板式催化劑生產(chǎn)線原料加料系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改進(jìn)

鄭承霞，楊　光，梅　輝

（中冶南方武漢鋼鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北　武漢　430080）

板式催化劑生產(chǎn)線原料加料系統(tǒng)設(shè)計(jì)與改進(jìn)

鄭承霞，楊光，梅輝

（中冶南方武漢鋼鐵設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北武漢430080）

某鋼廠引進(jìn)SCR脫硝板式催化劑生產(chǎn)線，原料市場(chǎng)采購(gòu)，原料加入混料機(jī)采用人工形式，加料效率低，勞動(dòng)負(fù)荷大，為了提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)負(fù)荷，作者設(shè)計(jì)了一套原料加料系統(tǒng)，但實(shí)際使用中，出現(xiàn)了一些問(wèn)題，需要改進(jìn)。

板式催化劑生產(chǎn)線；加料系統(tǒng)；設(shè)計(jì)改進(jìn)

板式催化劑以不銹鋼金屬板壓成的金屬網(wǎng)為基材，將TiO2、V2O5等的混合物黏附在不銹鋼網(wǎng)上，經(jīng)過(guò)壓制、鍛燒后，將催化劑板組裝成催化劑模塊。它是SCR（選擇性催化還原法）技術(shù)的核心部分。某鋼廠引進(jìn)SCR脫銷(xiāo)催化劑生

產(chǎn)線，但其原料均為市場(chǎng)采購(gòu)，原料由人工加入混料機(jī)中，作業(yè)效率低，工人勞動(dòng)負(fù)荷大，為了改變這種情況，作者設(shè)計(jì)了一套原料加料系統(tǒng)，但在實(shí)際使用中，出現(xiàn)了一些問(wèn)題。為了提高其使用效率，探討其改進(jìn)措施顯得非常有必要。

1　加料系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路及工序流程設(shè)計(jì)

（1）加料系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路。該生產(chǎn)線新增了4臺(tái)混料機(jī)，如果不采用人工加料，只有采用料倉(cāng)自動(dòng)加料方式。方法之一是在4臺(tái)混料機(jī)上部設(shè)計(jì)料倉(cāng)，這種方法的弊端是影響混料機(jī)的檢修和起重機(jī)的運(yùn)行，但如果增加廠房起重機(jī)軌道標(biāo)高，以適應(yīng)檢修和起重機(jī)運(yùn)行，那么無(wú)疑會(huì)增加投資。由此，我們考慮在混料機(jī)旁設(shè)計(jì)一套加料系統(tǒng)，同時(shí)給4臺(tái)混料機(jī)自動(dòng)加料。

（2）加料系統(tǒng)工序流程設(shè)計(jì)。加料系統(tǒng)由防塵罩、稱(chēng)量裝置、鋼平臺(tái)、暫存罐、手動(dòng)式平板閘門(mén)、葉輪給料機(jī)、下料軟管、底開(kāi)式料罐等組成。平面示意圖如1所示。加料系統(tǒng)工序流程是：原料市場(chǎng)供應(yīng)包裝為一袋1噸，由汽車(chē)運(yùn)輸至廠房后，用電動(dòng)葫蘆吊裝一次性倒入暫存罐本體，本體封閉。隨后，經(jīng)過(guò)稱(chēng)量裝置計(jì)量后，手動(dòng)打開(kāi)閘門(mén)，由給料機(jī)通過(guò)軟管輸入進(jìn)底開(kāi)式料罐。原料裝滿料罐后，通過(guò)電動(dòng)葫蘆吊裝傾倒至混料機(jī)，完成上料。

圖1　加料系統(tǒng)組成

2　主要非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)前提：一般粉體料倉(cāng)的設(shè)計(jì)壓力介于5kPa和-0. 5kPa之間，本次設(shè)計(jì)按常壓考慮。設(shè)計(jì)溫度按常溫考慮。

2.1暫存罐設(shè)計(jì)

（1）暫存罐容量計(jì)算。計(jì)算式：V=（Q/360）×（1/N）。式中V為日需原料量，Q為生產(chǎn)線年產(chǎn)量，N為產(chǎn)出比。根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)，板式催化劑生產(chǎn)線產(chǎn)量為每年7500m3，N取值為5。則每日需要的原料量約：V=7500/360/5=4.13m3。由于原料在與空氣長(zhǎng)時(shí)間接觸后容易潮濕，給成品質(zhì)量帶來(lái)影響，故每日按照原料日消耗量定量采購(gòu)。按整數(shù)取值，則暫存罐本體容量取值為4m3。

（2）暫存罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，體容量4m3的暫存罐主要由8mm厚鋼板焊接而成。暫存罐外形如圖2所示，設(shè)計(jì)流型為全流倉(cāng)。

2.2底開(kāi)式料罐設(shè)計(jì)

圖2　暫存罐效果圖

（1）底開(kāi)式料罐容量確定。根據(jù)以上計(jì)算，本生產(chǎn)線日需原料約為4m3，而根據(jù)生產(chǎn)線設(shè)備選型，本生產(chǎn)線一共配備混料機(jī)4臺(tái)，每臺(tái)日處理量約為1m3。底開(kāi)式料罐按照1m3容量計(jì)算。

（2）底開(kāi)式料罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本體容量1m3的暫底開(kāi)式料罐主要由10mm厚鋼板焊接而成。設(shè)計(jì)流型為中心流型料倉(cāng)，結(jié)構(gòu)外形如圖所3所示。

圖3　底開(kāi)式料罐效果圖

3　出現(xiàn)的問(wèn)題及改進(jìn)措施

（1）出現(xiàn)的問(wèn)題。加料系統(tǒng)安裝完成一段時(shí)間后，現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)一些問(wèn)題。①暫存罐頂格柵搭在十字支撐梁上，造成搭接部位格柵孔積料，不便清除。②由于TiO2粉末吸附性及內(nèi)摩擦性較大，流動(dòng)性不良，產(chǎn)生下料不暢現(xiàn)象。③現(xiàn)有四棱式噸袋刺刀數(shù)量多、高度小，刃口不鋒利，不易刺破袋底。

（2）改進(jìn)措施。由于本次設(shè)計(jì)料倉(cāng)已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)安裝完成，重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，重新制造安裝已不現(xiàn)實(shí)，故本次的改進(jìn)措施的前提是現(xiàn)有料倉(cāng)的可行性改進(jìn)。經(jīng)過(guò)總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，改進(jìn)措施有：①在搭接部位格柵孔上方加焊鋼板，遮蓋住格柵孔，使物料只能落在鋼板上，便于清除。②在暫存罐鞋面位置增加倉(cāng)壁振動(dòng)器，加速原料下滑。③拆除現(xiàn)有四棱式刺刀，換裝片式刺刀。④內(nèi)壁鑲嵌聚乙烯襯板，有利于下料。⑤拆除底開(kāi)式料罐罐體內(nèi)的支撐塊1、2和連接板，切割處打磨光滑。⑥底開(kāi)式料罐吊桿加長(zhǎng)185mm，使活底行程由215mm增加到400mm。

4　結(jié)語(yǔ)

本次設(shè)計(jì)屬于非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)，總體滿足了用戶的使用要求，但也有很多缺陷，一定程度上影響了用戶的使用。為了提高加料系統(tǒng)的使用效率，需要在內(nèi)壁鑲嵌聚乙烯襯板，增大安息角，減少支撐及增加倉(cāng)壁振動(dòng)器等方面加以改進(jìn)。

［1］內(nèi)蒙古電力科學(xué)研究院.SCR煙氣脫硝技術(shù)及工程應(yīng)用［M］．北京：中國(guó)電力出版社，2014.

［2］楊秋良．料倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［J］．化工設(shè)備與管道，2010：45．

［3］李志義，王淑蘭，丁信偉．粉體物料和料斗材料對(duì)料倉(cāng)流型的影響［J］．化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù)，2000，21（1）：13．

Design and Improvement for Raw material Feeding System of Plate Catalyst Production Line

ZHENG Cheng-xia，YANG Guang，MEI Hui
（WISDRI Wugang Engineering Co.Ltd，Wuhan，Hubei 430080，China）

A SCR catalyst production line is introduce by a steel mill，artificial form of raw materials is used in mixing machine.The efficiency is low and worker's labor load is heavy.In order to improve the efficiency and lighten the labor load，The author designs a raw material feeding system which exposes some problems in practical application.Improvement should be made to perfect the system.

plate catalyst production line；raw material feeding system；design improvement

TH17

A

2095-980X（2015）10-0045-02

2015-09-03

鄭承霞（1978-），女，機(jī)械工程師，主要研究方向：機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)與制造。