CN101734870A - 一种半水石膏粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种半水石膏粉的生产方法，其技术要点是：石膏料经石膏输送系统送到电子皮带秤，再经下料斗进入湍流打散干燥机；同时热风炉产生的高温热风直接进入湍流打散干燥机，对石膏原料进行快速干燥，且干燥和煅烧在机内一次完成。产生的高浓度粉料被热风裹挟直接进入设置于湍流打散干燥机上方的涡流沉降干燥机，经涡流沉降干燥机进行干燥和气固分离后，干物料从涡流沉降干燥机的出料口排出，并落入第一刮板输送机上，由第一刮板机刮板输送机将干燥煅烧后的石膏粉送到陈化器进料口处，同时第二引风机启动将物料吸入陈化器，陈化后从陈化器出料口排入第一刮板输送机上，并由该水平刮板输送机送到斗式提升机入料口，再由斗式提升机送到第二水平刮板输送机上，经回转阀落入调质储料仓内。本发明能提高产品质量、降低能耗和减少占地面积。
Description
技术领域
本发明涉及一种建筑用材料的生产方法，具体是涉及一种半水石膏粉的生产方法。
背景技术
随着国民经济高速发展和人民居住条件的改善及商业繁荣，建筑业得到迅速发展。因此，建筑石膏粉的用量大幅度提高。建筑用石膏粉的主要成分为二水石膏，要使其成为有实用价值的建筑材料，必须使其脱除结晶水制成β型半水石膏，该过程称为石膏的煅烧。
根据脱硫石膏的特性，将其制成优质建筑石膏粉的关键在于烘干煅烧及后处理工序，目前国内外大致形成了两种有代表性的工艺流程：
1、气流烘干、煅烧一体化工艺
以德国沙士基打公司技术为代表。其核心技术为烘干煅烧一体化的双转子锤磨干燥机或卧式旋风煅烧器，但进口设备造价极其昂贵，北京国华地杰公司引进的全套含400K m2石膏砌块的脱硫石膏处理装置投资高达8400万元人民币，其建筑石膏粉产能仅4.5t/h。最高年产量仅为32.4kt/a；国内由安徽铜陵化工集团化工设计研究院有限责任公司开发的专利设备-单转子锤式烘干机(气流干燥的一种)，实际是在德国沙士基打公司技术基础上的简化改进，锤式烘干机无论德国的、国产仿制的，单转子、双转子其最大缺陷就是干燥效果差、能耗高、设备占地面积大(或高空布置、土建成本高、工艺流程复杂)、配套设备体积庞大(高压头高速风机、布袋除尘器)产品质量不稳定、噪音污染严重、工艺较粗放、不适合高含水石膏原料脱除结晶水生成半水石膏的技术要求，国内已有大量先例，很难保证半水石膏的质量，该设备可以满足要求较低的纸面石膏板等建材生产的需要；澳大利亚RBS流态化沸腾煅烧炉号称年产量100-300kt/a，报价3000-4000万元人民币，国内至今没有单位敢冒然引进；由国内常州、无锡、沈阳等一些企业仿制研发的旋转闪蒸干燥机(或称旋流动态煅烧炉)，也存在以上同样的问题，产量小、装机容量大、湿粉料易沉集、干燥热效率低、工艺粗放、产品质量不稳定、不可靠，传统的一步法干燥设备还有回转窑干燥器，它的主要优点是：适合大规模生产、电力消耗低、产量可以在一定范围内调整、可以采用低压头风机(噪音低)、避免采用大型布袋除尘器、运行维护成本低，缺点是体积庞大，占地面积大、运输、安装不便、随着钢材大幅度涨价，其制造成本也大幅度上升。
2、预烘干+煅烧两步法工艺，预先脱除部分化学石膏的游离水，较干燥的粉料再进入煅烧设备进行煅烧以制得满足要求的建筑石膏粉。
太原第一热电厂脱硫石膏处理项目采用气流干燥+炒锅煅烧工艺已投产多年，效果欠佳，铜陵拉法基采用的回转窑+沸腾炉煅烧两步法工艺、铜陵绿阳建材采用的锤式烘干机+沸腾炉煅烧两步法工艺，产品质量相对较好但设备投入庞大、能耗较高、设备工艺较复杂。
目前工业生产中适合用于石膏烘干煅烧的传统设备有：回转窑、沸腾炉、气流干燥(锤式干燥机、闪蒸干燥机、脉冲管式干燥机)等，但这些设备包括它们的各种组合都存在各自的弱点，如原料初始分散效果差、热效率相对较低、末端采用袋式除尘器运行成本高、风阻较大装机容量较大、能耗高、无后处理工艺、产品质量调控手段相对较弱等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种建筑用半水石膏粉的生产方法，特别是生产过程中的干燥、煅烧和调质一体方法，提高了产品质量、降低能耗、运行成本低，且设备系统占地面积小。
采用的技术方案是：
一种半水石膏粉的生产方法，所用设备包括热风炉、引风机、湍流打散干燥机、涡流沉降干燥机、旋风除尘器、调质储料仓和石膏料输送系统。石膏原料输送系统包括大倾角皮带输送机、第一水平皮带输送机、过渡料仓、第二水平皮带输送机、电子秤和下料斗。
石膏料经石膏输送系统送到电子皮带秤，再经下料斗进入湍流打散干燥机；同时热风炉产生的高温热风直接进入湍流打散干燥机，对石膏原料进行快速干燥，且干燥和煅烧在机内一次完成。产生的高浓度粉料被热风裹挟直接进入设置于湍流打散干燥机上方的涡流沉降干燥机，经涡流沉降干燥机进行干燥和气固分离后，干物料从涡流沉降干燥机的出料口排出，并落入第一刮板输送机上，由第一刮板机刮板输送机将干燥煅烧后的石膏粉送到陈化器进料口处，同时第二引风机启动将物料吸入陈化器，陈化后从陈化器出料口排入第一刮板输送机上，并由该水平刮板输送机送到斗式提升机入料口，再由斗式提升机送到第二水平刮板输送机上，经回转阀落入调质储料仓内，调质储存72-96小时后完成，调质是将低温段无水石膏和少量二水石膏能转化为半水石膏，同时还要确保不产生大量还原的二水石膏，以确保产品质量。
在陈化器上端设有布袋除尘器，陈化器排出的尾气经布袋除尘器除尘后排空。
本发明的优点在于：
1、干燥和煅烧在湍流打散干燥机内一次性完成，再经涡流沉降干燥机和调质储存仓调质，得到半水石膏粉，质量高，收率高，且工艺简单。
2、第一引用机将涡流沉降干燥机内尾气和少量细粉吸入旋风分离器，石膏粉分离出再落入第一刮板机上，提高了收率，而尾气经除尘后引回热风管进行循环利用，节约能源。
3、能耗低，整套设备装机容量约为330kw/n。
4、结构布设合理、紧凑，占地面积小，全套设备占地约2000m3。
5、建设和运行成本低。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构示意图。
图2是图1的分解示意图。
图3是半水石膏生产工艺流程图。
具体实施方式
一种半水石膏粉的生产方法，包括原料预热和输送系统、石膏粉干燥煅烧、调质储存、热风供应系统和除尘系统。
采用的设备包括直烧式燃煤热风炉1、热风温度在200-750℃，高温净化室2、换热器3、引风机4、混风室5、湍流打散干燥机6、涡流沉降干燥机7、陈化器8、斗式提升机9和三个调质储存仓10。第一布袋除尘器11、第二布袋除尘器12、旋风除尘器13、水力除尘器14、第一水平刮板输送机15、集料斗16、大倾角皮带输送机17、第一水平输送机18、带料位仪的过渡料仓19、第二水平输送机20、电子皮带秤21和下料斗22。
制备半水石膏粉时，燃煤热风炉1产生的热烟气进入高温净化室2，使热烟气得到净化后，一路经打开的高温闸板阀34输出，并经冷风阀35输入冷风调温后进入换热器3，再由引风机4送入混风室5，另一路经高温闸板阀36后直接进入混风室5内，混风室5内热风温度通过冷风阀37放入的冷空气调温至650700℃，然后由管路送入湍流打散干燥机6的热风入口24，进入湍流打散干燥机6内，用于湍流打散干燥机内对石膏粉干燥。上述换热器3为金字塔形状，湿石膏原料堆积在其周围，对其湿石膏料加热，除掉部分水分，再通过铲车将预热的石膏湿料送入集料斗16，集料斗16内的石膏粉料通过大倾角皮带输送机17和第一水平输送机18，送入过渡料仓19内储存。过渡料仓内按设定料量落入第二水平输送机20上，由第二水平输送机20送入自动电子皮带秤21内，达到设定计量时，由外设电控柜自动控制过渡料仓19的出料口闭合，第二水平输送机20停止，同时下料斗22与湍流打散干燥机6进料口之间连接管路上设置的第一星形卸阀23开启，下料斗22内的石膏料进入湍流打散干燥机6，由湍流打散干燥机6的热风入口24输入的热风温度为650-700℃，石膏料在湍流打散干燥机6内干燥和煅烧一次完成，并打散成石膏粉，完成干燥和煅烧的石膏细粉被热风裹挟直接送入设置在湍流打散干燥机6上方的涡流沉降干燥机7内，涡流沉降干燥机进风温度在550-600℃，在该机内进行气固分离，和进一步干燥，分离出的石膏粉从出料口25并经开启的第一星形卸料阀26落入第一水平刮板输送机15上。同时，第一引风机27将涡流沉降干燥机的尾气和少量石膏细粉吸入旋风除尘器13内，石膏细粉被分离出来，并经出料口28排出落入第一水平刮板输送机15上，而旋风除尘器13上端输出的热气被第一引风机27送入水力除尘器14，进一步除尘后进入循环管路再利用，启动第一水平刮板输送机15，将落入第一水平刮板输送机15上的石膏粉输送到陈化器8的进料口处，并被引风机29吸入陈化器8内，在140-150℃下陈化和气固分离，分离出的石膏粉经第二星形卸料阀38落入第一水平刮板输送机15上(尾气经第一布袋除尘气11除尘后由引风机29排空)，第一水平刮板输送机启动，将石膏粉送入到斗式提升机9的进料口，由斗式提升机9将石膏粉送到第二水平刮板输送机30上，并经回转阀31(开启)进入带料位仪32的调质储存仓10内储存3天后完成调质，最后启动下料装置33的出料阀，即得到半水石膏粉。
本实旋例的整个控制系统采用西门子S7-300CPU为控制器，通过扩展机架的方式实现对干燥煅烧生产线的控制，并采用PRIFIBUS现场总线实现与其它仪表的通讯，同时通过预留以太网接口的方式实现与后续控制系统的信号连接，该系统具有以下特点：
先进的集成平台：整个控制系统以西门子S7-300为硬件平台和以PROFIBUS为网络平台，将PLC、变频器、仪表连接成一个统一的整体，使整个控制系统易于扩展、易于维护；
本实施例的优点在于：
1、干燥和煅烧在湍流打散干燥机内一次完成。
2、能耗低：整套设备装机容量约为330KW/h。
3、备用热源根据业主方的建议本项目拟采用一台700万大卡的直燃式环保燃煤热风炉。
4、自动化程度高，每班只需4个操作维护人员。
5、产量高：本套设备可确保实现300kt/a水泥缓凝剂生产。
6、占地面积小，全套设备(含料仓、脱硫装置、水池)占地约2000m2，(约3亩)。
7、建设、运行成本低：本套设备考虑采取低重心设置，只需要建设一个小型钢筋混凝土平台用于安装风机、旋风分离器等少量设备，设备基本在地面和地下安装，与同类项目相比可节省一大笔建筑费用；适合东北地区气候特点，由于热能利用率高、电能消耗低、自动化程度高、用人少其单位产品成本将比较低。
8、产品质量稳定可靠：由于本套设备各工艺段全面采用了多参数(供热量、风温、物料温度、原料进料速度)可控的工艺设备，特别是最后的煅烧和调质工艺设备是产品质量的可靠保障，在原料纯度达到85％的情况下建筑石膏粉质量可望达到优级品以上标准。
本实施例的设计思想：
为确保环保达标、提高产品质量及其稳定性、提高干燥、煅烧热效率、降低能耗、提高工艺合理性、提高工艺参数可控性，本项目拟采用三步法新工艺：预热+高速气流干燥煅烧+动态调质。
(1)预热系统：在原材料堆放场地中心用钢板搭建一个金字塔型的预干燥换热器，原料在松散堆积状态下以这种方式堆积可以得到较好的预热升温并不需要任何动力，铲车可以围绕“金字塔”取料然后送入后续工艺段进料口，这样有一定料温的物料更容易分散干燥，它是一个具有输送功能的干燥、除尘、供热一体化装置，(其出口经柜式除尘器与物料预热金字塔、砌块养护烘干间风道连接，对后续系统来说它又是一个供热装置)。
(2)高速气流干燥、煅烧系统：由热源(来自直燃式燃煤热风炉提供的热空气或发电厂空气预热器出口的热风作为干燥介质)、“湍流变频调速干燥机”、引风机、建筑石膏仓和FU输送机、斗式提升机等设备组成；利用干燥尾气流经专用预热装置对含水率较高的原料进行连续加温；该系统的功能除对原料进行连续较长时间预干燥外，还有热风减速、输送等功能，它是一个具有输送功能的干燥、除尘、供热一体化装置，(其出口经柜式除尘器与物料预热器、砌块养护烘干间风道连接，对后续系统来说它又是一个供热装置)。
(3)动态调质系统：原料经过前道煅烧工序，粉料是三相石膏的混合体即二水石膏、半水石膏和低温无水石膏的混合物，无法获得单一组分的半水石膏，这样的粉料在加水成型过程中是极不稳定的，我们采用涡流沉降干燥机(气固分离器)和调质储存仓来完成调质，将低温段无水石膏和少量二水石膏尽可能转化为半水石膏，同时还要确保不产生大量还原的二水石膏，这样就可以得到较高纯度的优质半水石膏。
主要设备表4-1：
Claims (1)
1.一种半水石膏粉的生产方法，包括原料预热和输送系统、热风供应系统、除尘系统、石膏粉干燥煅烧和调质；热风供应设备包括燃煤热风炉(1)、高温净化室(2)和混风室(5)向湍流打散干燥机提供热风；除尘系统设备包括旋风除尘器(13)、水力除尘器(14)、第一布袋除尘器(11)和第二布袋除尘器(12)，对尾气进行除尘，除尘后的尾气进入循环管路进行循环使用或放空，石膏料输送系统设备包括大倾角皮带输送机(17)、第一水平输送机(18)、过渡料仓(19)、第二水平输送机(20)和电子皮带秤(21)，其特征在于：
石膏粉料经大倾角皮带输送机(17)、第一水平输送机(18)、过渡料仓(19)和第二水平输送机(20)送入自动电子皮带秤(21)内，达到设定计量时，再经下料斗(22)将石膏粉料从湍流打散干燥机(6)的入料口进入湍流打散干燥机(6)内，与此同时热风供应系统从湍流打散干燥机(6)的热风入口(24)送入热风，热风温度为650-700℃；石膏粉料在湍流打散干燥机(6)内干燥和煅烧一次完成，完成干燥和煅烧的石膏粉料，被热风裹挟直接送入设置在湍流打散干燥机(6)上方的涡流沉降干燥机(7)内，进行气固分离，和进一步干燥，分离出的石膏粉从涡流沉降干燥机(7)的出料口(25)并经第一星形卸料阀(26)落入第一水平刮板输送机(15)上，涡流沉降干燥机(7)内分离出的尾气和少量石膏细粉被引风机(27)吸入旋风除尘器(13)内，其中的石膏细粉被分离出，并从该机的出料口(28)排出并落入第一水平刮板输送机(15)上，经旋风除尘器(13)除尘后的尾气被引风机(27)送入水力除尘器(14)除尘后进入循环管路再利用；此时第一水平刮板输送机(15)工作，将落入第一刮板水平输送机(15)上的石膏粉送入陈化器(8)的进料口处，并被引风机(29)吸入陈化器(8)内，在140-150℃下陈化和气固分离；分离出的石膏粉落入第一刮板水平输送机(15)上，第一水平刮板输送机(15)启动，将石膏粉送入斗式提升机(9)的进料口，由斗式提升机(9)将石膏粉送到第二水平刮板输送机(30)上，并经开启的回转阀(31)送入调质储存仓(10)内，在调质储存仓(10)内储存72-96小时，即为成品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| AD01 | Patent right deemed abandoned |
Effective date of abandoning: 20100616 |
|
| C20 | Patent right or utility model deemed to be abandoned or is abandoned |