阅读说明：本技术 一种脱硝催化剂端部硬化装置及硬化方法 (Denitration catalyst end hardening device and hardening method ) 是由 胡鹏龙 烟征 边福忠 于经尧 吕菲 牟海峰 毛敏捷 刘欢 于 2019-11-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种脱硝催化剂端部硬化装置,包括提拉机、第一浸渍池、支架、第二浸渍池、冷冻干燥装置和马弗炉；提拉机、第一浸渍池、支架、第二浸渍池、冷冻干燥装置和马弗炉分别与控制器电性连接,并按照脱硝催化剂端部硬化加工顺序通过传动导轨依次连接。本发明将脱硝催化剂固定于提拉机上,并在第一浸渍池中进行浸渍；然后进行静置老化之后；于第二浸渍池中进行二次浸渍,完成浸渍之后在冷冻干燥箱内进行冷冻干燥,然后在马弗炉内进行煅烧后,得到端部硬化后的脱硝催化剂。实现了脱硝催化剂快速、高效的端部硬化、实现了自动化,减少现场操作员工数量,提高了生产效率,降低了生产成本,有利于工业化生产。(The invention discloses a denitration catalyst end hardening device which comprises a drawing machine, a first dipping tank, a support, a second dipping tank, a freeze drying device and a muffle furnace, wherein the drawing machine is arranged on the top of the first dipping tank; the drawing machine, the first dipping tank, the support, the second dipping tank, the freeze drying device and the muffle furnace are respectively electrically connected with the controller and are sequentially connected through the transmission guide rail according to the end hardening processing sequence of the denitration catalyst. The denitration catalyst is fixed on a drawing machine and is dipped in a first dipping tank; then standing and aging; and (3) performing secondary impregnation in a second impregnation tank, performing freeze drying in a freeze drying box after the impregnation is completed, and then calcining in a muffle furnace to obtain the denitration catalyst with hardened end parts. The denitration catalyst is fast and efficient, the end part is hardened, automation is realized, the number of field operation staff is reduced, production efficiency is improved, production cost is reduced, and industrial production is facilitated.)

一种脱硝催化剂端部硬化装置及硬化方法

技术领域

本发明属于脱硝催化剂技术领域，具体的涉及一种脱硝催化剂端部硬化装置及硬化方法。

背景技术

近年来，我国大气污染物控制形势越来越严峻，选择性催化还原法(SCR)烟气脱硝技术被广泛应用，催化剂的市场也得到了极大的发展。

目前常用的烟气脱硝催化剂主要包括蜂窝和板式两种。然而脱硝催化剂端部长时间经受烟气的冲刷，大量的粉尘容易导致催化剂严重的磨损。

因此，本领域的技术人员需要设计一种用于脱硝催化剂的端部硬化装置及端部硬化方法，使其可应用于脱硝催化剂的再生过程中的端部硬化处理，以延长脱硝催化剂的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱硝催化剂端部硬化装置，解决目前技术存在的缺陷和不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供了一种脱硝催化剂端部硬化装置，包括提拉机、第一浸渍池、第二浸渍池、冷冻干燥装置、马弗炉和控制器；

所述提拉机、第一浸渍池、第二浸渍池、冷冻干燥装置和马弗炉分别于所述控制器电性连接，所述提拉机、第一浸渍池、第二浸渍池、冷冻干燥装置和马弗炉通过传动导轨依次连接。

优选的，所述第一浸渍池与第二浸渍池之间设置有支架，所述支架分别与第一浸渍池与第二浸渍池通过传动导轨连接。

优选的，提拉机由机械手、水平方向导轨、垂直方向导轨和滑动架组成；

其中，所述机械手通过滑动架固定连接于垂直方向导轨上，所述垂直方向导轨通过滑动架固定连接水平方向导轨上；所述水平方向导轨和垂直方向导轨分别设置有伺服电机。

优选的，第一浸渍池为低温冷冻箱；所述第一浸渍池内设有压缩机、电源，且所述压缩机与电源电性连接；

所述第一浸渍池涂有防腐涂层，所述防腐涂层的外表面依次设有保温层和外壳；

还包括：排液管，所述排液管设置在所述第一浸渍池底部；

更优选的，所述外壳为钢板材质。

更优选的，所述第二浸渍池内部涂有防腐涂层，第二浸渍池底部设有搅拌装置；

所述防腐涂层优选为聚四氟乙烯等耐酸碱涂层；且防腐涂层为带防腐涂层的钢板。

更优选的，所述第一浸渍池和第二浸渍池均设有搅拌装置，所述搅拌装置固定在浸渍池的内表面。

采用上述进一步的有益效果在于：本发明能够在有效提高浸渍池的使用寿命的同时简化装置的结构。

本发明还提供了上述脱硝催化剂端部硬化装置的硬化方法，包括以下步骤：

(1)将NaOH、尿素和水按质量比为(5～9):(10～14):(79～83)的比例进行混合得到溶解液；然后将混合后的溶解液进行预冷冻，备用；

(2)分别配制第一浸渍前驱液和第二浸渍前驱液，并将第一浸渍前驱液置于第一浸渍池中，将第二浸渍前驱液置于第二浸渍池中，备用；

(3)将脱硝催化剂固定于提拉机上，并在第一浸渍池中进行浸渍；

(4)将浸渍后的脱硝催化剂通过传动导轨置于支架上进行静置老化；

(5)将老化后的脱硝催化剂置于第二浸渍池中进行浸泡2～3h；

(6)将步骤(5)中浸渍后的脱硝催化剂通过传动导轨置于冷冻干燥箱内进行冷冻干燥；

(7)将冷冻干燥后的脱硝催化剂置于马弗炉内进行煅烧之后，即得端部硬化后的脱硝催化剂。

进一步，上述步骤(1)中预冷冻温度为-15～0℃，预冷冻时间为1-5min；

采用上述进一步的有益效果在于：采用本发明上述预冷冻操作能够有效提高有机物的溶解度，使溶胶保持良好的流动性。

进一步，上述步骤(2)中第一浸渍前驱液的配制方法为：将有机物采用纤维粉碎机进行粉碎，然后将粉碎后的有机物与溶解液按质量比1:(10～30)进行混合，得到溶胶态的第一浸渍前驱液，并将第一浸渍前驱液置于第一浸渍池中备用；

第二浸渍前驱液的配制方法为：将硅溶胶和水、N，N-二甲基甲酰胺混合按质量比(10～50):(40～85):(5～10)进行混合后得到溶胶态的第二浸渍前驱液，并将第二浸渍前驱液置于第二浸渍池中备用。

更进一步，上述有机物粉碎粒度为100～200目，上述溶解液与有机物混合搅拌速率为100～200rpm，搅拌时间为1～5min；

采用上述进一步的有益效果在于：采用本发明上述操作方法能够使破碎后的有机物以适宜的尺寸附着于端部催化剂表面。

更进一步，上述有机物为纸屑、棉、秸秆中的一种或几种的混合。

采用上述进一步的有益效果在于：本发明上述有机物主要组分为纤维素，能够完全溶解形成溶胶体系，方便后续溶胶在端部的附着及处理。

进一步，上述步骤(3)中浸渍次数为1～3次，每次浸渍时间为2～3h，浸渍深度为5～20cm；

采用上述进一步的有益效果在于：采用本发明上述操作方法能够保证浸渍膜层厚度。

进一步，上述步骤(4)中老化时间为10～20h；

采用上述进一步的有益效果在于：采用本发明上述操作方法能够得到负载稳固的纤维素模板层。

进一步，上述步骤(6)中冷冻干燥温度为-60～-40℃，冷冻干燥时间为5～15h；

采用上述进一步的有益效果在于：采用本发明上述操作方法能够保护表面涂层均匀紧密不易破裂。

进一步，上述步骤(7)中所述煅烧温度为400～600℃，煅烧时间为0.5～2h。

采用上述进一步的有益效果在于：采用本发明上述操作方法能够将纤维素模板去掉，实现催化剂端部硬化的同时保证催化剂端部有效组分的利用率。

本发明的有益效果在于：利用本发明的脱硝催化剂端部硬化装置进行脱硝催化剂的端部硬化，实现了脱硝催化剂快速、高效的端部硬化、实现了自动化，减少现场操作员工数量，提高生产效率，降低了生产成本，有利于工业化生产，本发明硬化后的脱硝催化剂表面膜层致密，具有良好的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明脱硝催化剂端部硬化装置示意图，

附图1中，各标号所代表的结构列表如下：1-提拉机、2-第一浸渍池、3-支架、4-第二浸渍池、5-冷冻干燥装置、6-马弗炉、7-传送带；

图2为本发明脱硝催化剂端部硬化装置第一浸渍池示意图；

附图2中，各标号所代表的结构列表如下：21-压缩机、22-压缩机电源、23-防腐涂层、24-保温层、25-钢板外壳、26-搅拌装置、27-排液管；

图3为本发明实施例1脱硝催化剂端部硬化后表面形貌图；

图4为本发明实施例2脱硝催化剂端部硬化后表面形貌图；

图5为本发明实施例3脱硝催化剂端部硬化后表面形貌图；

图6为本发明实施例4脱硝催化剂端部硬化后表面形貌图；

图7为本发明实施例5脱硝催化剂端部硬化后表面形貌图。

具体实施方式

以下的实施例在于详细说明本发明，只是本发明的较佳实施例，并非限制本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

(1)将NaOH、尿素和水按质量比为9:10:83的比例进行混合得到溶解液；然后将混合后的溶解液进行预冷冻，备用；

(2)将秸秆采用纤维粉碎机进行粉碎至100目，然后将粉碎后的秸秆与溶解液按1：20的质量比例进行在200rpm转速下，搅拌混合1min，得到溶胶态的第一浸渍前驱液，然后将第一浸渍前驱液置于第一浸渍池中备用；

将硅溶胶和水、N，N-二甲基甲酰胺混合按10:85:5的质量比进行混合后得到溶胶态的第二浸渍前驱液，然后将第二浸渍前驱液置于第二浸渍池中备用；

(3)将脱硝催化剂固定于提拉机上，并在第一浸渍池中进行浸渍3次，每次浸渍2h，每次浸渍深度为5cm；

(4)将步骤(3)中进行浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于支架上进行静置老化10h；

(5)将步骤(4)中老化后的脱硝催化剂置于第二浸渍池中进行浸泡3h；

(6)将步骤(5)中浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于-40℃的冷冻干燥箱内进行冷冻干燥15h；

(7)将步骤(6)中冷冻干燥后的脱硝催化剂置于400℃的马弗炉内进行煅烧2h之后，即得端部硬化后的脱硝催化剂。

实施例2

(1)将NaOH、尿素和水按质量比为5:14:79的比例进行混合得到溶解液；然后将混合后的溶解液进行预冷冻，备用；

(2)将纸屑和棉采用纤维粉碎机进行粉碎至200目，然后将粉碎后的纸屑和棉与溶解液按30:1的质量比例进行在100rpm转速下，搅拌混合5min，得到溶胶态的第一浸渍前驱液，然后将第一浸渍前驱液置于第一浸渍池中备用；

将硅溶胶和水、N，N-二甲基甲酰胺混合按50:40:10的质量比进行混合后得到溶胶态的第二浸渍前驱液，然后将第二浸渍前驱液置于第二浸渍池中备用；

(3)将脱硝催化剂固定于提拉机上，并在第一浸渍池中进行浸渍1次，浸渍3h，浸渍深度为20cm；

(4)将步骤(3)中进行浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于支架上进行静置老化10h；

(5)将步骤(4)中老化后的脱硝催化剂置于第二浸渍池中进行浸泡2h；

(6)将步骤(5)中浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于-60℃的冷冻干燥箱内进行冷冻干燥5h；

(7)将步骤(6)中冷冻干燥后的脱硝催化剂置于600℃的马弗炉内进行煅烧0.5h之后，即得端部硬化后的脱硝催化剂。

实施例3

(1)将NaOH、尿素和水按质量比为7:12:81的比例进行混合得到溶解液；然后将混合后的溶解液进行预冷冻，备用；

(2)将纸屑、棉和秸秆采用纤维粉碎机进行粉碎至150目，然后将粉碎后的纸屑、棉和秸秆与溶解液按15:1的质量比例进行在150rpm转速下，搅拌混合3min，得到溶胶态的第一浸渍前驱液，然后将第一浸渍前驱液置于第一浸渍池中备用；

将硅溶胶和水、N，N-二甲基甲酰胺混合按30:62:7的质量比进行混合后得到溶胶态的第二浸渍前驱液，然后将第二浸渍前驱液置于第二浸渍池中备用；

(3)将脱硝催化剂固定于提拉机上，并在第一浸渍池中进行浸渍浸2次，每次浸渍2.5h，每次浸渍深度为15cm；

(4)将步骤(3)中进行浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于支架上进行静置老化15h；

(5)将步骤(4)中老化后的脱硝催化剂置于第二浸渍池中进行浸泡2.5h；

(6)将步骤(5)中浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于-50℃的冷冻干燥箱内进行冷冻干燥10h；

(7)将步骤(6)中冷冻干燥后的脱硝催化剂置于500℃的马弗炉内进行煅烧1h之后，即得端部硬化后的脱硝催化剂。

实施例4

(1)将NaOH、尿素和水按质量比为8:13:80的比例进行混合得到溶解液；然后将混合后的溶解液进行预冷冻，备用；

(2)将棉和秸秆采用纤维粉碎机进行粉碎至120目，然后将粉碎后的纸屑、棉、秸秆与溶解液按20:1的质量比例进行在180rpm转速下，搅拌混合2min，得到溶胶态的第一浸渍前驱液，然后将第一浸渍前驱液置于第一浸渍池中备用；

将硅溶胶和水、N，N-二甲基甲酰胺混合按25:55:10的质量比进行混合后得到溶胶态的第二浸渍前驱液，然后将第二浸渍前驱液置于第二浸渍池中备用；

(3)将脱硝催化剂固定于提拉机上，并在第一浸渍池中进行浸渍浸3次，每次浸渍3h，每次浸渍深度为13cm；

(4)将步骤(3)中进行浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于支架上进行静置老化18h；

(5)将步骤(4)中老化后的脱硝催化剂置于第二浸渍池中进行浸泡3h；

(6)将步骤(5)中浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于-55℃的冷冻干燥箱内进行冷冻干燥8h；

(7)将步骤(6)中冷冻干燥后的脱硝催化剂置于450℃的马弗炉内进行煅烧1.5h之后，即得端部硬化后的脱硝催化剂。

实施例5

(1)将NaOH、尿素和水按质量比为5:12:79的比例进行混合得到溶解液；然后将混合后的溶解液进行预冷冻，备用；

(2)将纸屑和秸秆采用纤维粉碎机进行混合粉碎至200目，然后将粉碎后的纸屑和秸秆与溶解液按12:1的质量比例进行在120rpm转速下，搅拌混合4min，得到溶胶态的第一浸渍前驱液，然后将第一浸渍前驱液置于第一浸渍池中备用；

将硅溶胶和水、N，N-二甲基甲酰胺混合按45:60:8的质量比进行混合后得到溶胶态的第二浸渍前驱液，然后将第二浸渍前驱液置于第二浸渍池中备用；

(3)将脱硝催化剂固定于提拉机上，并在第一浸渍池中进行浸渍浸2次，每次浸渍2.5h，每次浸渍深度为7cm；

(4)将步骤(3)中进行浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于支架上进行静置老化16h；

(5)将步骤(4)中老化后的脱硝催化剂置于第二浸渍池中进行浸泡2h；

(6)将步骤(5)中浸渍后的脱硝催化剂通过滑动导轨置于-50℃的冷冻干燥箱内进行冷冻干燥12h；

(7)将步骤(6)中冷冻干燥后的脱硝催化剂置于550℃的马弗炉内进行煅烧1h之后，即得端部硬化后的脱硝催化剂。

上述脱硝催化剂端部硬化装置的硬化方法，利用本发明实施例的脱硝催化剂端部硬化装置进行脱硝催化剂的端部硬化，实现了脱硝催化剂快速、高效的端部硬化、实现了自动化，减少现场操作员工数量，提高生产效率，降低了生产成本，有利于工业化生产。

实施例1-5脱硝催化剂的端部硬化方法使用的端部硬化装置为：

包括：提拉机1、第一浸渍池2、第二浸渍池4、冷冻干燥装置5、马弗炉和6控制器；

提拉机1、第一浸渍池2、第二浸渍池4、冷冻干燥装置5和马弗炉6分别与所述控制器电性连接，提拉机1、第一浸渍池2、第二浸渍池4、冷冻干燥装置5和马弗炉6通过传动导轨7依次连接。

在一个实施例中，第一浸渍池2与第二浸渍池4之间设置有支架3，支架3分别与第一浸渍池2与第二浸渍池4通过传动导轨连接。

在一个实施例中，提拉机1由抓取机械手、水平方向导轨、垂直方向导轨和滑动架组成，机械手通过滑动架固定连接于垂直方向导轨上，垂直方向导轨通过滑动架固定连接水平方向导轨上，水平方向导轨和垂直方向导轨分别设置有一个伺服电机。

优选的，第一浸渍池2为低温冷冻箱；所述第一浸渍池2内设有压缩机21、电源22，且所述压缩机21与电源22电性连接；所述第一浸渍池2涂有防腐涂层23，所述防腐涂层的外表面依次设有保温层24和外壳25；第一浸渍池2还包括排液管27，所述排液管27设置在所述第一浸渍池2底部；外壳25为钢板材质；第二浸渍池内部涂有防腐涂层，第二浸渍池底部设有搅拌装置；防腐涂层为聚四氟乙烯等耐酸碱涂层；且防腐涂层为带防腐涂层的钢板；第一浸渍池2和第二浸渍池3均设有搅拌装置，搅拌装置固定在浸渍池的内表面。

脱硝催化剂端部硬化装置的硬化过程为：将催化剂固定在提拉机的抓取机械手上，且端部向下；启动提拉机，通过滑动导轨将脱硝催化剂浸渍与第一浸渍池内，浸渍完毕后，通过滑动导轨将脱硝催化剂置于支架上进行老化，老万完成后，通过提拉机的机械手以及滑动导轨将脱硝催化剂浸渍于第二浸渍池，二次浸渍完成后，通过提拉机的机械手和滑动导轨将脱硝催化剂置于冷冻干燥箱内进行冷冻干燥，然后通过提拉机的机械手和滑动导轨将脱硝催化剂置于马弗炉内进行煅烧，即得端部硬化后的脱硝催化剂。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。