一种SCR脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用系统及其方法

技术领域

本发明涉及大气污染控制技术领域，具体涉及一种SCR脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用系统及其方法。

背景技术

氮氧化物(NO

目前在国内燃煤电厂锅炉烟气脱硝系统中，应用广泛的是以锐钛矿型二氧化钛为载体负载钒氧化物作为活性物质，辅以氧化钨或氧化钼为助催化剂的金属氧化物催化剂。现有烟气脱硝催化剂主要采用蜂窝式SCR脱硝催化剂，该种催化剂的生产工艺国内外基本相同，生产工艺均为：混炼、过滤预挤出、挤出、一段干燥、二段干燥、窑炉煅烧、切割、装箱；在挤出工序，成型过程中由于挤出压力作用于模具背面，在模具背面会产生较多失水泥料，失水泥料堆积较多后，会造成模具堵孔现象，需要经常性的停机清洗模具，为保证成型过程高效顺利进行，必须对模具频繁进行清洗，现有的挤出成型模具清洗产生的泥浆不仅量大杂质多，且含有部分危险化学品，不可直接对外排放，处理方式通常是：一是通过储料池进行收集，静置干燥后由第三方专业处置公司或原料厂家进行处理；二是由脱硝催化剂生产厂家将泥料收集后，因传统的清洗工艺多采用的自来水中杂质较多，生产工艺对原料的纯净度要求较高，所以泥浆无法直接返工使用，一般是通过干燥、煅烧、磨制等方式处理后继续当做回收料使用。

根据上述可知，现有的模具清洗产生的泥浆处置方式较为复杂，交由第三方或原料厂家处置，以及依据现有回收处置流程进行回收，不仅会造成生产成本的增加，存储和干燥过程中会带来例如泥浆外泄、设备腐蚀等隐患；同时泥浆必须经过干燥，清洗水无法回收利用，造成浪费；一套高效且环保的模具清洗泥浆处理系统，对降低泥浆处理难度同时兼具经济型显得尤为重要。

发明内容

为了降低现有钒钛系SCR脱硝催化剂生产过程中模具清洗产生的泥浆处理难度，本发明的目的是提供一种简单可行的用于SCR脱硝催化剂挤出成型工序的模具清洗泥浆回收利用系统和方法，本发明可以提高原料利用率，实现模具清洗泥浆的回收利用，降低泥浆处理难度的同时降低催化剂生产成本。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种SCR脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用系统，该系统包括脱硝催化剂挤出成型模具、高压清洗装置、除盐水制备装置、料浆专用收集装置、泥浆中转箱、混炼机、第一提升装置和第二提升装置，

所述料浆专用收集装置的上部为具有空腔的泥料收集专用箱，所述内腔内设有模具专用支架，所述料浆专用收集装置的下部设有泥浆收集专用箱，所述泥浆收集专用箱分为上箱体和下箱体，所述内腔的底部设有导流槽，所述导流槽的下部设有贯穿所述泥浆收集专用箱的上箱体的带滤网落料管，

所述除盐水制备装置用于制备除盐水，所述高压清洗装置用于喷射除盐水清洗脱硝催化剂挤出成型模具，所述第一提升装置用于将泥浆收集专用箱中的泥浆提升至所述泥浆中转箱中，所述第二提升装置用于将所述泥浆中转箱中的泥浆提升至混炼机中。

优选地，所述高压清洗装置的出水口为雾状喷头或柱状喷头。

优选地，所述除盐水制备装置包括反渗透膜水处理装置。

优选地，所述除盐水制备装置还包括砂滤罐和/或碳滤罐。

优选地，所述泥浆收集专用箱的底部设有带阀门的泥浆过滤口。

优选地，所述泥浆收集专用箱与泥浆搅吸泵连接。

优选地，所述第一提升装置和所述第二提升装置为提升泵。

优选地，所述系统还包括储存除盐水的除盐水储罐。

本发明第二方面提供了一种脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用方法，该方法采用前文所述系统进行实施，

该方法包括以下步骤：

S1、制备除盐水；

S2、将所述脱硝催化剂挤出成型模具置于所述模具专用支架上，并采用所述高压清洗装置喷射除盐水清洗所述脱硝催化剂挤出成型模具；

S3、回收清洗所述脱硝催化剂挤出成型模具的过程中产生的泥浆，采用所述第一提升装置将所述泥浆收集专用箱中的泥浆提升至所述泥浆中转箱中，然后采用所述第二提升装置将所述泥浆中转箱中的泥浆提升至混炼机中回用。

优选地，所述高压清洗装置喷射除盐水的出水压力为1～15MPa，优选为5～12MPa，更优选为7～10MPa。

与现有技术相比，本发明至少具有以下优势：

1、使用本发明的回收利用系统，可以有效解决清洗模具废水及泥料的处理难题；

2、采用除盐水对模具进行清洗，通过对清洗模具水源的优化，替代部分混炼工艺中的部分除盐水，节约脱硝催化剂的生产成本；

3、全程100％回收利用，泥浆不对外排放，不泄漏，有效避免环保风险；

4、采用回收泥浆制备脱硝催化剂，满足生产工艺要求，成品率≥96.5％，符合项目生产目标。

附图说明

图1是本发明所述SCR脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用系统流程示意图；

图2是本发明所述料浆专用收集装置的示意图。

附图标记说明

1脱硝催化剂挤出成型模具；2高压清洗装置；3除盐水制备装置；4料浆专用收集装置；5泥浆中转箱；6混炼机；7第一提升装置；8第二提升装置；41空腔；42泥料收集专用箱；43模具专用支架；44泥浆收集专用箱；45导流槽；46带滤网落料管；441上箱体；442下箱体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明一方面提供了一种SCR脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用系统，如图1所示，该系统包括脱硝催化剂挤出成型模具1、高压清洗装置2、除盐水制备装置3、料浆专用收集装置4、泥浆中转箱5、混炼机6、第一提升装置7和第二提升装置8。

如图2所示，所述料浆专用收集装置4的上部为具有空腔41的泥料收集专用箱42，所述内腔41内设有模具专用支架43，所述料浆专用收集装置4的下部设有泥浆收集专用箱44，所述泥浆收集专用箱44分为上箱体441和下箱体442，所述内腔41的底部设有导流槽45，所述导流槽45的下部紧邻设有贯穿所述泥浆收集专用箱44的上箱体441的带滤网落料管46。

所述除盐水制备装置3用于制备除盐水，所述高压清洗装置2用于喷射除盐水清洗脱硝催化剂挤出成型模具1，所述第一提升装置7用于将泥浆收集专用箱44中的泥浆提升至所述泥浆中转箱5中，所述第二提升装置8用于将所述泥浆中转箱5中的泥浆提升至混炼机6中。

在采用本发明所述系统中，所述除盐水制备装置3用于制备除盐水备用；所述清洗过程在所述料浆专用收集装置4中进行，在对脱硝催化剂挤出成型模具1进行清洗时，先将脱硝催化剂挤出成型模具1放置在模具专用支架43上，并可以将脱硝催化剂挤出成型模具1调整至模具摆放位置；然后采用所述高压清洗装置2喷除盐水对脱硝催化剂挤出成型模具1进行清洗，脱硝催化剂挤出成型模具1背面圆孔及柱体缝隙中的泥料与除盐水结合变为泥浆，泥浆通过所述内腔41的底部的导流槽45进入带滤网落料管46中，所述滤网落料管45的滤网设置在滤网落料管45的入口处，通过滤网过滤，未与除盐水形成泥浆的硬块状泥料留在泥料收集专用箱42中，泥浆则经由滤网落料管45从上往下进入泥浆收集专用箱44的下箱体442中进行收集，为了防止泥浆收集专用箱44中沉淀的泥浆进入混炼机6中影响后续脱硝催化剂产品的制备以及防止沉淀的泥浆堵塞装置，在泥浆收集专用箱44和混炼机6中之间设置泥浆中转箱5，所述第一提升装置7用于将泥浆收集专用箱44中的泥浆提升至所述泥浆中转箱5中，所述第二提升装置8用于将所述泥浆中转箱5中的泥浆提升至混炼机6中制备新的脱硝催化剂产品。

在本发明所述系统中，所述收集专用箱42为具有空腔41、其中一侧具有开口的半密封型装置，采用种结构的装置，所述高压清洗装置2从开口向空腔41内喷除盐水对脱硝催化剂挤出成型模具1进行清洗时，可以防止使用高压清洗装置2冲洗脱硝催化剂挤出成型模具1时的泥浆飞溅。

在本发明中，所述脱硝催化剂挤出成型模具1可以为本领域熟知类型的SCR脱硝催化剂挤出成型模具，例如蜂窝式SCR脱硝催化剂挤出成型模具。

在本发明所述系统中，所述高压清洗装置2的出水口可以为雾状喷头或柱状喷头，所述高压清洗装置2的出水形态可以为柱状和雾状。在具体实施方式中，所述高压清洗装置2出水形态为雾状对脱硝催化剂挤出成型模具1喷淋时，可以软化挤出成型模具1背面失水硬块状泥料；所述高压清洗装置2出水形态为柱状时，冲洗挤出成型模具1背面圆孔及柱体缝隙中的泥料。

在本发明所述系统中，本发明所述除盐水制备装置3用于将市政自来水制备为除盐水。在具体实施方式中，所述除盐水制备装置3包括反渗透膜水处理装置，所述除盐水制备装置3可以去除市政自来水中98％以上的溶解性盐类。

在本发明所述系统中，所述除盐水制备装置3还包括砂滤罐和/或碳滤罐。在用反渗透膜水处理装置对市政自来水进行处理前，可以先采用砂滤罐和碳滤罐进行预处理，去除悬浮物和大颗粒杂质。

在本发明所述系统中，所述泥浆收集专用箱44的底部设有带阀门的泥浆过滤口。在具体实施方式中，所述泥浆过滤口可以用于对泥浆进行过滤，防止沉淀进入泥浆中转箱5中。

在本发明所述系统中，所述泥浆收集专用箱44与泥浆搅吸泵连接。所述泥浆搅吸泵大的设置位置不限，例如设置在泥浆收集专用箱44的底部。所述泥浆中转箱5中的泥浆长时间静置会出现泥料沉淀，泥水分离的现象，设置泥浆搅吸泵可以对泥浆充分进行搅拌，然后再将搅拌均匀的泥浆提升至泥浆中转箱5中进行使用。

在本发明所述系统中，所述第一提升装置7和所述第二提升装置8可以为本领域常规选择的提升装置。在优选实施方式中，所述第一提升装置7和所述第二提升装置8为提升泵。

在本发明所述系统中，所述系统还包括储存除盐水的除盐水储罐。在本发明中，采用除盐水制备装置3制备除盐水后，可以将除盐水置于除盐水储罐中储存。在具体实施方式中，还可以在除盐水储罐与高压清洗装置2之间设置用水中转箱。

本发明第二方面提供了一种脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用方法，该方法采用前文所述的系统进行实施，

该方法包括以下步骤：

S1、制备除盐水；

S2、将所述脱硝催化剂挤出成型模具1置于所述模具专用支架43上，并采用所述高压清洗装置2喷射除盐水清洗所述脱硝催化剂挤出成型模具1；

S3、回收清洗所述脱硝催化剂挤出成型模具1的过程中产生的泥浆，采用所述第一提升装置7将所述泥浆收集专用箱44中的泥浆提升至所述泥浆中转箱5中，然后采用所述第二提升装置8将所述泥浆中转箱5中的泥浆提升至混炼机6中回用。

在本发明所述方法中，在具体实施方式中，在制备除盐水的过程中，可以先对市政水进行预处理，然后再采用反渗透膜水处理装置对市政自来水进行处理，将制备得到的除盐水放置在除盐水储罐中进行储存；然后将待清洗的脱硝催化剂挤出成型模具1置于所述模具专用支架43上，调整至合适位置；接着通过管道连接将除盐水储罐接入高压清洗装置2用水中转箱，调整高压清洗装置2喷头出水至雾状并对脱硝催化剂挤出成型模具1进行喷淋，软化脱硝催化剂挤出成型模具1背面失水硬块状泥料，然后将高压清洗装置2喷头出水调整至柱状，冲洗脱硝催化剂挤出成型模具1背面圆孔及柱体缝隙；脱硝催化剂挤出成型模具1上残留的泥料受高压清洗机高频率冲刷，泥料与除盐水结合变为泥浆，通过所述内腔41的底部的导流槽45进入带滤网落料管46中，顺着所述滤网落料管45进入所述泥浆收集专用箱44的下箱体442中，通过滤网过滤，未与除盐水形成泥浆的硬块状泥料不能进入泥浆收集专用箱44中，硬块状泥料可以在后续清洗脱硝催化剂挤出成型模具1的过程中继续形成泥浆。采用除盐水对脱硝催化剂挤出成型模具1进行清洗收集泥浆的工艺，可以确保脱硝催化剂挤出成型模具1清洗过程中产生的泥料和泥浆不外泄，实现100％收集，环保且高效。

在本发明所述方法中，在具体实施方式中，采用的泥浆收集专用箱44的容积可以根据实际需要进行选择。在具体实施方式中，所述泥浆收集专用箱44的容积可以为200～300L，例如200L、218L、225L、242L、256L、288L、或300L。在具体实施方式中，所述硝催化剂挤出成型模具1的耗水量可以为45～55L/次，例如45L、50L或55L/次；清洗次数可以为3～5次，例如3次、4次或5次。在优选实施方式中，所述泥浆收集专用箱44的容积为256L，所述硝催化剂挤出成型模具1的耗水量为50L/次，清洗4次后，所述泥浆收集专用箱44的液位达到液位浮球开关设定启动位，泥浆搅吸泵启动。通过所述泥浆收集专用箱44收集的泥浆长时间静置会出现泥料沉淀，泥水分离的现象，加装泥浆搅吸泵可以对泥浆充分进行搅拌后再提升至泥浆中转箱5；所述泥浆收集专用箱44降低后，达到液位浮球开关设定的停止位，污泥搅吸泵停止运转。泥浆经过搅拌处理后提升至泥浆中转箱5，可有效防止在收集等待过程中泥浆产生沉淀。

在本发明所述方法中，在具体实施方式中，泥浆中转箱5中的泥浆可以分批次加注进混炼机6中回用。所述泥浆收集专用箱44配置提升泵，并通过管道连接至混炼机6液体加注系统。泥浆中转箱5液位达到泥浆中转箱5高度时，提升泵启动，将泥浆加注到混炼机内部。本发明将硝催化剂挤出成型模具1上残留的泥料用除盐水进行回收结合混炼工艺，将加注的泥浆水替换为混炼工序第一步除盐水，第一步混炼结束后，检测水分，根据水分调整后续步骤的除盐水加注量。通过本发明所述方法进行泥浆回收利用，可将因清洗硝催化剂挤出成型模具1产生的泥料和除盐水全部进行回用。

在本发明所述方法中，为了硝催化剂挤出成型模具1上残留的泥料冲洗干净并形成泥料，需要合理控制所述高压清洗装置2的出水压力。在具体实施方式中，所述高压清洗装置2喷射除盐水的出水压力可以为1～15MPa，优选为5～12MPa，更优选为7～10MPa，例如7MPa、8MPa、9MPa或10MPa。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

以下实施例在本发明所述SCR脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用系统中进行实施，如图1所示，该系统包括脱硝催化剂挤出成型模具1、高压清洗装置2、除盐水制备装置3、料浆专用收集装置4、泥浆中转箱5、混炼机6、第一提升装置7和第二提升装置8，

如图2所示，所述料浆专用收集装置4的上部为具有空腔41的泥料收集专用箱42，所述内腔41内设有模具专用支架43，所述料浆专用收集装置4的下部设有泥浆收集专用箱44，所述泥浆收集专用箱44分为上箱体441和下箱体442，所述上箱体441和所述下箱体442的其中一个侧壁的中间部分不密封，所述内腔41的底部设有导流槽45，所述导流槽45的下部设有贯穿所述泥浆收集专用箱44的上箱体441的带滤网落料管46，

所述除盐水制备装置3用于制备除盐水，所述高压清洗装置2用于喷射除盐水清洗脱硝催化剂挤出成型模具1，所述第一提升装置7用于将泥浆收集专用箱44中的泥浆提升至所述泥浆中转箱5中，所述第二提升装置8用于将所述泥浆中转箱5中的泥浆提升至混炼机6中，

所述高压清洗装置2的出水口为雾状喷头或柱状喷头，所述除盐水制备装置3包括反渗透膜水处理装置和砂滤罐和/或碳滤罐，所述泥浆收集专用箱44的底部设有带阀门的泥浆过滤口，所述泥浆收集专用箱44与泥浆搅吸泵连接，所述第一提升装置7和所述第二提升装置8为提升泵，所述系统还包括储存除盐水的除盐水储罐。

本发明所述脱硝催化剂挤出成型模具1为蜂窝式SCR脱硝催化剂挤出成型模具。

实施例

1)依次采用砂滤罐、碳滤罐和反渗透膜水处理装置对市政水进行处理，将制备得到的除盐水放置在除盐水储罐中进行储存；

2)将挤出成型过程中出现堵孔现象的待清洗的脱硝催化剂挤出成型模具1置于所述模具专用支架43上，调整高压清洗装置2喷头出水至雾状并对脱硝催化剂挤出成型模具1进行喷淋，软化脱硝催化剂挤出成型模具1背面失水硬块状泥料，然后将高压清洗装置2(水压8Mpa)喷头出水调整至柱状，冲洗脱硝催化剂挤出成型模具1背面圆孔及柱体缝隙，使泥料与模具分离，泥料与除盐水结合变为泥浆，通过所述内腔41的底部的导流槽45进入带滤网落料管46中，顺着所述带滤网落料管46过滤后进入所述泥浆收集专用箱44中；

3)泥浆收集专用箱44中液位达到高液位时，启动泥浆搅吸泵，将泥浆收集专用箱44内浆液搅拌后提升至泥浆中转箱5，完成模具清洗时产生的废料和泥浆收集；

4)将收集的泥浆通过提升泵，通过与混炼机液体加药系统相连接的管路，加注至混炼机，替代混炼工序第一步所需除盐水(混炼工序第一步泥浆加注量和泥浆的含水率如表1所示)；

5)通过对混炼加料第一步水分的检测，根据检测数据，调整混炼加料后续步骤的除盐水加注量，确保数据符合工艺要求，至此完成脱硝催化剂挤出成型模具1清洗泥浆回收利用。

连续进行20批次的混炼试生产，通过对水分的检测、生产过程的控制和成品合格率的统计，验证本系统的可行性。实验结果如表1所示。

表1

从表1可以看出，使用本发明所述系统回收利用硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆，在生产过程第一步水分控制、挤出成型过程中是否堵孔、干燥减重率是否达标、煅烧过程中是否开裂及切割过程中是否破损等方面，均满足生产工艺要求，成品率≥96.5％，符合项目生产目标。模具清洗过程中产生的废料和泥浆可以全部实现回收利用，既避免了环保风险，又降低了生产成本。

综上所述，本发明提供的脱硝催化剂挤出成型模具清洗泥浆回收利用系统和方法实现了以下技术效果：该回收系统操作简单，结构合理，对产品质量不会造成影响，提高了原料利用率。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。