一种用于管型件的表面涂覆装置的制作方法

[0001]
本发明属于涂覆装置领域，具体涉及一种用于管型件的表面涂覆装置。


背景技术：

[0002]
随着我国的快速工业化，粉尘(pm)和氮氧化物(no
x
)等大气污染物的排放总量居高难下，灰霾事件频繁发生，而烟气中二噁英等非常规污染物可以对直接对人体造成巨大危害，因此打赢大气污染防治攻坚战成为我国重大战略需求。
[0003]
我国工业炉窑具有种类多、数量大、污染物成分复杂等特点，目前传统工业烟气净化采用除尘与脱硝单元串联独立运行，该工艺设备规模大、投资运维成本高、难以适应工业炉窑复杂多变的烟气条件，同时二噁英脱除效果差。因此，开发低成本、短流程、高适应性的多污染物协同脱除材料和技术，成为工业烟气净化领域发展的新方向。其中，以过滤材料为基体耦合催化活性组分的一体化技术成为国内外广泛关注的应用前景较好的新技术。
[0004]
基于以上的情况，如何将催化活性组分与过滤材料高效可靠地结合起来成为了一个重要的研究领域，但相关的研究仍处于起步阶段，相关设备更是鲜有报道。


技术实现要素：

[0005]
针对现有技术中缺乏将具有催化活性组分的材料涂覆到管型过滤件的设备，本发明提出一种普适性的管型件的表面涂覆装置。
[0006]
实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
[0007]
一种用于管型件的表面涂覆装置，包括涂覆箱体、设置在涂覆箱体外侧的材料存储单元和动力传输单元，以及设置在涂覆箱体内部的管型件固定旋转机构和喷射单元；其中所述动力传输单元连接所述的材料存储单元和所述的喷射单元，用于实现涂覆浆料在0.01～0.5mpa的压力的条件下以0.1～10l/min的流量速度输入至喷射单元中。
[0008]
作为本发明的进一步改进，所述的动力传输单元包括若干个并联连接的动力泵，所述的动力泵的输入端与所述的材料存储单元的输出端相连，所述动力泵的输出端通过一一对应串联的电磁阀与所述的喷射单元的输入端相连。通过根据需要采用组合的动力泵，能够确保在保证高压输出的条件下，根据需要调节流量的速度，从而保证浆料充分渗透到管型件内层的前提下实现对不同涂层厚度的条件。
[0009]
作为本发明的进一步改进，所述动力泵的输出功率相同或者不同，所述动力泵输出功率为50～500w；涂覆作业时，包括至少一个开启的所述电磁阀。
[0010]
优选的，所述的动力传输单元在0.1～0.3mpa的压力条件下调节流量速度在不低于0.5l-10l/min的范围内变化。
[0011]
作为本发明的进一步改进，所述管型件固定旋转机构包括设置在所述涂覆箱体前后两端夹持管型件端面的旋转夹持件和设置在箱体中间与管型件侧壁相接触的托架；
[0012]
所述的动力传输单元还包括与所述的旋转夹持件相连的旋转电机，所述的旋转电机包括两个输出端，通过设置在涂覆箱体外侧的旋转支架分别与所述的旋转夹持件相连，
驱动两侧的旋转夹持件同步旋转。
[0013]
作为本发明的进一步改进，所述喷射单元布置在所述管型件的内部，包括至少一个与所述管型件平行设置的导流杆，沿着导流杆的长度方向所述的导流杆上连接至少一个喷嘴；喷射时，所述的导流杆沿着所述管型件的长度方向平行移动或者不移动。
[0014]
作为本发明的进一步改进，所述到导流杆等长设置，沿着导流杆的长度方向所述的导流杆上连接至少一个所述喷嘴；或所述导流杆不等长设置，所述导流杆的顶端连接一个所述喷嘴。
[0015]
作为本发明的进一步改进，还包括或不包括布置在所述管型件外侧的喷射单元。
[0016]
作为本发明的进一步改进，还包括清洗与废液存储单元，所述清洗与废液存储单元通过管路和控制阀与所述涂覆箱体、材料存储单元、动力传输单元、固定旋转机构和喷射单元进行连接，用于对装置进行清洗。
[0017]
作为本发明的进一步改进，所述的控制单元与任一所述单元电气相连，并根据设置控制运行参数。
[0018]
本发明的有益效果：本发明所设置的装置通过对浆液流量和压强的控制使得催化组分渗透到管材多孔孔隙的内部，使得管材的表面及孔隙表面均匀的涂覆催化组分，能够有效的控制催化组分的负载量，而且还适用于涂覆多重催化组分。
附图说明
[0019]
图1是本发明的装置设备分布示意图；
[0020]
图2是动力传输单元的结构示意图；
[0021]
图3是喷射单元第一种实施例的布置结构示意图；
[0022]
图4是喷射单元第二种实施例的布置结构示意图；
[0023]
图5是喷射单元第三种实施例的布置结构示意图；
[0024]
图6是喷射单元剖面结构示意图；
[0025]
图7是本发明具体实施方式1所制备的陶瓷纤维一体式催化滤管的截面图
[0026]
图8是本发明具体实施方式2所制备的陶瓷纤维一体式催化滤管的截面图
[0027]
图9是本发明具体实施方式3所制备的陶瓷纤维一体式催化滤管的截面图之一
[0028]
图10是本发明具体实施方式3所制备的陶瓷纤维一体式催化滤管的截面图之二其中：1-储料容器，2-动力传输单元，200-动力泵，201-电磁阀，3-称重台，4-重量传感器，5-喷射单元，501-导流杆，502-喷嘴，6-托架，7-旋转支架，8-涂覆箱体，9-控制阀，10-旋转夹持件，11-清洗泵机，12-清洗液储液罐，13-plc控制电脑，14-废液槽，15-旋转电机。
具体实施方式
[0029]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0030]
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
[0031]
如图1所示的一种用于管型件的表面涂覆装置整体布局图，包括涂覆箱体8、设置在涂覆箱体8外侧的材料存储单元和动力传输单元2，以及设置在涂覆箱体8内部的管型件
固定旋转机构和喷射单元5；其中所述动力传输单元2连接所述的材料存储单元和所述的喷射单元5，用于实现涂覆浆料以宽流量、宽压力的流量形式输入至喷射单元5中。
[0032]
其中，所述的材料存储单元包括盛有催化活性组分浆液的储料容器1，所述的储料容器1选用的内部具有可调搅拌器及恒温装置的容器。还包括称重台3，所述储料容器1放置在所述称重台3的上方，所述称重台3中内置重量传感器4，用于监测储料容器1中的浆料的剩余量。
[0033]
所述的动力传输单元2包括若干个并联连接的动力泵，如图2所示，并对每一个动力泵按1至n从上之下的标号。所述的动力泵的输入端与所述的材料存储单元的输出端相连，所述动力泵200的输出端通过一一对应串联的电磁阀201与所述的喷射单元5的输入端相连，电磁阀201的编号与对应连接的动力泵200相对应。
[0034]
所述动力泵200可选用循环泵、平流泵、或其它泵。其输出功率相同或者不同，所述动力泵200输出功率为50～500w；涂覆作业时，包括至少一个开启的所述电磁阀201。经所述的动力传输单元2的调节作用，浆液最终以0.1～20l/min的流量速度，0.01～0.5mpa的压力向喷射单元5中输入涂覆材料浆料。所述动力传输单元中并联连接的动力泵可用于实现在确保大压力的前提条件下实现对不同流量速度的调节，从而保证涂覆的浆料能够充分的渗透到管层的内层，并实现对不同渗透厚度的调节。
[0035]
所述管型件固定旋转机构包括设置在所述涂覆箱体8前后两端夹持管型件端面的旋转夹持件10和设置在箱体中间与管型件侧壁相接触的托架6。相对应的所述的动力传输单元还包括与所述的旋转夹持件10相连的旋转电机15，所述的旋转电机15包括两个输出端，通过设置在涂覆箱体外侧的旋转支架7分别与所述的旋转夹持件10相连，驱动两侧的旋转夹持件10同步旋转，带动所夹持的管型件以15-200r/min的转速旋转。
[0036]
所述喷射单元5布置在所述管型件的内部，还可布置在管型件的内外两侧。包括至少一个与所述管型件平行设置的导流杆501，沿着导流杆501的长度方向所述的导流杆501上连接至少一个喷嘴502；喷射时，所述的导流杆501沿着所述管型件的长度方向平行移动。
[0037]
如图3-6所示，管型件的布置包括多种情况：
[0038]
例如，所述到导流杆501等长设置，沿着导流杆501的长度方向所述的导流杆501上连接至少一个所述喷嘴502，优选的为5-10个喷嘴502。或者，同一侧包括多个不等长设置的导流杆501，所述导流杆501的顶端连接一个所述喷嘴502。
[0039]
还包括清洗与废液存储单元，所述清洗与废液存储单元通过管路和控制阀9与所述涂覆箱体8、材料存储单元、动力传输单元2、固定旋转机构和喷射单元5进行连接，用于对装置进行清洗。具体的清洗与废液存储单元包括清洗液储液罐12、废液槽14、并通过清洗液管路和控制阀9与储料容器1和涂覆箱体8相连，清洗过程中，打开相应的控制阀9，在清洗泵机11的作用下，清洗液途径储料容器1和涂覆箱体8的同时对其所连接的管路系统(如动力传输单元2)及安装在各自内部的其它设备进行清洗，清洗后的废液流回废液槽14中收集。
[0040]
还包括控制单元，所述的控制单元与任一所述单元电气相连，并根据设置控制运行参数。包括plc控制电脑13，所述的plc控制电脑13中内置了控制装置运行的程序，通过信号线与装置以上所述各个零件相连。
[0041]
采用该装置可在各种管式材料上耦合催化活性组分，特别适用于具有微孔隙结构的管件，且能负载多种催化组分，从而实现粉尘、氮氧化物、二噁英及汞等污染物的一体化
脱除。
[0042]
具体的操作步骤如下：
[0043]
步骤一：设备安装准备工作
[0044]
选用陶瓷纤维管式滤料作为待涂覆的管型件，并将陶瓷纤维管通过管型件固定旋转机构固定在涂覆箱体8的内部。
[0045]
喷射系统布置为一根位于中心的导流杆501，喷射方式为由中心喷向管内壁，浆液由管内壁向外壁渗透。喷嘴502沿导流杆501长度方向均匀布置，喷嘴502开口大小沿长度方向梯度分布。子导流杆501数量与喷嘴502布置相适应。布置图见图3和图4。
[0046]
步骤二：涂覆催化活性组分
[0047]
实施例1：涂覆脱硝催化活性组分
[0048]
1.1将足量的脱硝催化活性组分浆液注入储料容器1中，浆料的固含量为调节为5～40％，优选为12～18％。
[0049]
1.2开启200-1号动力泵和对应的电磁阀201-1，200-1号动力泵选用的是大功率的离心泵，调节浆液的输出流量为3l/min，压力为0.1mpa。
[0050]
1.3在转速为40～60r/min作业喷涂2～4min。
[0051]
1.4取下涂覆后湿态的陶瓷纤维管式滤料，重复步骤1.2和1.3，进行批量生产，之后集中烘干煅烧。
[0052]
该实施例1所制备的产品的截面如图7所示，催化剂上载率为5～20％。
[0053]
实施例2：涂覆脱硝催化活性组分
[0054]
与实施例1相同，所不同的是步骤1.2为中的动力传输单元2为开启200-2、200-3、200-4及对应电磁阀，以上动力泵选用的是小流量的平流泵，调节浆液的输出流量为0.5+0.5+0.5＝1.5l/min，压力为0.2mpa。步骤1.3的转速为20～50r/min，喷涂1～4min。
[0055]
该实施例1所制备的产品的截面如图8所示，催化剂上载率为5～10％。
[0056]
实施例3：涂覆双重催化组分
[0057]
1.1将足量的
①
固含量为5～20％，优选为5～15％脱硝催化活性组分和
②
固含量为2～40％，优选为10～25％脱除二噁英、汞等污染物的氧化催化活性组分浆液分别置于两个储料容器1中。
[0058]
1.2先按以下工艺条件涂覆脱硝催化活性组分：开启200-2号动力泵和对应的电磁阀201-2，开启管外导流杆，调节浆液的输出流量为0.5l/min，压力为0.2mpa；旋转机构转速为50～150r/min作业喷涂4～6min。
[0059]
1.3烘干，所制备的涂覆脱硝催化活性组分的产品的截面如图9所示，脱硝催化剂上载率为2～10％。
[0060]
1.4将涂覆脱硝催化活性组分的管型件重新放入涂覆箱体8中，装置连通装有组份
②
的储料容器1，按以下工艺条件涂覆第二种催化组分，工艺条件：开启200-3号动力泵和对应的电磁阀201，开启管内导流杆，调节浆液的输出流量为0.5l/min，压力为0.3mpa；旋转机构转速为20～50r/min作业喷涂1～4min。
[0061]
1.5烘干，所制备的具有双层活性组分的产品的截面如图10所示，氧化催化剂上载率为2～10％。
[0062]
性能测试：
[0063]
测试条件：
[0064]
1.在0.5m/min-1.2m/min的过滤速度下，180-350℃的温度范围内，压降低于500pa、350pa测试涂覆件的催化效果；
[0065]
2.工业废气中no
x
的浓度为500ppm，二噁英(以氯苯为模拟物)的浓度为100ppm。
[0066]
测试结果：
[0067][0068]
由此可见通过采用本发明装置所制作的表面涂覆有催化成分的管型件，能够有效的对工业废气进行催化分解。
[0069]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。