提升整体制备的效率而且制造完成的催化剂更加适应我国的实际状况，保证了平板式脱硝催化剂的物理性能(机械强度、比表面积、孔容、孔径)和工艺性能(脱硝效率、SO转化率、NH逃逸率)满足电厂的实际使用要求；提高基料的整体耐磨程度，减少含碱金属或砷元素的杂质吸附在活性中心上，或是与活性中心起化学作用，从而变为影响催化剂性能的物质，使催化剂中毒失活。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

附图说明

图1是本发明一种平板式脱硝催化剂的制备生产线的整体结构示意图；

图2是本发明物料混合器的结构示意图；

图3是本发明催化剂压制装置的结构示意图；

图4是本发明一种平板式脱硝催化剂的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。

在一些说明性的实施例中，如图1至3所示，提供一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，按照平板式脱硝催化剂在加工过程中的运行方向依次包括：物料混合器1、催化剂压制装置2、煅烧炉3、催化剂模块组装平台4及催化剂活性检测系统。

其中，物料混合器1用于混合催化剂原料以形成催化剂膏料，并将所述催化剂膏料运输至所述催化剂压制装置，催化剂原料包括：二氧化钛、纤维、三氧化钨、氧化钨、氧化钼、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素。催化剂压制装置2用于将催化剂膏料碾压在不锈钢网格上并制成催化剂单体，催化剂压制装置2通过下线车6将催化剂单体送入煅烧炉3的入口，煅烧炉3用于对催化剂单体进行煅烧处理，催化剂模块组装平台4用于将煅烧完成的催化剂单体组装成催化剂模块。

在整个工艺过程中，煅烧作为一个特殊工艺过程，需要对其进行严格控制。催化剂只有经过适当的煅烧过程处理，其物理性能和工艺性能才能满足实际使用要求。而煅烧温度作为在煅烧过程当中最重要的一个工艺参数，确保其准确性就显得格外重要，且随着煅烧炉当中热电偶的长时间使用，会存在一定的老化进而造成较大的测量误差，因此在平板式脱硝催化剂的生产过程当中，需要定期对煅烧过程当中的温度进行测量，进而确保达到规定的工艺参数要求，才能保证最终产品的质量。针对这个问题，煅烧炉3外设置控制炉内温度的温度控制装置7，煅烧炉3内每隔一定距离设置一个热电偶，热电偶将测量的温度数据传送至温度控制装置7，温度控制装置7与煅烧炉3的鼓风机连接，温度控制装置7接收温度数据并进行处理处理，处理完成后输出相应的控制指令至鼓风机以控制鼓风机的鼓风量，保证煅烧炉3内的温度处于工艺要求范围内。温度控制装置7内部设置微控制芯片，依据单片机完成数据处理过程。

如图2所示，物料混合器包括：混料容器11、搅拌装置12、进料口13、出料口14、振动网筛15及震动装置16。

搅拌装置12安装在混料容器11的内部，用于搅拌加入混料容器11的催化剂原料，包括：搅拌轴、驱动搅拌轴旋转的电机、安装于搅拌轴尾端的搅拌器。进料口13的数量为三个，分别用于加入采用二氧化钛和二氧化硅粉末或玻璃纤维构成基料；以三氧化钨、氧化钨、氧化钼、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素构成的抗氧化毒化辅助剂；木浆纤维或活性炭纤维。三个进料13口的下方均设置振动网筛15，混料容器11的底部设置震动装置16，振动网筛15及震动装置16的动力均来自震动泵，加速混合进程，提升混合效率。

催化剂压制装置2包括：压制腔21、传送机构22、膏料碾压板23、褶皱碾压板24、单板组装平台25、动力机构26及PLC，动力机构26设置在压制腔21的顶部，由PLC进行控制，单板组装平台25设置于传送机构末端。

传送机构22采用传送带，传送不锈钢钢带经拉伸制备的钢网。压制腔21顶部设置与物料混合器出料口14连接的撒料口27，物料混合器1输送出来的催化剂膏料自撒料口27洒出，落在不锈钢钢网上。膏料碾压板23设置在所述撒料口27和所述褶皱碾压板24之间，首先，动力机构26驱动膏料碾压板23将催化剂膏料碾压在不锈钢网格上制作成单板，再驱动褶皱碾压板24在单板上压出褶皱，最后经单板组装平台25将单板组装成催化剂单体。

催化剂模块组装平台4包括：矩形支撑架41、设置在矩形支撑架41顶部的主台面42、辅台面43及相对矩形支撑架41移动的滑板44，滑板44通过滑动装置设置在矩形支撑架41上，辅台面43设置在矩形支撑架41的端部，滑动装置采用滑轨和滑轮配合使用。煅烧炉3内出来的催化剂单体经下线小车推送至催化剂模块组装平台4，在所述催化加模块组装平台4上，将催化剂单体经滑板44按照顺序的转移至辅台面43，在辅台面43上完成组装。

其中，催化剂活性检测系统用于检测催化剂的活性，催化剂活性检测评价是其研发、设计和质量检验中必不可少的环节。

如图4所示，提供一种平板式脱硝催化剂的制备方法，包括：

步骤S1：制备催化剂膏料：将基料、辅助剂及纤维混合搅拌均匀形成催化剂膏料；

步骤S2：压制催化剂单体：将所述催化剂膏料碾压在不锈钢网格上形成单板并将一定数量的单板组装成催化加单体；

步骤S3：煅烧：将所述催化加单体送入煅烧炉，在315℃下锻烧10小时；

步骤S4：组装：将若干煅烧完成的催化剂单体组成催化剂模块。

其中，所述制备催化剂膏料的过程包括：

将偏钒酸铵与硬脂酸混匀后，加入去离子水和氨水，在20-35℃条件下，均匀搅拌至充分溶解形成第一混合液；

在所述第一混合液中加入基料及纤维并搅拌形成第二混合液，所述基料包括：二氧化钛，所述纤维为木浆纤维或活性炭纤维；

在所述第二混合液中加入辅助剂，混合搅拌均匀形成催化剂膏料，所述辅助剂包括：三氧化钨、氧化钨、氧化钼、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素。

其中，所述压制催化剂单体的过程包括：

将所述催化剂膏料均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂单板；

在所述催化剂单板上压制出褶皱；

将一定数量的单板组装成催化剂单体。

采用二氧化钛和二氧化硅粉末或玻璃纤维构成基料，利用氧化硅粉末和玻璃纤维高强度高韧性的特点，提高基料的整体耐磨程度。以三氧化钨、氧化钨、氧化钼、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素构成抗氧化、抗毒化辅助剂，可减少含碱金属或砷元素的杂质吸附在活性中心上，或是与活性中心起化学作用，从而变为影响催化剂性能的物质，使催化剂中毒失活。并且还加入了木浆纤维或活性炭纤维，增大了催化剂中的孔洞大小，增加了孔洞的数量，提高了催化剂的效率。

本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。

Claims (10)

1.一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，其特征在于，按照平板式脱硝催化剂运行方向依次包括：物料混合器、催化剂压制装置、煅烧炉及催化剂模块组装平台；所述物料混合器用于混合催化剂原料以形成催化剂膏料，并将所述催化剂膏料运输至所述催化剂压制装置，所述催化剂压制装置用于将所述催化剂膏料碾压在不锈钢网格上并制成催化剂单体，所述催化剂压制装置通过下线车将所述催化剂单体送入所述煅烧炉的入口，所述煅烧炉用于对所述催化剂单体进行煅烧处理，所述煅烧炉外设置控制炉内温度的温度控制装置，所述催化剂模块组装平台用于将煅烧完成的催化剂单体组装成催化剂模块。

2.根据权利要求1所述的一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，其特征在于，所述物料混合器包括：混料容器、位于所述混料容器内部的搅拌装置、位于所述混料容器顶部的三个进料口及位于所述混料容器底部的出料口，所述三个进料口的下方均设置振动网筛，所述混料容器的底部设置震动装置。

3.根据权利要求2所述的一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，其特征在于，所述催化剂压制装置包括：压制腔、位于所述压制腔内部的传送机构、膏料碾压板、褶皱碾压板及单板组装平台，所述压制腔顶部设置与所述物料混合器出料口连接的撒料口，所述膏料碾压板设置在所述撒料口和所述褶皱碾压板之间，所述单板组装平台设置于所述传送机构末端。

4.根据权利要求3所述的一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，其特征在于，所述压制腔的顶部还设置有动力机构，所述动力机构由PLC进行控制，所述动力机构驱动所述膏料碾压板及所述褶皱碾压板对所述传送机构上的催化剂膏料进行压制。

5.根据权利要求4所述的一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，其特征在于，所述煅烧炉外设置温度控制装置，所述煅烧炉内每隔一定距离设置一个热电偶，所述热电偶将测量的温度数据传送至所述温度控制装置，所述温度控制装置与所述煅烧炉的鼓风机连接，所述温度控制装置接收并处理所述温度数据，输出控制指令至鼓风机以控制鼓风机的鼓风量。

6.根据权利要求5所述的一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，其特征在于，所述催化剂模块组装平台包括：矩形支撑架、设置在所述矩形支撑架顶部的主台面、辅台面及相对所述矩形支撑架移动的滑板，所述滑板通过滑动装置设置在所述矩形支撑架上，所述辅台面设置在所述矩形支撑架的端部。

7.根据权利要求6所述的一种平板式脱硝催化剂的制备生产线，其特征在于，还包括：催化剂活性检测系统，所述催化剂活性检测系统用于检测催化剂的活性。

8.一种平板式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

制备催化剂膏料：将基料、辅助剂及纤维混合搅拌均匀形成催化剂膏料；

压制催化剂单体：将所述催化剂膏料碾压在不锈钢网格上形成单板并将一定数量的单板组装成催化加单体；

煅烧：将所述催化加单体送入煅烧炉，在315℃下锻烧10小时；

组装：将若干煅烧完成的催化剂单体组成催化剂模块。

9.根据权利要求8所述的一种平板式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备催化剂膏料的过程包括：

将偏钒酸铵与硬脂酸混匀后，加入去离子水和氨水，在20-35℃条件下，均匀搅拌至充分溶解形成第一混合液；

在所述第一混合液中加入基料及纤维并搅拌形成第二混合液，所述基料包括：二氧化钛，所述纤维为木浆纤维或活性炭纤维；

在所述第二混合液中加入辅助剂，混合搅拌均匀形成催化剂膏料，所述辅助剂包括：三氧化钨、氧化钨、氧化钼、氧化铝、氧化铜、氧化镍和稀土元素。

10.根据权利要求9所述的一种平板式脱硝催化剂的制备方法，其特征在于，所述压制催化剂单体的过程包括：

将所述催化剂膏料均匀黏附在不锈钢网上压制成型，并裁减切割成大小适当的催化剂单板；

在所述催化剂单板上压制出褶皱；

将一定数量的单板组装成催化剂单体。