CN100497230C - 连续式间接加热的脱硫石膏流化床及其干燥煅烧工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续式间接加热的脱硫石膏流化床及其干燥煅烧工艺。它提供了一种连续式，间接加热的脱硫石膏流化床干燥煅烧机，可直接干燥含水10%的脱硫石膏，同时实现物料的干燥和冷却。该流化床干燥煅烧机是在普通流化床干燥机内布置水平蛇管管束换热器，提高了换热系数，降低了系统配置。针对湿物料含水量高，物料有粘性，容易粘结成团，不易流化的特点，在干燥煅烧机内设置搅拌装置，并采用自动返料工艺。该工艺系统可连续运行，热效率高，能源利用率高。系统运行稳定，操作方便，可实现自动控制，适合较大规模生产。系统占地面积减小，投资低，运行费用低。
Description
技术领域
本发明涉及一种石膏煅烧工艺，尤其涉及一种连续式间接加热的脱硫石膏流化床及其干燥煅烧工艺。
背景技术
石膏石或工业副产石膏是以二水硫酸钙的形式存在，脱去一个半结晶水，使其成为半水硫酸钙的过程即为石膏煅烧。石膏煅烧工艺主要有干法和湿法两大类，干法是采用干燥的方法进行脱水而成。
利用流态化煅烧石膏的设备有沸腾炉，是国内二十世纪八十年代为配合纸面石膏板生产自行研发制造的。沸腾炉是一直立筒状容器，在底部装有一个气体分布板，工作时使气流从底部进入床层，床层内加有大量的加热管，管内介质为饱和蒸汽或导热油，石膏颗粒进入炉膛后，遇热呈流态状，同时热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉。沸腾炉设备小巧，相对生产能力大，结构简单，占地少，能耗较低。主要用于煅烧天然石膏，由于沸腾炉内没有强制性的搅拌装置，有限的气流无法将成团的湿料吹散，料中游离水不能过高，一般控制在5％以内。对于煅烧游离水10％左右的工业副产石膏，需要加一套气流烘干装置，这样增加了设备投资，也增大了热耗。
国内现有的内外资大型石膏制品企业，多使用引进国外的设备，系统投资较高。地方企业多使用内、外烧的回转窑，间歇或连续炒锅，沸腾炉等，规模较小，配套设施不健全，产品质量不够稳定，能耗偏高等。
发明内容
本发明为克服上述现有技术的不足，提供了一种热效率高，规模大，产品质量好，系统稳定可靠的连续式间接加热的脱硫石膏流化床及其干燥煅烧工艺。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种连续式间接加热的脱硫石膏流化床，它包括流化床干燥煅烧机，其顶部有进料口、出风口，下侧部是出料口，下部风室上设有至少一个进风口，风室上方为流化室，所述流化室内布置至少一个水平蛇管管束换热器。
所述流化床干燥煅烧机为水平卧式干燥机，分为前后两部分，水平蛇管管束换热器分布在上述两部分中，其中干燥段内水平蛇管管束换热器内通入蒸汽，冷却段内水平蛇管管束换热器通入冷却水。
所述干燥段使物料温度在140℃～165℃之间；冷却段使物料温度降至90℃以下。
所述流化室内还设有搅拌装置。
一种采用连续式间接加热的脱硫石膏流化床干燥煅烧工艺，它的工艺过程为，
a.将湿物料由输送机输送至流化床干燥煅烧机的进料口，落入床内；
b.自然风经鼓风机加压后通过换热器，被加热至所需的温度进入流化床干燥煅烧机底部风室，再穿过布风板进入床层；在这个过程中进入床层的气体被有效的控制，因而使床内物料维持稳定的流态化；
c.通过控制物料在床内的停留时间，使物料与床层中的换热器进行充分的换热，脱去表面水和部分结晶水，获得半水石膏；
d.煅烧合格的石膏通过流化床干燥煅烧机溢流口排出，可与从旋风除尘器收集的干粉一起输送至成品料区；
e.从流化床干燥煅烧机排出的尾气经旋风除尘器等净化设备净化后，由引风机抽吸排空。
所述步骤d中，流化床干燥煅烧机煅烧后的物料进入输送设备，该输送设备的出口分做两路，一路送往成品包装；第二路将产品返回脱硫石膏流化床干燥煅烧机内，返料比根据系统的运行状况与成品物料的特点选择适宜数值，实现自动返料。
本发明采用了一种连续式、间接加热的脱硫石膏流化床干燥煅烧机。可直接干燥含水10％的脱硫石膏。该流化床干燥煅烧机为水平卧式干燥机，分为前后两部分，前段为干燥段，可使物料温度在140℃～165℃之间，其内布置水平蛇管管束换热器，干燥段蛇管内通入蒸汽。冷却段可将石膏冷却至90℃以下，其内的蛇管内通入冷却水。
在普通流化床干燥煅烧机的干燥段和冷却段内布置水平蛇管管束换热器，对流化质量影响较小，并能获得较大的换热面积。蛇形弯管能够自然补偿因热膨胀可能给设备带来的损伤。该煅烧机的煅烧过程主要是内置换热器与两相流的传热过程、及两相流之间的传热和传质过程。煅烧过程所需热量，一部分由内置换热器提供，一部分由流化热风提供。流化状态下，气固两相流具有较高的水分梯度，并能够进行充分接触，传热传质条件较好。呈流态化的固体颗粒在流化床中对换热器的壁面进行碰撞，使流体边界层减薄。因此该煅烧机具有较高的换热系数。
该煅烧机采用低温煅烧，物料温度分布均匀，石膏不易过烧。通过调节物料厚度，可以调节物料在煅烧机内的停留时间，从几分钟至十几分钟，可实现设计范围内的调整，所以保证了成品半水石膏的品质。
由于采用了内置换热器结构，两相流中的绝大部分热量是由内置换热向固体颗粒传递的，而该干燥煅烧机煅烧需要的循环流体介质，仅起维持床层颗粒正常流态化的作用，比普通流化床干燥物料所需流化气量大大减少，从而减小了风机的规格和功率损耗，减小了设备的流化面积，降低了尾气处理设备的配置。
脱硫石膏流化床干燥煅烧机的体积小，循环风管道小，旋风除尘器和布袋出尘器设备的规格小。所以整体装置占地面积小，厂房和土建投资小，系统的整体投资低。
针对湿物料含水量高，物料有粘性，容易粘结成团，不易流化的特点，在脱硫石膏流化床干燥煅烧机内设置搅拌装置，将进入床内的湿料打散，以消除团状湿料，利于物料的干燥煅烧。
采用自动返料工艺。本煅烧机煅烧后的物料进入输送设备，该输送设备的出口分做2路，一路送往成品包装。该工艺需要系统运行的过程中，将部分成品半水石膏送入煅烧机内，利于系统的不间断运行。而输送设备的第2路就返回脱硫石膏流化床煅烧机内，根据系统的运行状况与成品物料的特点，选择适宜的返料比，实现自动返料。
本发明的有益效果是：该工艺系统可连续运行，热效率高，能源利用率高。系统运行稳定，操作方便，可实现自动控制，适合较大规模生产。系统占地面积减小，投资低，运行费用低。
附图说明
图1是埋管流化床煅烧机的示意图；
图2是本发明的工艺流程图示意。
其中，1.进料口，2.出风口，3.水平蛇管管束换热器，4.出料口，5.进风口，6.风室，7.搅拌装置，8.流化室，9.干燥鼓风机，10.换热器，11.流化床干燥煅烧机，12.出料星形下料器，13.出料刮板输送机，14.斗提机，15.返料星形下料器，16.来料星形下料器，17.预混器，18.带式输送机，19.旋风除尘器，20.旋风星形下料器，21.布袋除尘器，22.引风机，23.冷却风机
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
实施例：
图1中，流化床干燥煅烧机11为水平卧式干燥煅烧机，分为前后两部分，水平蛇管管束换热器3分布在上述两部分中，其中前段为干燥段，使物料温度在140℃～165℃之间，干燥段的水平蛇管管束换热器3内通入蒸汽；后部为冷却段，可将物料冷却至90℃以下，其内的水平蛇管管束换热器3内通入冷却水。在流化床干燥煅烧机11的顶部设有进料口1和出风口2，其侧面下部设有出料口4，在流化床干燥煅烧机11的底部是带有至少一个进风口5的风室6，风室6的上方是流化室8。同时流化室8内还设有搅拌装置7。
本发明的干燥工艺如图2所示，其步骤为：
含水量10％的湿物料由带式输送机18、来料星形下料器16输送至预混器17，与从斗提机14、返料星形下料器15来的干料混合至所需的含水量，进入流化床干燥煅烧机11的进料口1，落入床内，被设置在流化段的搅拌装置7打散成小颗粒。干燥风从煅烧机底部风室6送入，带动物料呈沸腾状流态化运动。通过控制物料在床内的停留时间，使物料与床层中的换热器10及热风进行充分的换热，脱去表面水和部分结晶水，获得半水石膏。干燥完成后的石膏流向冷却段，被冷却风机23吸入的冷却风冷至设计所需温度。煅烧合格的石膏通过埋管流化床煅烧机11溢流口排出，通过出料星形下料器12、出料刮板输送机13、斗提机14的输送，大部分进入成品区，一部分作为返料进入预混器17。从旋风除尘器19的旋风星形下料器20和布袋除尘器21收集的干粉也被一起输送至成品区。
自然风经干燥鼓风机9加压后通过换热器10，被加热至所需的温度进入流化床干燥煅烧机11底部风室6，再穿过布风板进入煅烧机的干燥段。冷却风被冷却风机23吸入流化床干燥煅烧机11底部风室6，再穿过布风板进入煅烧机的冷却段。在这个过程中进入床层的气体被有效的控制，因而使床内物料维持稳定的流态化。从流化床干燥煅烧机11的干燥段和冷却段排出的混合尾气经旋风除尘器19和布袋除尘器21等除尘设备净化后，洁净的气体由引风机22抽吸排空。
Claims (3)
1.一种连续式间接加热的脱硫石膏流化床，它包括流化床干燥煅烧机，其顶部有进料口、出风口，下侧部是出料口，下部风室上设有至少一个进风口，风室上方为流化室，其特征是：所述流化室内布置至少一个水平蛇管管束换热器；所述流化床干燥煅烧机为水平卧式干燥机，分为前后两部分，水平蛇管管束换热器分布在上述两部分中，其中干燥段内水平蛇管管束换热器内通入蒸汽，冷却段内水平蛇管管束换热器通入冷却水；所述流化室内还设有搅拌装置；流化床干燥煅烧机煅烧后的物料进入输送设备，该输送设备的出口分做两路，一路送往成品包装；第二路将品返回脱硫石膏流化床干燥煅烧机内，返料比根据系统的运行状况与成品物料的特点选择适宜数值，实现自动返料。
2.根据权利要求1所述的连续式间接加热的脱硫石膏流化床，其特征是：所述干燥段使物料温度在140℃～165℃之间；冷却段使物料温度降至90℃以下。
3.一种采用权利要求1所述连续式间接加热的脱硫石膏流化床干燥煅烧工艺，其特征是：它的工艺过程为，
a.将湿物料由输送机输送至流化床干燥煅烧机的进料口，落入床内；
b.自然风经鼓风机加压后通过换热器，被加热至所需的温度进入流化床干燥机底部风室，再穿过布风板进入床层；在这个过程中进入床层的气体被有效的控制，因而使床内物料维持稳定的流态化；
c.通过控制物料在床内的停留时间，使物料与床层中的换热器进行充分的换热，脱去表面水和部分结晶水，获得半水石膏；
d.煅烧合格的石膏通过流化床干燥煅烧机溢流口排出，与从旋风除尘器收集的干粉一起输送至成品料区；
e.从流化床干燥煅烧机排出的尾气经旋风除尘器净化设备净化后，由引风机抽吸排空。
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