板式催化劑生產線原料加料系統設計與改進

鄭承霞，楊　光，梅　輝

（中冶南方武漢鋼鐵設計研究院有限公司，湖北　武漢　430080）

板式催化劑生產線原料加料系統設計與改進

鄭承霞，楊光，梅輝

（中冶南方武漢鋼鐵設計研究院有限公司，湖北武漢430080）

某鋼廠引進SCR脫硝板式催化劑生產線，原料市場采購，原料加入混料機采用人工形式，加料效率低，勞動負荷大，為了提高生產效率，降低工人勞動負荷，作者設計了一套原料加料系統，但實際使用中，出現了一些問題，需要改進。

板式催化劑生產線；加料系統；設計改進

板式催化劑以不銹鋼金屬板壓成的金屬網為基材，將TiO2、V2O5等的混合物黏附在不銹鋼網上，經過壓制、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）技術的核心部分。某鋼廠引進SCR脫銷催化劑生

產線，但其原料均為市場采購，原料由人工加入混料機中，作業效率低，工人勞動負荷大，為了改變這種情況，作者設計了一套原料加料系統，但在實際使用中，出現了一些問題。為了提高其使用效率，探討其改進措施顯得非常有必要。

1　加料系統設計思路及工序流程設計

（1）加料系統設計思路。該生產線新增了4臺混料機，如果不采用人工加料，只有采用料倉自動加料方式。方法之一是在4臺混料機上部設計料倉，這種方法的弊端是影響混料機的檢修和起重機的運行，但如果增加廠房起重機軌道標高，以適應檢修和起重機運行，那么無疑會增加投資。由此，我們考慮在混料機旁設計一套加料系統，同時給4臺混料機自動加料。

（2）加料系統工序流程設計。加料系統由防塵罩、稱量裝置、鋼平臺、暫存罐、手動式平板閘門、葉輪給料機、下料軟管、底開式料罐等組成。平面示意圖如1所示。加料系統工序流程是：原料市場供應包裝為一袋1噸，由汽車運輸至廠房后，用電動葫蘆吊裝一次性倒入暫存罐本體，本體封閉。隨后，經過稱量裝置計量后，手動打開閘門，由給料機通過軟管輸入進底開式料罐。原料裝滿料罐后，通過電動葫蘆吊裝傾倒至混料機，完成上料。

圖1　加料系統組成

2　主要非標設備設計

設計前提：一般粉體料倉的設計壓力介于5kPa和-0. 5kPa之間，本次設計按常壓考慮。設計溫度按常溫考慮。

2.1暫存罐設計

（1）暫存罐容量計算。計算式：V=（Q/360）×（1/N）。式中V為日需原料量，Q為生產線年產量，N為產出比。根據實際數據，板式催化劑生產線產量為每年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時間接觸后容易潮濕，給成品質量帶來影響，故每日按照原料日消耗量定量采購。按整數取值，則暫存罐本體容量取值為4m3。

（2）暫存罐結構設計。根據相關設計經驗，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，設計流型為全流倉。

2.2底開式料罐設計

圖2　暫存罐效果圖

（1）底開式料罐容量確定。根據以上計算，本生產線日需原料約為4m3，而根據生產線設備選型，本生產線一共配備混料機4臺，每臺日處理量約為1m3。底開式料罐按照1m3容量計算。

（2）底開式料罐結構設計。根據相關設計經驗，本體容量1m3的暫底開式料罐主要由10mm厚鋼板焊接而成。設計流型為中心流型料倉，結構外形如圖所3所示。

圖3　底開式料罐效果圖

3　出現的問題及改進措施

（1）出現的問題。加料系統安裝完成一段時間后，現場出現一些問題。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粉末吸附性及內摩擦性較大，流動性不良，產生下料不暢現象。③現有四棱式噸袋刺刀數量多、高度小，刃口不鋒利，不易刺破袋底。

（2）改進措施。由于本次設計料倉已經在現場安裝完成，重新設計結構，重新制造安裝已不現實，故本次的改進措施的前提是現有料倉的可行性改進。經過總結現場使用情況，改進措施有：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壁振動器，加速原料下滑。③拆除現有四棱式刺刀，換裝片式刺刀。④內壁鑲嵌聚乙烯襯板，有利于下料。⑤拆除底開式料罐罐體內的支撐塊1、2和連接板，切割處打磨光滑。⑥底開式料罐吊桿加長185mm，使活底行程由215mm增加到400mm。

4　結語

本次設計屬于非標設備設計，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。為了提高加料系統的使用效率，需要在內壁鑲嵌聚乙烯襯板，增大安息角，減少支撐及增加倉壁振動器等方面加以改進。

［1］內蒙古電力科學研究院.SCR煙氣脫硝技術及工程應用［M］．北京：中國電力出版社，2014.

［2］楊秋良．料倉結構設計［J］．化工設備與管道，2010：45．

［3］李志義，王淑蘭，丁信偉．粉體物料和料斗材料對料倉流型的影響［J］．化學工業與工程技術，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，機械工程師，主要研究方向：機械設備設計與制造。