CN103159418B - 一种β型半水石膏粉锻烧制备工艺及锻烧设备 - Google Patents
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Abstract
一种β型半水石膏粉煅烧制备工艺及设备，该工艺包括以下步骤：将原料粉碎成100-140目大小的粉粒；将粉粒经煅烧设备的进料口输送入该回转窑中进行煅烧，依次经过至少两个同心转筒后从该煅烧设备的出料口向外连续输出，窑头温为450-550℃，窑尾温为155-190℃，粉粒温度为150-185℃。该设备包括套装在一起、容量相同的至少两个同心转筒；物料输送部分包括位于同心转筒一端的进料口、与进料口同端或者异端设置的出料口和辅助输料结构，辅助输料结构包括位于所述同心转筒内壁上的螺旋叶片和/或扬料板。本工艺及设备具有大幅度节能降耗之优点。
Description
技术领域
本发明涉及石膏粉生产技术领域，尤其是涉及一种β型半水石膏粉煅烧制备工艺及煅烧设备。
背景技术
石膏粉广泛应用于建筑、建材、模具和艺术模型、化学工业及农业、食品加工和医药美容等众多应用领域中，是一种重要的工业原材料。其中，用于建筑材料生产的石膏，包括天然石膏和化学石膏，天然石膏有天然二水石膏和天然无水石膏，天然二水石膏质地较软，天然无水石膏质地较硬，故又称为硬石膏，在工业上常用的是天然二水石膏。当将二水石膏加热至一定温度后，石膏失去部分结晶水，得到半水石膏，半水石膏是一种气硬性胶凝材料，具有α和β两种形态，都呈菱形结晶，但是物理性能不同。α型半水石膏结晶良好、坚实，也称高强石膏，但是吸水性差，而β型半水石膏为片状结晶且其表面有裂纹，强度差，但是吸水性好。α型半水石膏适用于强度要求高的抹灰工程、装饰制品和石膏板，β型半水石膏适用于制作模型、雕塑和装饰花饰等。
现有技术中，β型半水石膏系二水石膏经过高温煅烧制成，一般使用立式或是卧式炒锅进行β型半水石膏的加工，工艺是先将磨成粉的二水石膏从进料口放入，然后外加热方式对石膏粉进行炒制，该外加热方式可以为炉箅式煤炭加热、沸腾炉加热等，脱水完成后，将加工好的石膏粉从出料口排出。该工艺所用设备成本低廉、加工步骤简单，但是间歇作业方式效率低、加工速度慢；外加热能源损耗大，经过测算，以加工一吨石膏粉为例，使用炉箅式煤炭加热需要燃烧60-70公斤煤炭，使用沸腾炉加热需要燃烧45-55公斤煤炭；由于煤耗大，环境污染严重；炒制时火候难以掌握，产品质量不稳定，且温度偏高后石膏粉易烧结成块；尤为突出的缺点还在于，该工艺加工中石膏粉易板结成块，清理时耗费大量人力，且成本高昂。
申请号是2011202685791、申请名称是“一种煅烧β型陶瓷模具石膏的设备”中公开了一种回转窑，该窑包括前部的物料预热段、中部的物料升温脱水段、后部的低温煅烧段和在传动机构带动下可以旋转的窑体，在物料预热段的前部设有进料口，在低温煅烧段的尾部依次设有烟气循环室和出料箱，出料箱的下部设有出料口。本实用新型将二水石膏粉使用连续煅烧工艺进行脱水加工，物料在行进中逐步升温，烟气通过烟气循环室和烟气排出管排出，与传统间歇加工技术相比，具有加工速度快、效率高的优点，但是仍然存在以下缺点：1）物料进入窑体后，依次经过预热、升温和煅烧段，煅烧完成后物料从出料口排出，因此窑体长度方向尺寸大，占地面积大；2）石膏粉的煅烧升温由换热棒和换热锥体进行，长时间使用后，换热油在换热部件内壁上产生结晶，从而降低换热效率，且需要定期更换的换热油成本高；3）煅烧中产生的烟气经烟气入口进入换热管道，从烟气管道出口进入到烟气循环室，烟气中的余温作用在换热管道和换热棒上有助于提高热能的利用率，但是没有经过任何净化处理的烟气直接排放到大气中，环境污染严重，不符合国家环保节排的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种β型半水石膏粉煅烧制备工艺，使用符合该工艺要求目数的石膏粉及其对应的温度、速度，完全能够避免石膏粉加工中存在的板结现象，且能有效降低石膏粉加工中所用能耗；本发明还提供了一种使用上述工艺进行半水石膏粉加工的煅烧设备，该种设备采用内烧式加温，具有至少两个同心转筒，粉粒在同心转筒中变速前行、完成石膏粉的煅烧，从而有效避免了石膏粉的板结，节约了设备占地面积，同时多个同心转筒形成了一个完整的保温体系，很好的提高了热能利用率。使用的技术方案是：一种β型半水石膏粉煅烧制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：
1）将二水石膏或工业副产石膏粉碎成100-140目大小的粉粒；
2）将粉粒经內烧式加温煅烧设备的进料口输送入回转窑中进行煅烧，粉粒在同心转筒中变速前行，依次经过至少两个同心转筒后从该煅烧设备的出料口向外连续输出，完成石膏粉的煅烧，窑头温为450-550℃，窑尾温为155-190℃，粉粒温度为150-185℃。
本发明的技术特征还有：所述同心转筒为三个，分别为内转筒、中转筒和外转筒，粉粒在所述三个同心转筒中轴向速度不同。
本发明的技术特征还有：所述粉粒在内转筒中轴向速度为1.1-1.3m/min，在中转筒和外转筒中轴向速度为0.8-1m/min。
本发明的技术方案还有：使用于β型半水石膏粉制备工艺的煅烧设备，该设备包括筒体部分、传动部分、物料输送部分和加热部分，其特征在于：所述筒体部分包括套装在一起、容量相同的至少两个同心转筒；所述物料输送部分包括位于所述同心转筒一端的进料口、与所述进料口同端或者异端设置的出料口和辅助输料结构，所述辅助输料结构包括位于所述同心转筒内壁上的螺旋叶片和/或扬料板。
本发明的技术特征还有：所述加热部分包括煤气发生炉，所述煤气发生炉中产生的煤气经过管道输送后通入到与进料口同端设置的燃气通入口中。
本发明的技术特征还有：所述加热部分还包括燃气筒，所述燃气筒位于所述同心转筒内并与同心转筒同心设置。
本发明的技术特征还有：所述燃气筒的长度为同心转筒长度的2/3。
本发明的技术特征还有：所述同心转筒为三个，分别是外转筒、中转筒和内转筒，所述三个同心转筒的内壁上固定排布有与轴线具有不同角度的扬料板。
本发明的技术特征还有：所述内转筒的扬料板与轴线呈8o夹角，所述中转筒和外转筒的扬料板与轴线呈10o夹角。
本发明的技术特征还有：所述煅烧设备还包括静电除尘器，所述静电除尘器包括蒸汽和烟气混合输出管路。
本发明的有益效果在于：1）本工艺适用于以二水石膏或工业副产石膏为原料、生产β型半水石膏粉的过程中，针对于本特定的生产工艺，为了保证产品质量并避免板结、过炒和欠炒现象的产生，提出了严格的目数、温度和轴线速度要求；连续式加工工艺提高了产品的生产效率，烟气和蒸汽通过同一管路混合排出，提高了蒸汽温度，从而保证了冬天温度较低时被回收石膏粉的正常沉降。
2）煅烧设备中，两个以上同心转筒复合式安装在一起，物料从内向外依次经过各个筒后从出料口排出，在保证了煅烧时间的同时极大缩小了筒体长度，从而使基础占地面积节约了50%以上，三筒复合式煅烧设备更是将基础面积节约了65%。
3）复合式筒体结构自身形成了一个保温系统，可燃气体在燃烧筒中燃烧产生的热量逐步向外散发，同时外转筒又处于热气流的低温段，这样，热交换面积增大，热能被充分利用，热效率大大提高。
4）煤气发生炉中生成的可燃气体通过燃气通入口输送到燃气筒中，长度小于同心转筒长度的燃气筒保证了燃气充分燃烧，经过测试，使用本煅烧设备生产一吨石膏粉，与已有技术相比能降低1/3煤耗。
5）本设备使用内烧式加热，与传统外加热煅烧设备相比，不仅改变了加热方式，而且无需使用鼓风机和抽风机，因此能极大节省电能，经过测试，使用本煅烧设备生产一吨石膏粉，与已有技术相比能降低70%电耗。
6）石膏粉生产中产生的蒸汽和烟气通过混合输出管路输送到静电式除尘设备中进行除尘处理，相比于原来蒸汽和烟气管路分离的设计方式，由于烟气温度高于蒸汽的温度，混合后相当于延长了蒸汽转化为水的时间，从而保证即使是在寒冷的冬天，混于蒸汽和烟气中的石膏粉也能充分沉降，保证了除尘效果。
附图说明
附图1是本煅烧设备示意图，附图2是附图1的筒体部分示意图，附图3是外转筒扬料板示意图，附图4是中转筒扬料板示意图，附图5是内转筒扬料板示意图，其中1是进料口，2是出料口，3是螺旋叶片，4是扬料板，5是燃气通入口，6是外转筒，7是中转筒，8是内转筒，9是燃气筒，10是静电除尘器，11是蒸汽和烟气混合输出管路，12是变频调速电机，13是托轮，14是轮带。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明进行具体说明。一种β型半水石膏粉煅烧制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：
1）将原料粉碎成100-140目大小的粉粒；
2）将粉粒经煅烧设备的进料口输送入该回转窑中进行煅烧，依次经过至少两个同心转筒后从该煅烧设备的出料口向外连续输出，窑头温为450-550℃，窑尾温为155-190℃，粉粒温度为150-185℃。
为了实现节省占地面积且提高热能利用效率之目的，本设备中同心转筒为三个，分别为内转筒8、中转筒7和外转筒6，粉粒在三个同心转筒中轴向速度不同。当使用上述粒度的粉粒时，粉粒在内转筒8中轴向速度为1.1-1.3m/min，在中转筒7和外转筒6中轴向速度为0.8-1m/min。
本发明还公开了一种β型半水石膏粉煅烧设备，该设备包括在传动部分带动下旋转的筒体部分、传动部分、实现石膏粉粉粒物料连续输送和输出的物料输送部分、完成煅烧升温的加热部分和静电除尘设备。
其中，筒体部分包括套装在一起、容量相同的至少两个同心转筒，一般可为2-5个同心转筒。本实施例中采用了三个同心转筒的设计方案。当同心转筒的数量为单数时，进料口1和出料口2分别位于筒体的两端，当同心转筒的数量为偶数时，进料口1和出料口2位于筒体的同一端。物料输送部分包括位于同心转筒一端的进料口1、与进料口1同端或者异端设置的出料口2和辅助输料结构，辅助输料结构包括位于同心转筒内壁上的螺旋叶片3和/或扬料板4。加热部分包括煤气发生炉和燃气筒9，燃气筒9位于同心转筒内并与同心转筒同心设置，煤气发生炉中产生的可燃气体经过管道输送后通入到与进料口同端设置的燃气通入口5中，从而实现本煅烧设备的内加热。为了保证燃烧充分，本燃气筒9的长度为同心转筒长度的2/3。
本实施例中，同心转筒为三个，分别是外转筒6、中转筒7和内转筒8，三个同心转筒的内壁上固定排布有与轴线具有不同角度的扬料板4。经过多次设计和试验，本发明中公开了适用于本工艺目数大小的石膏粉煅烧加工时，三个同心转筒内壁上扬料板的排布要求：内转筒8的扬料板4与轴线呈8o夹角，中转筒的扬料板与轴线呈10o夹角，外转筒与轴线呈10o夹角。这样，石膏粉在内转筒中移动速度慢，而在中转筒和外转筒中移动速度稍快，能保证石膏粉充分受热且石膏粉连续输送过程中无板结、堆料现象。
静电除尘设备使用了静电除尘器10，该静电除尘器10包括将石膏粉煅烧加工中产生的蒸汽和烟气从筒体中向外排出的蒸汽和烟气混合输出管路11。
传动部分包括变频调速电机12、调速器、在该电机带动下转动的托轮13和与托轮13相互配合的、安装在外转筒外部的轮带14。
Claims (3)
1.一种β型半水石膏粉煅烧制备工艺，其特征在于：所述制备工艺包括以下步骤：
1）将二水石膏或工业副产石膏粉碎成100-140目大小的粉粒；
2）将粉粒经內烧式加温煅烧设备的进料口输送入回转窑中进行煅烧，粉粒在同心转筒中变速前行，依次经过至少两个同心转筒后从该煅烧设备的出料口向外连续输出，完成石膏粉的煅烧，窑头温为450-550℃，窑尾温为155-190℃，粉粒温度为150-185℃。
2.按照权利要求1所述β型半水石膏粉煅烧制备工艺，其特征在于：所述同心转筒为三个，分别为内转筒、中转筒和外转筒，粉粒在所述三个同心转筒中轴向速度不同。
3.按照权利要求2所述β型半水石膏粉煅烧制备工艺，其特征在于：所述粉粒在内转筒中轴向速度为1.1-1.3m/min，在中转筒和外转筒中轴向速度为0.8-1m/min。
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