一、:
我国自2004年7月公布并实施《火电厂大气污染物排放标准》以来,国家对火电厂氮氧化物排放要求有了大幅度的提高。“升级”后的强制性国家污染物排放标准将成为控制火力发电厂大气污染物排放、改善我国空气质量和控制酸雨污染的推动力,伴随着选择性催化还原(SCR)技术的流行,在国内研发和生产适合SCR技术的各类形式的催化剂也应运而生,催化剂是整个SCR系统的核心和关键,催化剂的设计和选择是由烟气条件、组分来确定的,影响其设计的三个相互作用的因素是NOx脱除率、NH3的逃逸率和催化剂体积。在形式上主要有板式、蜂窝式和波纹板式三种。
目前,国内知名高校(如浙江大学热能研究所、华东大学、西安交大、山西太原科技大学、哈尔滨工业大学、厦门大学、福州大学、西南化工研究设计院等)都在积极配合生产厂家研发蜂窝式催化剂。
目前用于火电厂蜂窝式催化剂主要原料为氧化钛TiO(俗称钛白粉),另加相关添加剂等,其规格:截面积一般为150×150mm,长度约1000mm至1500mm,蜂窝孔一般为方形(孔数不等),如 图1 所示:
图1 蜂窝式催化剂 ↑
二、关于蜂窝式催化剂挤出成型的基本工艺流程:
2.1.生产线流程概述:
蜂窝式催化剂陶陶瓷的生产过程主要有八个环节,一、陶瓷粉料的加工和结合剂粉的选择(即配方的制作),二、将配制好的配方原料加水进行高速搅拌均匀,三、利用双层预过滤混炼机对原料进行充分混炼,四、将混炼好的原料投入具有高扭矩和高混炼螺旋结构的真空挤出机达到产品的成型要求,五、自动同步切割机能将挤出后的坯体根据不同的尺寸要求对产品进行定尺切割,六、收取装置是根据挤出品不同形状来设计制作的,确保挤出制品不变形,七、随着蜂窝陶瓷的壁越来越薄,成型制品的形状保持要求也越来越高,为保证蜂窝产品在薄壁状况下干燥不开裂,使得产品对干燥技术要求也越来越高,对不同形状的产品也有不同的干燥方式,八、烧成及检验打包。
2.2.生产用设备:
生产以上蜂窝式催化剂产品的主要设备有TCJ-250预过滤练泥挤出机、WDQ-8全自动切割机、TCJ-310强力真空挤出成型机、WDYD-1自动升降移位装置等,其配套设备有:X-25型真空泵、PS型水温控制系统等。
目前在国内,湘潭炜达机电制造有限公司通过引进日本、美国、德国待先进技术,经过多年努力研发出最适合于挤出蜂窝状陶瓷的卧式连续式强力真空挤出机、同步切割机等一系列设备,改写了国内在蜂窝陶瓷制品上以往都采用立式液压挤出成型的历史,弥补了以往间断式生产方式而造成产量低的缺点,大大提高了生产工作效率。
湘潭炜达机电制造有限公司是一家专门从事陶瓷机械设计和制造的厂家,拥有30多年的设计和制造经验,同时,公司与国内各知名高校(浙江大学、华东大学、西安交大等)在技术上相互交流,共同研发,其挤出工艺技术可与日本宫崎铁工株式会社、德国海洛、意大利萨克米(SACMI)等国际技术媲美。
三、关于蜂窝式催化剂挤出成型部分关键设备:
3.1. TCJ-250预过滤混炼挤出机(如图2所示)
图2 TCJ-250预过滤混炼挤出机 ↑
该混炼机分上下两层,上层为双螺旋搅拌挤出,下层为单螺旋挤出,该设备能将原料通过40目以内的筛网进行过滤挤出,上轴采用外冷却方式,下轴采用内外水冷却方式,确保物料的挤出温度不高于35℃,相关技术参数如下:
●生产能力:2-2.5吨/小时(产量与原料类型有关)
●搅泥轴转速:23转/分
●练泥轴转速:28.5转/分
●练泥螺旋直径:φ250毫米
●真空度:-0.096MPa
●电机功率:18.5kw + 18.5 kw
●外形尺寸:约4365×1000×1485毫米
●全机净重:5500千克
3.2. TCJ-310强力真空挤出成型机(如图3 所示)
图3 TCJ-310强力真空挤出成型机 ↑
TCJ-310强力真空挤出成型机是专门针对钛白粉(氧化钛TiO)物料特性设计和制造的,其主要特点有:
1、设计最合适的螺旋叶角度和螺距,以获得{zd0}的挤出压力大(压力在5-9Mpa),{zd0}程度的保证了产品挤出成型所需要压力,大大提高了产品合格率;
2、采用内外加冷却水设计(即在挤出轴、出泥筒内等关键部位都有循环冷却水),保证挤出时物料温度不高于35℃,确保物料在挤出时不因温度过高而发生物理变化;
3、在挤出口装有实时测试挤出温度和压力的感应系统,有效的控制挤出成品率;
4、所有与物料相接触的部位均采用不锈钢材质;
5、真空室内装有物料感应装置,防止加料过快而造成真空室堵塞情况;
6、电机处装有气动离合器,确保在发生状况时在不关电机的情况下电机与挤出轴自动脱离,更好的保证操作工人的人生安全;
7、TCJ-310强力真空挤出成型机主要技术参数:
A、四轴强力挤出机上部:
1、驱动电机:六级变频、AC 37KW
2、减速机: XW-8255-29
3、变频器: 6SE6440—2UD33 37KW
4、上轴左右螺旋叶:Φ180mm 316不锈钢材质 带水套冷却
5、前端液压缸(即上泥槽):内壁采用316不锈钢材质,带水套冷却
6、转速:每分钟45转
7、切刀:采用316不锈钢材质
B、四轴强力挤出机下段部:
1、驱动电机:六级变频、AC75KW
2、减速机: XW-8265-29
3、变频器: 6SE6440—2UD37 75KW
4、主螺旋:Φ310 316不锈钢材质 带水套 螺旋叶用YG8堆焊3mm.
5、侧螺旋:Φ220 316不锈钢材质 带水套
6、主轴材料:316不锈钢材质
7、挤出泥筒内套:316不锈钢材质 带水套冷却
8、转速:每分钟22转
9、压力:≥5MPa
10、压泥辊电机:11KW、XWD8185-35 配电机Y160l-4
C、真空室:内面:316不锈钢材质
1、带有真空室内原料高度检测用传感器(上段控制用)
2、真空泵:550升/分 真空室驱动电机功率:3 KW
D、控制盘:自立型(含从控制盘到机械本体中间的配线。)
E、外形尺寸(L×W×H):约7000×2000×2200 mm
F、用户提供电源:380V 三相 50HZ
3.3. TCJ-1312实验用螺杆真空挤出机(如图4所示)
图4 TCN-1312 全套实验用螺杆真空挤出系统 ↑
●挤出形式:双螺旋式真空挤出
●材质:不锈钢
●生产能力:0.1-0.9t/h
●挤泥螺旋叶直径:Φ120mm
●上搅泥轴转速:0~18rpm
●下挤泥轴转速:0~20rpm
●单台电机功率:≥7.5KW(变频调速)
●冷却方式:水冷
●挤出压力:≥4.0MPa
●{zd1}投料量:15-30kg(与物料密度有关)