CN102701617B - 一种工业副产石膏的煅烧生产线及其煅烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种工业副产石膏的煅烧生产线及其煅烧方法，包括进料机构、计量机构、倾斜输送带、打散机构、烘干管道、气固分离塔、负压风机、螺旋送料机、卧式回转煅烧窑、燃烧炉、成品输送机构，储料塔、温度检测显示系统及PLC控制系统；烘干管道竖直设置其中下部连接打散机构的出料口、其上端连接气固分离塔的进气口，气固分离塔的出气口连接负压风机的进气口，气固分离塔的出料口连接螺旋送料机，螺旋送料机的出料口处于回转煅烧窑内；燃烧炉包括主燃烧炉和副燃烧炉，回转煅烧窑内固定有多根U形换热管；煅烧方法包括：投料计量、打散、烘干、气固分离、煅烧、出料、成品输送、仓储、冷却；本煅烧生产线自动化程度高，成品质量稳定，能耗较低。
Description
技术领域
本发明涉及石膏的煅烧设备，尤其是一种工业副产石膏的煅烧生产线，本发明还涉及利用上述煅烧生产线进行工业副产石膏煅烧的方法。
背景技术
在我国，主要的工业副产石膏为脱硫石膏和磷石膏，2010年我国年产生工业副产石膏达1.37亿吨，但实际综合利用率仅为40%，而发达国家的工业副产石膏的利用率都在90%以上。目前我国工业副产石膏利用率低的主要原因是石膏煅烧技术不成熟，副产石膏只能用于水泥缓凝剂，在纸面石膏板、石膏砌块等墙体材料中的应用较少，而且产品质量参差不齐，煅烧技术的落后已经严重影响到工业副产石膏的综合利用，制约石膏建材行业的发展。
目前工业副产石膏的煅烧设备主要有连续炒锅、回转窑、沸腾炉、气流干燥、锤式烘干机等，这些煅烧设备是在天然石膏煅烧生产线的基础上改造的，未根据工业副产石膏的特点对设备进行合理设计，在煅烧过程中会存在以下问题：
1.由于副产石膏的含水率波动大，普通煅烧设备无法实现及时调整参数，造成煅烧后的成品质量不稳定；
2.未充分考虑余热的利用，生产能耗高；
3.设备的自动化程度较低，生产效率低，产品的煅烧成本较高且质量波动大；
4.对生产中的粉尘未进行处理，对周边的环境影响较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工业副产石膏的煅烧生产线，自动化程度高，煅烧后的成品质量稳定，且煅烧的能耗较低。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种工业副产石膏的煅烧方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种工业副产石膏的煅烧生产线，包括进料机构、倾斜输送带、打散机构、卧式回转煅烧窑、燃烧炉、成品输送机构，储料塔；其还包括计量机构、烘干管道、至少一个上端带有进气口和出气口、下端带有出料口的气固分离塔、负压风机、螺旋送料机，温度检测显示系统、协调各机构动作的PLC控制系统；
所述的计量机构设置于进料机构和倾斜输送带之间，进料机构的出料端连接计量机构的进料端，计量机构的出料端连接倾斜输送带的进料端，倾斜输送带的出料端连接打散机构的进料口；
所述的烘干管道竖直设置，烘干管道的中下部通过管道连接打散机构的出料口，烘干管道的上端通过管道连接气固分离塔的进气口，气固分离塔的出气口通过管道连接负压风机的进气口，气固分离塔的出料口连接螺旋送料机的进料口，螺旋送料机的出料口处于卧式回转煅烧窑内；
所述的燃烧炉包括主燃烧炉和副燃烧炉，所述的卧式回转煅烧窑内间隔固定有多根U形的换热管，每根U形换热管的进气端连接主燃烧炉的出气口，每根U形换热管出气端通过管道连接烘干管道的下端，副燃烧炉的出气口也通过管道连接烘干管道的下端；
卧式回转煅烧窑的出料口通过成品输送机构连接储料塔上端的进料口；
所述的温度检测显示系统包括设置在烘干管道下端的烟气温度传感器、设置在气固分离塔下部的气料混合温度传感器、设置在气固分离塔出气口的尾气温度传感器，设置在主燃烧炉的主炉温传感器、设置在副燃烧炉的副炉温传感器、设置在卧式回转煅烧窑出料端的成品温度传感器，各传感器通过PLC控制器连接显示屏。
作为优选，所述的进料机构包括储料斗和设置在储料斗下部的水平输送带。
作为改进，所述倾斜输送带的上面设有除铁器，可以去除石膏原料中的含铁杂质；所述进料机构的出料端与计量机构的进料端之间设有振动筛，可以去除大颗粒原料和杂质，进行再破碎，保证后道工序的顺利进行。
作为优选，所述打散机构包括竖向设置的壳体，壳体的上端为进料口、下端为出料口，壳体的中部沿竖向设置两台打散电机，两台打散电机的输出轴与设置在壳体内的打散锤头相连接。
作为优选，所述的气固分离塔有两个，第一个气固分离塔的进气口通过管道连接烘干管道的上端，第一个气固分离塔的出气口通过管道连接第二个气固分离塔的进气口，第二个气固分离塔的出气口通过管道连接负压风机的进气口，第一个气固分离塔下端的出料口和第二个气固分离塔下端的出料口都连接螺旋送料机的进料口，气料混合温度传感器设置在第一个气固分离塔的下部，尾气温度传感器设置在靠近第二个气固分离塔的出气口处。
作为优选，所述卧式回转煅烧窑内间隔固定的U形换热管有十六根。
作为优选，所述卧式回转煅烧窑出料口还连接有出料筒，成品输送机构包括螺旋出料机、循环式物流提升机，出料筒下部设有出料口连接螺旋出料机的进料口，螺旋出料机的出料口连接循环式物流提升机一侧的下部，循环式物流提升机另一侧的上部连接储料塔上端的进料口，成品温度传感器设置在出料筒的下部。
进一步改进，所述的负压风机的出气口连接水浴除尘器，所述的卧式回转煅烧窑的湿气出气口通过管道连接静电除尘器，可以截留烘干尾气和煅烧湿气中的粉尘，较好保护环境。
一种利用上述煅烧生产线的工业副产石膏的煅烧方法，包括以下步骤：
第一步，投料计量，把工业副产石膏原料送到计量机构进行计量；
第二步，打散，通过计量机构把设定重量的石膏原料经倾斜输送带送到打散机构进行打散；
第三步，烘干，把打散后的石膏原料通过负压风机提供的负压吸入烘干管道与引入的高温烟气进行热交换烘干；
第四步，气固分离，把烘干后的石膏原料吸入气固分离塔进行气固分离，使烘干后的石膏原料沉淀到气固分离塔中；
第五步，煅烧、出料，把沉淀到气固分离塔中石膏原料通过螺旋送料机送入卧式回转煅烧窑内进行煅烧，煅烧完成的成品送入成品输送机构；
第六步，成品输送、仓储、冷却，成品输送机构把煅烧完成的成品输送到储料塔进行仓储、冷却。
所述烘干步骤的高温烟气的温度控制为650℃～700℃；所述气固分离步骤的气料混合温度控制为130℃～160℃；所述煅烧出料步骤的煅烧后成品出料温度控制为120℃～140℃。
本发明由于通过PLC控制系统协调各机构动作，从进料的计量、输送、打散、烘干、气固分离、煅烧、出料等动作均能自动运行，自动化程度高，生产效率较高；通过温度检测显示系统可以在线监测各主要控制点的温度，及时调整进料量，调整燃烧炉的燃烧强度，确保煅烧烟气和烘干烟气的温度和流量，且可及时调整回转煅烧窑的转速，保证回转煅烧窑出料口排出成品的温度和湿度，防止产品出现过烧或煅烧不透，因此生产出来的成品质量稳定。
另一方面，由于把回转煅烧窑内每根U形换热管的出气端通过管道连接烘干管道的下端，煅烧中的余热被引到烘干管道中，使热量得到充分利用，同时燃烧炉又分为主燃烧炉和副燃耗炉，可以较灵活控制燃耗强度，既保证煅烧烟气和烘干烟气的温度和流量，又大大提高节能效果。
另外，系统的烘干和煅烧采用封闭式设计，同时在负压风机的出气口连接水浴除尘器，在卧式回转煅烧窑的湿气出气口通过管道连接静电除尘器，可以有效减少粉尘排向大气，对环境起到较好保护作用。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是图1的A-A局部剖视放大图。
图3是本发明煅烧方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1、图2所示，一种工业副产石膏的煅烧生产线，包括进料机构1、计量机构2、倾斜输送带3、打散机构4、烘干管道5、第一个气固分离塔6、第二个气固分离塔7、负压风机8、螺旋送料机9、卧式回转煅烧窑10、燃烧炉11、成品输送机构12，储料塔13、温度检测显示系统14、协调各机构动作的PLC控制系统15及水浴除尘器16和静电除尘器17；
所述的计量机构2设置于进料机构1和倾斜输送带3之间，进料机构1包括储料斗11和设置在储料斗11下部的水平输送带12，水平输送带12的出料端连接计量机构2的进料端，计量机构2的出料端连接倾斜输送带3的进料端，倾斜输送带3的出料端连接打散机构4的进料口，倾斜输送带3的上面设有除铁器31，所述进料机构1的水平输送带12的出料端与计量机构2的进料端之间还设有振动筛21；
所述打散机构4包括竖向设置的壳体41，壳体41的上端为进料口、下端为出料口，壳体41的中部沿竖向设置两台打散电机42、43，两台打散电机42、43的输出轴与设置在壳体41内的打散锤头相连接；
所述的第一个气固分离塔6和第二个气固分离塔7的上端均设有进气口61、71和出气口62、72，第一个气固分离塔6和第二个气固分离塔7的下端均设有出料口63、73；
所述的烘干管道5竖直设置，烘干管道5的中下部通过管道连接打散机构4的出料口，烘干管道5的上端通过管道连接第一个气固分离塔6的进气口61，第一个气固分离塔6的出气口62通过管道连接第二个气固分离塔7的进气口71，第二个气固分离塔7的出气口72通过管道连接负压风机8的进气口，负压风机8的出气口连接水浴除尘器16；
第一个气固分离塔6下端的出料口63和第二个气固分离塔7下端的出料口73都连接螺旋送料机9的进料口，螺旋送料机9的出料口处于卧式回转煅烧窑10内；
所述的燃烧炉11包括主燃烧炉111和副燃烧炉112，所述的卧式回转煅烧窑10内间隔固定有十六根U形的换热管101，每根U形换热管101的进气端连接主燃烧炉11的出气口，每个U形换热管101出气端通过管道连接烘干管道5的下端，副燃烧炉112的出气口通过管道连接烘干管道5的下端；
所述卧式回转煅烧窑10出料口还可连接一个出料筒102，成品输送机构12包括螺旋出料机121、循环式物流提升机122，出料筒102下部设有出料口连接螺旋出料机121的进料口，螺旋出料机121的出料口连接循环式物流提升机122一侧的下部，循环式物流提升机122另一侧的上部连接储料塔13上端的进料口131；
所述的卧式回转煅烧窑10的湿气出气口连接静电除尘器17；
所述的温度检测显示系统14包括设置在烘干管道5下端的烟气温度传感器141、设置在第一个气固分离塔6下部的气料混合温度传感器142、设置在第二个气固分离塔7出气口72的尾气温度传感器143，设置在主燃烧炉111的主炉温传感器144、设置在副燃烧炉112的副炉温传感器145、设置在卧式回转煅烧窑10出料口连接的出料筒102下部的成品温度传感器146，各传感器通过PLC控制器连接显示屏。
本煅烧生产线的工作流程如下：把工业副产石膏如脱硫石膏或磷石膏投入到进料机构1的储料斗11中，进料机构1的水平输送带12逐步把石膏原料送到振动筛21上，经筛分后石膏原料落到计量机构2上，计量机构2按照设定重量的石膏原料传送给倾斜输送带3，倾斜输送带3再把这部分石膏原料送到打散机构4进行打散，倾斜输送带3在送料过程中除铁器31会把石膏原料中的铁杂质吸附去除，被打散后的石膏原料因负压风机8提供的负压被吸入烘干管道5与烘干管道5下端引入的高温烟气进行热交换后被烘干，被烘干后的石膏原料继续被吸到第一个气固分离塔6且大部分沉淀在第一个气固分离塔6中，剩下一小部分石膏原料再被吸到第二个气固分离塔7进行沉淀，尾气从第二个气固分离塔7的出气口72通过负压风机8吸到水浴除尘器16进行除尘然后再排到大气中；
第一个气固分离塔6和第二个气固分离塔7把沉淀的石膏原料经下端的出料口63和出料口73送入螺旋送料机9的进料口，螺旋送料机9再把这部分经烘干的石膏原料送到卧式回转煅烧窑10内进行煅烧，煅烧后的成品再经螺旋出料机121和循环式物流提升机122送入储料塔13进行冷却，卧式回转煅烧窑10在煅烧过程中产生的湿气经静电除尘器17除尘后再排到大气中。
图3所示，利用上述煅烧生产线的工业副产石膏的煅烧方法，包括以下步骤：
第一步，投料计量步骤1a，把工业副产石膏原料送到计量机构进行计量；
第二步，打散步骤2a，通过计量机构把设定重量的石膏原料经倾斜输送带送到打散机构进行打散；
第三步，烘干步骤3a，把打散后的石膏原料通过负压风机提供的负压吸入烘干管道与引入的高温烟气进行热交换烘干；
第四步，气固分离步骤4a，把烘干后的石膏原料吸入气固分离塔进行气固分离，使烘干后的石膏原料沉淀到气固分离塔中；
第五步，煅烧、出料步骤5a，把沉淀到气固分离塔中石膏原料通过螺旋送料机送入卧式回转煅烧窑内进行煅烧，煅烧完成的成品送入成品输送机构；
第六步，成品输送、仓储、冷却步骤6a，成品输送机构送把煅烧完成的成品输送到储料塔进行仓储、冷却。
所述烘干步骤3a的高温烟气的温度控制为650℃～700℃；所述气固分离步骤4a的气料混合温度控制为130℃～160℃；所述煅烧出料步骤5a的煅烧后成品出料温度控制为120℃～140℃。
以上仅是本发明一个较佳的实施例，本领域的技术人员按权利要求作等同的改变都落入本案的保护范围。
Claims (10)
1.一种工业副产石膏的煅烧生产线，包括进料机构、倾斜输送带、打散机构、卧式回转煅烧窑、燃烧炉、成品输送机构，储料塔，其特征在于：还包括计量机构、烘干管道、至少一个上端带有进气口和出气口、下端带有出料口的气固分离塔、负压风机、螺旋送料机，温度检测显示系统、协调各机构动作的PLC控制系统；
所述的计量机构设置于进料机构和倾斜输送带之间，进料机构的出料端连接计量机构的进料端，计量机构的出料端连接倾斜输送带的进料端，倾斜输送带的出料端连接打散机构的进料口；
所述的烘干管道竖直设置，烘干管道的中下部通过管道连接打散机构的出料口，烘干管道的上端通过管道连接气固分离塔的进气口，气固分离塔的出气口通过管道连接负压风机的进气口，气固分离塔的出料口连接螺旋送料机的进料口，螺旋送料机的出料口处于卧式回转煅烧窑内；
所述的燃烧炉包括主燃烧炉和副燃烧炉，所述的卧式回转煅烧窑内间隔固定有多根U形的换热管，每根U形换热管的进气端连接主燃烧炉的出气口，每根U形换热管出气端通过管道连接烘干管道的下端，副燃烧炉的出气口也通过管道连接烘干管道的下端；
卧式回转煅烧窑的出料口通过成品输送机构连接储料塔上端的进料口；
所述的温度检测显示系统包括设置在烘干管道下端的烟气温度传感器、设置在气固分离塔下部的气料混合温度传感器、设置在气固分离塔出气口的尾气温度传感器，设置在主燃烧炉的主炉温传感器、设置在副燃烧炉的副炉温传感器、设置在卧式回转煅烧窑出料端的成品温度传感器，各传感器通过PLC控制器连接显示屏。
2.根据权利要求1所述的一种工业副产石膏的煅烧生产线，其特征在于：所述的进料机构包括储料斗和设置在储料斗下部的水平输送带。
3.根据权利要求1所述的一种工业副产石膏的煅烧生产线，其特征在于：所述倾斜输送带的上面设有除铁器；所述进料机构的出料端与计量机构的进料端之间设有振动筛。
4.根据权利要求1所述的一种工业副产石膏的煅烧生产线，其特征在于：所述打散机构包括竖向设置的壳体，壳体的上端为进料口、下端为出料口，壳体的中部沿竖向设置两台打散电机，两台打散电机的输出轴与设置在壳体内的打散锤头相连接。
5.根据权利要求1所述的一种工业副产石膏的煅烧生产线，其特征在于：所述的气固分离塔有两个，第一个气固分离塔的进气口通过管道连接烘干管道的上端，第一个气固分离塔的出气口通过管道连接第二个气固分离塔的进气口，第二个气固分离塔的出气口通过管道连接负压风机的进气口，第一个气固分离塔下端的出料口和第二个气固分离塔下端的出料口都连接螺旋送料机的进料口，气料混合温度传感器设置在第一个气固分离塔的下部，尾气温度传感器设置在靠近第二个气固分离塔的出气口处。
6.根据权利要求1所述的一种工业副产石膏的煅烧生产线，其特征在于：所述卧式回转煅烧窑内间隔固定的U形换热管有十六根。
7.根据权利要求1所述的一种工业副产石膏的煅烧生产线，其特征在于：所述卧式回转煅烧窑出料口还连接有出料筒，成品输送机构包括螺旋出料机、循环式物流提升机，出料筒下部设有出料口连接螺旋出料机的进料口，螺旋出料机的出料口连接循环式物流提升机一侧的下部，循环式物流提升机另一侧的上部连接储料塔上端的进料口，成品温度传感器设置在出料筒的下部。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种工业副产石膏的煅烧生产线，其特征在于：所述的负压风机的出气口连接水浴除尘器，所述的卧式回转煅烧窑的湿气出气口通过管道连接静电除尘器。
9.一种利用权利要求1至8任一项所述煅烧生产线进行工业副产石膏的煅烧方法，包括以下步骤：
第一步，投料计量，把工业副产石膏原料送到计量机构进行计量；
第二步，打散，通过计量机构把设定重量的石膏原料经倾斜输送带送到打散机构进行打散；
第三步，烘干，把打散后的石膏原料通过负压风机提供的负压吸入烘干管道与引入的高温烟气进行热交换烘干；
第四步，气固分离，把烘干后的石膏原料吸入气固分离塔进行气固分离，使烘干后的石膏原料沉淀到气固分离塔中；
第五步，煅烧、出料，把沉淀到气固分离塔中石膏原料通过螺旋送料机送入卧式回转煅烧窑内进行煅烧，煅烧完成的成品送入成品输送机构；
第六步，成品输送、仓储、冷却，成品输送机构把煅烧完成的成品输送到储料塔进行仓储、冷却。
10.根据权利要求9所述的煅烧方法，其特征在于：所述烘干步骤的高温烟气的温度控制为650℃～700℃；所述气固分离步骤的气料混合温度控制为130℃～160℃；所述煅烧出料步骤的煅烧后成品出料温度控制为120℃～140℃。
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