CN1026578C - α-半水石膏的生产方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及的是制作α-半水石膏(CaSO4·H2O的方法和设备。其技术要点是：将经破碎后的生石膏和占生石膏重量4%以上的水装入密闭的蒸压釜内，蒸压釜由托轮带动其转动，并且由加热装置进行加热，将蒸压釜内的生石膏加热到脱水转化温度，即蒸压釜内的压力达0.12～0.4MPa，并将此温度保持恒定6～8小时，使之转化为α-半水石膏，并将生成α-半水石膏在此蒸压釜内旋转加热，使之烘干，制成α-半水石膏成品。
Description
本发明所涉及的是通过对硫酸钙二水合物（CaSO4·2H2O）进行加热转化制作α-半水石膏（CaSO4· 1/2 H3O）的方法及设备。
目前，生产α-半水石膏，国内外一直采用蒸压釜蒸养法和反应罐溶液法两种。本发明就是对蒸压釜蒸养法生产α-半水石膏工艺及设备的改进。用蒸压釜蒸养法生产α-半水石膏的传统工艺为：将生石膏（CaSO4·2H2O）破碎到一定粒度后，装入蒸养车内，送入蒸压釜内蒸养，所用的蒸汽系从锅炉房送来的高压饱和水蒸汽，一般压力需要0.2～0.7MPa，保持恒压一定时间，促使硫酸钙二水合物脱水，并产生晶体转化，最后生成α-结晶相的半水石膏，然后进行凉晒、粉磨、烘干、即或α-半水石膏成品。所用的设备有蒸养车、蒸压釜、高压蒸汽锅炉、烘干设备、粉磨设备等。以上所述到的生产α-半水石膏工艺的不足之处是：蒸压釜内所需压力高，热蒸汽向生石膏内热能传导速度较慢，生石膏的表内加热不均匀，其生石膏脱水和晶体转化也比较慢，浪费能源。生产出的α-半水石膏需要凉晒后才能粉磨、烘干。在凉晒过程中α-半水石膏容易向β-半水石膏转化，影响生产的α-半水石膏的质量。另外，生产用的设备庞大、投资较高。另外，联邦德国专利局88年3月31日公开了一份关于α-石膏制作方法的DE3631883A1号专利申请。其制作方法为：将表面含水6～8%的硫酸钙二水合物（CaSO4·2H2O）装有一个密封的容器或管道内，利用高频能或微波能对容器或管道内的水分进行加热，将生石膏加热到脱水转化温度，并将这一温度在整个转化过程中保持到底，即容器内或管道内保持一定的蒸汽压。使生石膏全部脱水转化成α-半水石膏。这种α-半水石膏的生产方法，虽然能使容器或管道内的生石膏升热快、加热均匀。但是，用该方法生产α-半
水石膏，电能消耗大、设备投资高。
本发明的目的是为了克服上述不足，而发明的一种生产的α-半水石膏的质量高、节约能源、设备投资少的一种α-半水石膏的生产方法和设备。
本发明所述的生产α-半水石膏的方法是这样实现的：它以破碎后的生石膏（CaSO4·2H2O）为原料，将一定重量的经破碎后的生石膏和占生石膏重量4%以上的水装入密闭的蒸压釜内，使该蒸压釜绕水平轴转动，并且用加热装置对蒸压釜进行加热。蒸压釜的转动可以使装在蒸压釜内的生石膏不断翻转，均匀受热，加快蒸压釜内的生石膏热量的传导和对流。同时避免了生石膏在蒸压釜内局部过热的现象发生。对蒸压釜的加热使蒸压釜内的生石膏和水升温，直至将生石膏加热到脱水转化温度，即蒸压釜内的水蒸汽压力上升至0.12～0.4MPa，并将此压力保持恒定6～8小时，促使生石膏脱水，并产生晶体转化，使之全部转化为α-半水石膏。然后打开蒸压釜的装料口或放汽阀，继续旋转加热蒸压釜，将生成的α-半水石膏表面的水分烘干，最后从蒸压釜中取出，并进行粉磨成α-半水石膏成品。
为了将蒸压釜内的生石膏和水尽快加热到生石膏的脱水转化温度或蒸压釜内蒸汽压力的尽快形成，压蒸釜内的加水量最好占加入的生石膏量的5～6%。这样也可以在保证其蒸压釜内蒸汽压力的情况下，也可以提高生石膏脱水转化为α-半水石膏后的烘干速度。
为了保证蒸压釜内的生石膏在升温和恒压过程中受热均匀。使蒸压釜在升温和恒压过程中一直保持转动。转动速度过慢，生石膏局部受热严重。蒸压釜旋转速度过快，蒸压釜内的生石膏之间又产生相互碰撞，也不利于生石膏的脱水和晶相转化。据实验测定，蒸压釜的转速一般控制在0.5～5转/分，其蒸压釜保持恒压时的最佳转速控制在0.5～2转/分。
为了节约能源，在保证生石膏脱水转化为α-半水石膏的情况下，蒸压釜内的蒸汽压力最好保持在0.12～0.19MPa。
完成本发明所述的生产α-半水石膏的方法所用的专用设备为：构成蒸压釜的是一个轴向水平放置的密封的圆筒体，圆筒体的一端设有一个带密封盖的加料口，另一端安装有一个压力显示器和一个过压保护器。在圆筒体的两端分别设有一个带密封盖密封的卸料口。该圆筒体的两端部分别由托轮组支承，其中至少有一个托轮经减速器与电动机相连接，即该电动机经减速器带动托轮转动，托轮带动圆筒体转动。在两组托轮中间的圆筒体部分安装有一个给该圆筒体加热装置，经该加热装置对圆筒体加热，然后由圆筒对装在其内部的生石膏加热，将生石膏加热到脱水转化温度，并且保持此温度恒定一定的时间，使生石膏脱水转化为α-半水石膏。
由于本发明所采用的蒸压釜是一个可以旋转，且外部带加热装置的圆筒体，可以使装入蒸压釜内的生石膏被加热保温的情况下不断进行翻转，使得蒸压釜内的生石膏加热均匀，降低了生石膏脱水、晶体转化所需要的蒸汽压力，同时有效地防止靠近加热圆筒壁部分的生石膏过热，产生严重脱水，影响生成的α-半水石膏的质量。再者，生成的α-半水石膏在蒸压釜生成后，可以在蒸压釜内可以直接进行烘干，去除α-半水石膏表面的水分。可有效地防止原生产工艺生产出的α-半水石膏在凉晒过程中由α-半水石膏向β-半水石膏的转化，提高了生产α-半水石膏的质量。本工艺所用的生产设备与原生产工艺所用的生产设备相比，省去了一台高压蒸汽锅炉和一台烘干设备，节约了设备投资。
图1是蒸压釜的结构原理图;
图2是图1的A-A剖视图。
下面结合附图对本发明所述的生产α-半水石膏所用的设备进行详细地说明。本蒸压釜的主体是一可以密封的圆筒体（4），圆筒体（4）的一端设有一个带密封盖的装料口（9），另一端安装有压力显示器（2）和过压保护器（1），压力显示器（2）和过压保护器（1）经过防尘网直接固定安装在圆筒体（4）的端部。也可固定安装在一个小储气罐（3）上，小储气罐（3）再经一个旋转接头（17）与圆筒体（4）端的出气管连接。圆筒体（4）的两端分别设有带密封盖的卸料口（16），以方便卸料。圆筒体（4）轴向水平安装，其两端部分别由托轮组（12）、（15）支承。每组托轮组由两个托轮构成，托轮经支承转轴安装在支承架上。其中至少一个托轮组经减速器（11）与电动机（10）相连接。也可以根据动力匹配，两组托轮组（12）、（15）都经减速器与电动机相连接。即电动机（10）经减速器（11）带动托轮转动，托轮再
带动其圆筒体（4）转动。圆筒体（4）可以直接支承在托轮组（12）、（15）上。为了提高圆筒体（4）的耐磨性，在圆筒体（4）的两端部分别固定有一个圆环导轨（5）、（8），圆筒体（4）经该圆环导轨（5）、（8）安装在托轮组（15）、（12）上。这样可以有效地防止托轮组（15）、（12）对圆筒体（4）的摩擦，增强圆筒体的强度。在蒸压釜转动时，为了防止生石膏在圆筒体（4）内滑动，在圆筒体（4）内壁上的轴向至少固定一个翻料板（7），在圆筒体（4）内壁上也可固定两个或三个翻料板（7），只要保证生石膏在圆筒体（4）内不纯滑动即可。在两个托轮组（12）、（15）之间的圆筒体（4）的外面安装一个加热装置（13）。一般来说，加热装置（13）只要对圆筒体（4）的一部分加热就可以了。因此，加热装置（13）最好位于圆筒体（4）的下面。加热装置（13）可以是如图所示的煤炉，也可以用煤（液化石油）气炉、电炉等。加热装置（13）可以直接烘烤圆筒体（4）。为了提高圆筒体（4）的寿命，便于对圆筒体（4）加热的控制，防圆筒体（4）的局部过热，在加热装置（13）与圆筒体（4）之间固定有一个辐射板（14）。加热装置（13）首先对辐射板（14）进行加热，再经辐射板（14）的热辐射对圆筒体（4）进行加热。在圆筒体（4）的上面和侧面固定有一层保温层（6），以防止圆筒体（4）的上方和侧面向周围散热，以节约能量。
Claims (9)
1、α-半水石膏的生产方法，以破碎后的生石膏(CaSO4·2H2O)为原料，其特征在于：将经过破碎以后的生石膏和占生石膏重量4～6%的水装入密闭的蒸压釜内，使该蒸压釜绕水平轴转动，并且用加热装置对蒸压釜进行加热，将蒸压釜内的生石膏和水加热到生石膏的脱水、转化温度，即蒸压釜内的水蒸汽压力上升到0.12～0.4MPa，并将此压力保持恒定6～8小时，使生石膏全部脱水转化为α-半水石膏(CaSO4· 1/2 H2O)，然后打开蒸压釜的装料口或放汽阀，继续旋转加热蒸压釜，将生成的α-半水石膏表面的水份烘干，最后从蒸压釜中取出粉磨制成α-半水石膏。
2、根据权利要求1所述的α-半水石膏的生产方法，其特征在于：加入蒸压釜内的水占装入蒸压釜内生石膏重量的5%～6%。
3、根据权利要求1所述的α-半水石膏的生产方法，其特征在于：蒸压釜的转速为0.5～5转/分;蒸压釜保持恒压时的最佳转速为0.5～2转/分。
4、根据权利要求1所述的α-半水石膏的生产方法，其特征在于：蒸压釜内保持的恒定压力为0.12～0.19MPa。
5、一种实施权利要求1中所述α-半水石膏的生产方法所用的设备，其特征在于：构成蒸压釜的是一个轴向水平放置的密封的圆筒体（4），圆筒体（4）的一端设有一个带密封盖的加料口（9），另一端安装有一个压力显示器（2）和一个过压保护器（1），在圆筒体（4）的两端分别设有一个带密封盖的卸料口（16），圆筒体（4）的两端部分别由托轮组（12）、（15）支承，至少有一个托轮经减速器（11）与电动机（10）相连接，在两个托轮组（12）、（15）之间的圆筒体（4）部分安装有一个给圆筒体（4）加热装置（13）。
6、根据权利要求5所述的生产α-半水石膏所用的设备，其特征在于：在圆筒体（4）的两端部分别固定有一个圆环导轨（5）、（8），圆筒体（4）经该圆环导轨（5）、（8）安装在托轮组（15）、（12）上。
7、根据权利要求5所述的生产α-半水石膏所用的设备，其特征在于：在圆筒体（4）内壁的轴向至少固定一个翻料板（7）。
8、根据权利要求5所述的生产α-半水石膏所用的设备，其特征在于：加热装置（13）是煤炉或者是煤气炉、液化石油气炉、电炉。
9、根据权利要求5或8所述的生产α-半水石膏所用的设备，其特征在于：在加热装置（13）与圆筒体（4）之间固定有一个辐射板（14）。
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