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【运维之道】脱硝催化剂自动开袋输送配料系统

2019年02月01日 热度:360 ℃

特邀《电力设备管理》杂志推文

1.系统总述

1.1系统描述

本创新技术为实现大唐南京环保科技有限公司脱硝催化剂系统中粉体原料流程以下功能

1)无尘吨包开袋——行车起吊,手动拆包,保证全程无尘

2)无尘小包(25KG)开袋——堆高车升降码垛料包,手动拆包,全程无尘

3)管道密封输送 ——实现物料无尘负压气力输送

4)全自动配料处理流程——在输送的过程中实现主料全自动称重计量并实现配方驱动。辅料精确计量配料后,负压管道输送至主称重系统

5)液体全自动配料——容积法或称重法,实现配方驱动

设计原则为实现生产过程自动化,降低劳力强度,降低粉尘污染,实现环保生产。

本系统包括以下几个部分有机组成。

1) 主料无尘吨袋开袋系统4套(利用已有开袋料仓,实现除尘改造)

2) 辅料无尘吨袋开袋系统6套(新增,带自动升降机,平台,楼梯)

3) 粉料负压气力输送系统3套

4) 主料称重配料系统 3套 (量程1000kg,分辨率0.2kg)

5) 辅料称重配料系统 2套 (大秤量程100kg,分辨率0.05kg;小秤量程10kg,分辨率0.01kg)

6) 液体定量系统(定量流量计)

7) 自动化电气控制系统

本技术主要为解决钛白粉开袋、输送、配料等工艺流程的自动化实施。系统采用电与气自动化控制结合方式。自动化处理核心采用三菱电机公司产品(型号FX3U-25),与工业HIM相结合实施,可靠性极高,平均无故障时间30万小时(相当于10年)。系统采用四层控制,即

1) 现场手动控制

2) 远程独立控制

3) 远程单流程控制

4) 远程全自动程序控制。

1.2技术要求

1.2.1  原料输送系统 输送最大量:4t/h

1.2.2  称重配料系统 

1)主料定量最大量程 700kg定量精度:±1Kg

2)辅料大秤最大量程 120kg 定量精度:±300g

3)辅料小秤最大量程 10kg定量精度:±30g

4)定量体积 2m3(主辅料全部进主料秤)

5)主辅料称重定量速度:30分钟/批次

1.2.3配重负压机出料时间: 120-300秒/仓(MAX:800Kg,工艺要求)

1.3工艺流程图

1.4 气力输送样式及技术参数

输送形式:稀相负压

罗茨风机:NSR-125

管内物料流动:悬浮流

料气比:预计10Kg料/1Kg气

耗气量: 预计400Nm³/h

物料运行速度:5m/s~10m/s

气流运行速度:5m/s~10m/s

输送用气源压力:49-58KPa

实际输送产量:8-10m3/h/套

输送用管路:dn100×4无缝钢管  SUS304

2.设备分项技术说明

2.1配重负压上料机

2.1.1描述

A) 主料吨包开袋流程

起吊吨袋至开袋站各自进料仓上方, 用行车下降吨袋到开袋口,启动负压除尘,再人工解开吨袋。吨袋物料通过重力下落到开袋站,完成开袋,整体过程采用负压吸尘,确保无粉尘冒出。吸附的粉尘通过脉冲吹打,回到开袋站。

B) 辅料小包开袋流程

用升降叉车或堆高车将小包码垛放置到开包平台,操作工可以方便地将25kg小包开袋至开袋站,开袋后物料各自进入原料仓准备称量。整体过程采用负压吸尘,确保无粉尘冒出。吸附的粉尘通过脉冲吹打,回到开袋站。辅料开袋仓有效容积为1m3。

C) 主料称重配料流程

开袋站物料通过定量螺旋进入输送管道,实现气力输送。负压仓加装电子称重装置,气力输送到负压仓的物料在负压仓里再次校核,并实现自动出料到混炼机。

D) 辅料称重配料流程

开袋站物料通过定量螺旋进入定量秤,系统共设置3套输送管道,实现气力输送。负压仓加装电子称重装置,气力输送到负压仓的物料在负压仓里再次校核,并实现自动出料到混炼机。

E) 负压气力输送流程

气力输送与自动称重配料相结合,并且在自动化控制上无缝连接,实现2种主料与1种辅料的配料即可。输送配料系统的物料根据配方切换,具体实现是螺旋、阀门、风机、负压仓相互作用完成。最后实现负压机依次吸入ABC三种原料,完成配料工作,负压机安装有过滤清洁装置及负压泵,用于将吸料过程中产生的粉尘滤除,并将过滤后的洁净空气排入大气,使操作工能在清洁的环境中轻松地工作。

2.1.2设计相关指标

设计能力:5t/h

设计压力:-0.03MPa---+0.1Mpa

设计温度:80℃

介质:粉料+空气

过滤面积:10.0㎡

过滤效率:99.99%

2.2 混合机

2.2.1描述

实现粉料液体进行膏状混合。

2.3电气控制单元

2.3.1 电气控制系统描述

整个电气控制系统元件均采用支持MODBUS现场总线网络的产品,控制主核采用三菱FX3U-256系列,并采用现场总线系统进行网络化设计,增强了系统的开放性、可操作性及设备的智能化程度。电气控制系统由

1) 电动执行元件

2) 气动执行元件

3) 气动控制元件、

4) 控制系统等几部分组成。

气动执行元件:选用无油气动执行元件,具有定位精度高、重量轻、反应速度快、安全方便、动作可靠、使用寿命长等特点。

气动控制元件:选用日本SMC公司产品。该系统包括电磁阀、气动二联件、安全阀、调速阀、单向阀等。各类阀压力适应强,采用无给油形式和防尘超小型结构,并带有手动装置,操作简便,功率大,安装方便。

控制系统:整个控制系统由可编程控制器、传感器输入装置、PC工业控制机、通讯接口、输出指示灯等部分组成。

触摸屏自动化控制系统说明

触摸屏管理系统由:WINVIEW。采用U盘进行数据处理和数据贮存,数据传送到计算机后,可以用excel ,acess等标准数据处理软件打开,联接打印机后可打印次报表、日报表、周报表、月报表、年报表,合格情况计算报表,误操作情况记录报表等内容。可使整个管理系统现代化。另外,在专用软件包状态下开发的,《风送、储存、卸储软件》可在计算机上实时地观察在各种生产状况,利用多媒体功能进行与现场一致的各项报警。操作介面采用组态软件制作,画面显示所有机械设备及管道以及模拟信号、开关信号的状态,所有设备均可在屏幕上进行操作,有自动及手动操作方式。充分体现了设备的先进性。

2.3.2电气控制单元特点

1、 采用现场总线,可靠性极高。

2、 采用无给油型进口气动元件,减少污染。

3、 整个系统采用上、下二位机二次结构,继开上位机、下位机系统的可满足正常生产需要。

4、 计量仪表及PLC与触摸屏实现双向数据交换。

5、 触摸屏实现工艺流程的全面化显示,形成总画面及分画面,画面显示各设备的工作状态。如:运行、停止、进料等。

6、 外联计算机有实时报表,历史报表记录打印功能。

3.系统创新性

脱硝催化剂起初使用称重设备,将所需要的配方物料进行配比,利用斗提传送机将配比好的物料输送至混合机,这种配比输送方式大大增加了劳动力,且粉料到处飘溢,车间环境不有利于员工职业健康。通过创新改造,在现有的吨包袋设备处添加负压气力输送系统,设备可靠,稳定性好,称重精度有了极高的保障,大大减少了劳动力,同时无粉尘溢出,满足了职业健康标准。

4. 系统可推广性

该系统在蜂窝催化剂制造领域已经使用,在平板式催化剂制造领域由于混料这块各制造商装备不一样,暂未完全覆盖使用,完全有推广的可能性。

5.系统经济效益性

该系统节约了原材料成本,吨包袋上方料袋除尘器回收的粉料能继续使用,加料过程中无任何粉尘溢出,能耗方面要比原先三套称重设备加斗提机设备小60KW,起到了降本增效的作用。

6.系统特性

在气力输送中以输送的气体压力低于大气压的称为负压吸送式输送;负压吸送式气力输送是工程历史上最早实际运用最可靠、最成熟的输送方式。一般用罗茨真空泵作动力源,将管路及罐式仓抽成一定的真空状态,促成进风口在大气压的作用下形成物料与气体的两相流,经输送管道输入旋风分离器。两相流在旋风分离器内由于离心力及重力作用下,使大部分物料与气体分离。少量的物料与气体进入除尘器,通过滤袋作用使粉料与气体分离。气体排入大气。

负压输送有以下几种特点:

1、与其他散状固体物料的输送设备相比气力输送系统是小颗粒固体物料连续输送最合适的输送设备,同样也适于间断地将大量的颗粒物料从包装袋、罐车、铁路车辆和货船输送至贮仓。

2、可充分利用空间。带式输送机、螺旋输送机、埋刮板输送机等输送机械实质上是朝一个方向输送, 而气力输送系统可以向上、向下或围绕建筑物、大的设备及其他障碍物输送物料,其输送管可高出或避开其他装置或设备所占用的空间。

3、所采用的各种固体物料输送泵、流量分配器以及接受器的操作非常类似于流体设备的操作因此大多数气力输送关系很容易实现自动控制, 由一个中心控制台操作。

4、与其他散状固体物料的输送设备相比,其着火和爆炸的危险性小。

5、气力输送系统常常是干净的,并且消除了对环境的污染。在负压输送时, 任何一处的空气泄漏都是向内的,因此物料的污染就可限制到最小。环保的可靠性最好,管路内的粉尘不会泄漏于环境;完全杜绝了由于物料泄露造成的对环境的污染和对操作人员身体的伤害,以及周围环境对于物料的污染。

6、输送物料可以散装,操作效率高, 包装和装卸费用低。

7、设备简单,占地面积,可充分利用空间,设备的投资和维修费用少。

8、以实现由数点集中送往一处,或由一处分散送往数点。

9、对于化学性能不稳定的物料,可以采用惰性气体输送。

10、利于安全生产,改善车间卫生条件,防止灰尘、粉尘的外扬,有利于环境保护。由以上特性可以看出,负压输送装置相比较其他散状固体物料的输送设备,该装置更具有先进性、创新性,对其他的设备粉料泄露、机械的易磨损、难维护、以及无法多点卸料,负压输送装置完全弥补了其他设备的缺点。负压输送装置及相关技术广泛应用于建材、化工、粮食、冶金、采矿、环保、轻工、能源等部门,并且往往成为设备的经济安全稳定运行、开发新的工艺流程、发展新型气固输送的关键技术。

气力输送和其它设备相比具有一系列的优点:生产率高、设备的构造简单、管理方便、自动化程度高、节省劳动力、易装载、防潮、防污染。特别是在车间内部应用时,可将输送过程和工艺过程相结合,简化工艺过程和设备。如水泥有袋装改为散装,是用气力输送罐车后,可提高劳动生产效率20倍;改善劳动条件,减少水泥粉尘外卸,防止污染环境。

随着我国工业,农业现代化的进程,物料的搬运日趋频繁,特别是在化工、钢铁、冶金等企业中,大部分动力消耗于原料和制成品的运输,因此需要寻找一些经济、省力的搬运方式。对于粉粒的搬运,气力输送是一种最为经济、省力、便于实现自动化的搬运方式。近些年来,在工厂车间内部和建筑、公路、铁路、传播的运输作业中,对各种粉末状、颗粒状、纤维状、和叶片状的物料,如水泥,石灰,面粉、谷物、煤粉、炸药、化肥、化工原料、型砂、棉花、羊毛、烟丝、茶叶、炭黑、木屑等,越来越广泛地采用散料的存贮和气力输送的方式。

7.系统流程图

(此专文摘自《电力设备管理》杂志文库,专文主创单位:大唐南京环保公司)

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