SCR脱硝催化剂网带窑设计及应用

胡恒磊

摘要：为了推广应用“新型SCR脱硝催化剂”，根据生产厂家的实际情况，在吸取国外厂家的先进经验和脱硝催化剂隧道窑成功经验的基础上，设计了本条SCR脱硝催化剂网带窑。设计及实际应用中采用新型PID调节，把实际温差控制在±5℃以内烧成成品率提高到98%以上；同时应用石英加热管加热，增加加热元件抗腐蚀性，减少更换加热元件的周期，节省了能耗及原件成本；通过轻质材料的应用相对于传统耐火砖窑炉节能30%以上，降低生产成本，节能降耗。

关键词：脱硝催化剂 网带窑 SCR

一、网带窑设计

该窑炉由窑体、电加热系统、排潮系统、网带运转系统、调速系统、测控系统、冷却系统等几部分组成。

1.窑体

窑体由预热带，烧成带，冷却带组成。

框架采用模数化制作，现场组装，其中25个长2000mm标准单元，头架，尾架两个单元，共计27单元。框架底部铺3mm钢板，顶面2mm钢板，侧面铺2mm钢板，窑体外壳为型钢扣板结构，扣板采用1.2mm冷板折弯红色烤漆，结构稳固，密封性好，外型美观。

窑体采用轻质材料能够减薄窑体厚度，减少窑体的蓄散热量，使窑炉具有热惰性小，有利于自动控制及节能降耗。在炉体前段设304不锈钢闸板7道，闸板可阻止气流和热量散失，螺杆调节，调节高度 180mm。

2、电加热系统

采用电加热石英管上下双排布置，使温度更加均匀，减小窑内上下温差。

石英管采用φ20mm×2mm，内部安装Cr20Ni80电炉丝，每支石英管加热功率2KW，全窑配450支，共计900KW，电炉丝丝径计算根据功率及接线方法安装条件计算选定。分15区控制每区60KW，接线方法初步定星形接法。

3、排潮系统

排潮管路设在预热带前段，共设11个支排风管，支排湿管在窑炉顶的排风口采用鸭嘴形式的烟气分流器，有利于窑炉横断面左、中、右的温差最小、温度均匀。其中后7个采用“S”型支排风管，并在“S”管顶部开有清理口，同时在“S”管位置安装电发热带，加热时融化管内有机粘稠物，并定期清理；其它4条支管采用直管式；排潮管做外保温处理。管路支管采用DN150×2不锈钢管路，主管采用DN350*2.5不锈钢管路，应用排潮风机把制品排出的废气排到车间主管路。风机采用15kw不锈钢风机（型号待定），变频控制，一开一备，风机出口12米不锈钢管路DN350*2.5。

4、网带运转系统

网带运转系统由驱动机构、网带、纠偏装置、涨紧装置、滚筒、托滚等部分组成。驱动机构采用变频调速电机减速机，此调速方式为无级调速速度变化比较平稳并且调速范围比较宽广。网带采用316L不锈钢金属网带，此种网带可在700℃长期使用且不易生锈，抗腐蚀能力极强。紧装置采用螺旋杆调整式，此种方式操作简单，但不能自动调整网带的张力。

主动滚筒采用φ600mm×12mm滚筒外面螺旋焊φ8mm不锈钢筋（或铸胶），增加滚筒的摩擦力，使网带在负重时出现打滑现象。在整个网带窑内采用不锈钢托辊，托辊参数φ38mm×3mm加工成与些齿轮传动卡子配套件，在窑内间距250mm。

托辊传动系统：托辊传动采用斜齿轮传动，变频调速的控制方式。主传动电机为摆线针轮减速电机，速度调节由变频器调节。可很方便的实现正反转的功能。传动轴、大小斜齿轮均为45#钢精加工而成。大小斜齿轮经过精加工后热处理而成，其中大斜齿轮下小半部浸在油槽中润滑传动，从而有效地保证传动系统平稳耐磨、耐用。传动电机：全窑传动共用6台二级电机减速机，电机功率0.75kw。

5、冷却系统

通过一台冷却风机在网带窑的冷却带往窑内多点打冷风和在急冷带做两台换热器通过往换热器内打冷风换出热风的方式实现对制品的间接冷却。换热器窑内采用不锈钢管，置于产品上下两层，换热面积每台15m2，每台换热器窑体方向3米长，分三点控制进风量，每点控制1M长度，窑外接薄壁碳钢管和冷风风机。

最后4米接陶瓷冷却管，管壁上开长槽孔，开孔方向向窑顶和窑底部，每个陶瓷管通过阀门单独控制，由风机供应冷风，或采用换热器换出的热风往窑内送风，保证出窑产品温度。

6、测控系统

所有的温度、压力控制点/检测点均配置有单独的数字显示，可做到自动/手动/等操作的无扰动切换，操作人员可以从计算机或控制柜面板上一览窑炉工作数据。

7、生产质量管理数据库

上位计算机具备了一个较完善的生产质量管理数据库，它可长期显示记录每个批次产品自进窑到出窑整个干燥周期中热工参数的变化情况，如它所经过的温度曲线、压力曲线及相应时段的机电设备的运行情况。可保存12个月，而且可随时作出备份以供长期保存。这个数据库的实现可促进全面质量管理体系的完善。

该系统已备有通讯接口和联网软件，可方便地与工厂管理部门的计算机联网，发挥控制管理一体化的优势，促进工厂的现代化管理。（甲方提供触摸屏，工控机，工控软件，采用无限点服务器型）

窑炉测控点布置。温度测控点：38点；热电偶38支；光电开关：5点。

炉温控制系统核心硬件采用可编程控制器（PLC），PLC具有功能强大，使用方便，可靠性高等优点。PLC主要有CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。

在整个炉温控制过程中有热电偶采集炉温，其输出形式是模拟量，而PLC处理的是数字量，因此需要一个特殊功能模块实现将采集到的模拟信号转换成与温度成比例的数字量。当PLC进行PID控制时向执行器输出运算结果，也就是控制量，而这个控制量是数字量，执行器要求的信号时模拟量，所以还需要一个特殊功能模块将PLC输出的数字量转换成模拟量输入到执行器，从而实现对炉温的控制。

二、应用

此网带窑设计制作完成后顺利应用于瑞基科技有限公司脱硝催化剂的生产中，通过实际生产中的应用，印证了此网带窑设计先进合理以及摘要中的优点，瑞基科技有限公司生产1个月后又上同样规格的一条网带窑生产线。

三、应用前景

由于SCR蜂窝脱硝催化剂生产工艺复杂，技术难度较大，目前国内还不易掌握.我国脱硝催化剂生产技术现在还处在起步阶段，使用的脱硝催化剂生产工艺基本依靠引进国外技术或進口国外催化剂产品。但随着我国自主研发技术的提高及对西方国家引进技术的消化吸收，国内脱硝SCR催化剂技术得到了较快的发展。

随着我国环保技术指标要求的不断提高，人民群众对烟气脱硝的要求日益强烈，国内投资SCR脱硝催化剂生产厂家也在不断增多，因此会对scr脱硝催化剂网带窑需求量会飞速增长。