CN103664018B - 工业副产石膏直接蒸压生产α-半水石膏的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业副产石膏直接蒸压生产α-半水石膏的装置及方法，蒸压釜内轴向平行安装有由若干个蒸汽散热单元组成的蒸汽散热系统，蒸汽散热管呈矩形结构，两块散热板分别固定在蒸汽散热管相对的两侧壁上，若干个传热触头对称地通过弹簧沿垂直方向连接于两侧散热板表面，蒸汽散热管底部两端口分别是蒸汽入口和冷凝水出口，抽汽口位于钢轨的下部。工业副产物石膏与催化剂两级混合后，用蒸压车推进蒸压釜内进行常规直接进汽蒸压反应，然后进行逆向真空干燥，完全干燥后卸料并进行改性粉磨从而获得α-半水石膏成品。采用本发明装置和方法，使利用天然石膏生产α-半水石膏的生产线更为简化，蒸压过程没有机械部分，省电、无机械损耗。
Description
技术领域
本发明涉及α-半水石膏的生产装置和生产方法，特别是采用工业副产石膏直接蒸压生产α-半水石膏的装置和方法。
背景技术
现有的蒸压法生产α-半水石膏是以块状的天然石膏为原料，它是将块状的天然石膏堆放在蒸压车上的方形或长方形钢制蒸压篦子上,推入卧式蒸压釜中或直接将块状的天然石膏倾入立式蒸压釜内，先进行蒸压脱结晶水反应，然后再进行烘干，最后将干燥好的α-半水石膏块进行破碎和粉磨即得到成品。由于工业副产石膏全部都是粉状的，如果仍采用原来的生产装置和工艺方法，粉状的工业副产石膏就会密实地堆积，无法将蒸压好的,粉状的α-半水石膏完全干燥，特别是处于中心部位的蒸压好的，粉状的α-半水石膏很难得到干燥。为了能够利用工业副产石膏采用蒸压法生产α-半水石膏，国外公司是将粉状的工业副产石膏添加粘合剂后，用压力机将其压成块状体，然后再采用传统的设备和工艺进行生产。在工业副产石膏压块时，不仅要增加压力成型设备和工艺环节以提高生产成本，还需要从工业副产石膏含附着水的范围、成型剂（即粘合剂）的种类和比例、制块压力的大小、块状物孔洞的分布、内部的气孔比例这6个因素做到最佳配合，这样才能保证工业副产石膏的石膏块恰到好处，即蒸压中不碎、结晶反应有足够的微空隙存在、干燥中受热均匀、干燥后不坚硬和易破碎粉磨。因此，传统技术用于工业副产石膏生产α-半水石膏工艺复杂、需要有先压块再粉磨的重复工艺环节、能耗高、设备投资大、生产成本高。
而本发明就是针对工业副产石膏的粉状特点，并结合α-半水石膏蒸压工艺要求进行创新，提供能克服上述缺点的，使工业副产石膏直接采用蒸压法生产α-半水石膏的装置和工艺方法。
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直接蒸压生产α-半水石膏的装置，采用该装置生产α-半水石膏简化了生产工艺，能耗小，成本低。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种工业副产石膏直接蒸压生产α-半水石膏的装置，包括蒸压釜，蒸压釜上装有排汽阀门、进汽阀门、抽汽口和钢轨，蒸压釜内轴向平行安装有由若干个蒸汽散热单元组成的蒸汽散热系统，蒸汽散热单元包括蒸汽散热管、散热板和传热触头，蒸汽散热管呈矩形结构，两块散热板分别固定在蒸汽散热管相对的两侧壁上，若干个传热触头对称地通过弹簧沿垂直方向连接于两侧散热板表面，蒸汽散热管底部两端口分别是蒸汽入口和冷凝水出口，抽汽口位于钢轨的下部。
本发明还包括经过改造的蒸压篦子，蒸压篦子表面均匀固定有若干个半球网壳，蒸压篦子及蒸压篦子内侧边框覆盖一层抗粘衬布，抗粘衬布用钢条压紧固定于蒸压篦子的内侧边框边沿。
本发明所用的蒸压釜是在有直接通入釜内的蒸汽管道可以对物料实施直接蒸汽加热的传统卧式蒸压釜的基础上，又在釜内壁安装蒸汽散热系统。在传热触头内弹簧的作用下,两侧的传热触头可以与蒸压篦子紧密接触，使蒸压釜内的热能不是仅通过热辐射的形式传导给蒸压篦子上的物料，而是通过以全面接触式传导为主、将热传导给蒸压篦子上的物料，从而能够大大提高传热速度。
作为优选的技术方案，抗粘衬布的孔径为1mm，孔洞率为5～8%，厚度为0.8～1.2mm。
本发明还提供一种利用上述装置，用工业副产石膏直接蒸压生产α-半水石膏的方法，该方法包括步骤：
（1）工业副产物石膏与催化剂两级混合
将粉状的工业副产石膏和催化剂通过按13:1的重量比均匀混合后，工业副产石膏继续与混合物按13:1的重量比均匀混合成二级混合物；使最后的催化剂添加比例为5‰左右。
（2）物料铺装
在两级混合完成后，将二级混合物均匀铺在蒸压篦子的抗粘衬布上;
（3）直接通入蒸汽进行蒸压反应
将装好二级混合物的蒸压车推进蒸压釜内进行常规直接进汽蒸压反应、脱去石膏的一个半结晶水，生成潮湿的α-半水石膏；
（4）逆向真空干燥
随后，关闭进汽阀门、打开蒸压釜的排汽阀门，降压排汽，同时，开始通过釜内散热系统对潮湿的α-半水石膏进行全面接触式加热；当蒸压釜排汽完毕后关闭排汽阀门，同时打开蒸压釜底部的抽汽口、并起动真空泵，不断抽出生产设备内水蒸汽的同时，使设备内的真空度保持在0.06Mpa～0.09Mpa之间，直至生产设备内的α-半水石膏完全干燥；
传统抽真空的方式都是顺水蒸汽蒸发方向由上向下地进行抽汽，但本发明则与传统抽真空的抽汽方向相反，由下向上抽，迫使热能向下运动，使蒸压釜内上下温度更加均匀，保证蒸压车上的物料同时干燥。
（5）卸料并进行改性粉磨
最后，停止加热，关闭真空泵，打开蒸压釜，推出蒸压车，翻转蒸压篦子，卸下干燥的α-半水石膏，进行改性粉磨，从而获得α-半水石膏成品。
作为优选的技术方案，二级混合物在抗粘衬布上的铺设厚度为18～20厘米，各层蒸压篦子上的二级混合物之间有5厘米的垂直空隙。
采用本发明装置和方法，使利用天然石膏生产α-半水石膏的生产线更为简化，能够对属于工业废弃物的工业副产石膏进行综合利用，变废为宝；蒸压过程没有机械部分，省电、无机械损耗。
附图说明
图1为本发明蒸压釜的结构示意图。
图2为本发明蒸汽散热系统的结构示意图。
图中，1-排汽阀门，2-进汽阀门，3-抽汽口，4-蒸汽散热管，5-散热板，6-传热触头，7-弹簧，8-蒸汽入口，9-冷凝水出口，10-钢轨。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明，以下结合附图对本发明作进一步清楚、完整的说明。
本发明所述的一种工业副产石膏直接蒸压生产α-半水石膏的装置，包括蒸压车和蒸压釜，蒸压车上装有蒸压篦子，蒸压釜上装有排汽阀门1、进汽阀门2、抽汽口3和钢轨10。
蒸压釜内轴向平行安装有由若干个蒸汽散热单元组成的蒸汽散热系统，蒸汽散热单元包括蒸汽散热管4、散热板5和传热触6头，蒸汽散热管4、散热板5和传热触头6焊接成一体。蒸汽散热管4呈矩形结构，该矩形结构垂直于蒸压釜轴线，两块散热板5分别固定在蒸汽散热管4相对的两侧外壁上，多条蒸汽散热管4和两边平行排列的散热板4在蒸压釜内形成一个可以容许蒸压车及其篦子通过的矩形空间。
蒸压釜底端沿轴向设有钢轨10，抽汽口3位于钢轨10的下部，蒸压车沿钢轨10进出蒸压釜。蒸压车上装有若干个方形或长方形钢制篦子，蒸压篦子表面均匀固定有9个直径为3～4厘米的钢丝编成的半球网壳，蒸压篦子及蒸压篦子内侧边框覆盖层抗粘衬布，抗粘衬布用钢条压紧固定于蒸压篦子的内侧边框边沿，抗粘衬布的孔径为1mm，孔洞率为5～8%，厚度为0.8～1.2mm。当蒸压篦子翻过来后，蒸压篦子上的抗粘衬布能够与其脱离并下垂。
若干个传热触头对称地通过弹簧7沿垂直方向连接于两侧散热板5表面，蒸汽散热管4底部两端口分别是蒸汽入口8和冷凝水出口9。传热触头呈弓形结构，相对的弓形传热触头两端间距略大于蒸压车及其篦子的宽度，但相对的弓形传热触头顶部之间的距离则略小于蒸压车及其篦子的宽度，这样蒸压车及其篦子既可以顺利地进入蒸压釜，又可以在传热触头6内弹簧7的作用下使两侧的传热触头6与蒸压篦子紧密接触，使蒸压釜内的热能不是仅通过热辐射的形式传导给蒸压车及其篦子上，而是通过全面接触式传导给蒸压车及其篦子上，从而能够大大提高传热速度。
本发明利用改造后的装置生产α-半水石膏的方法，包括步骤：
（1）工业副产物石膏与催化剂两级混合
将粉状的工业副产石膏和催化剂通过按13:1的重量比均匀混合后，工业副产石膏继续与混合物按13:1的重量比均匀混合成二级混合物；催化剂的添加比例为5‰左右，
（2）物料铺装
在两级混合完成后，将二级混合物均匀铺在蒸压篦子的抗粘衬布上; 二级混合物在抗粘衬布上的铺设厚度为18～20厘米，各层蒸压篦子上的二级混合物之间有5厘米的垂直空隙，蒸压车上的蒸压篦子层数根据卧式蒸压釜的直径和蒸压车的宽度而确定。
（3）直接通入蒸汽进行蒸压反应
将装好二级混合物的蒸压车推进蒸压釜内进行常规直接进汽蒸压反应、脱去石膏的一个半结晶水，生成潮湿的α-半水石膏；
（4）逆向真空干燥
随后，关闭进汽阀门2、打开蒸压釜的排汽阀门1，降压排汽，即排放蒸压釜中的带压水蒸气；同时，开始通过釜内散热系统对潮湿的α-水石膏进行全面接触式加热；当蒸压釜排汽完毕后关闭排汽阀门1，同时打开蒸压釜底部的抽汽口3和起动真空泵，采用与传统方式相反的逆蒸发方向真空干燥，不断抽出生产设备内水蒸汽的同时，使设备内的真空度保持在0.06Mpa～0.09Mpa之间，直至生产设备内的α-半水石膏完全干燥；
（5）卸料并进行改性粉磨
最后，停止加热，关闭真空泵，打开蒸压釜，推出蒸压车，翻转蒸压篦子，卸下干燥的α-半水石膏，进行改性粉磨，从而获得α-半水石膏成品。
本发明要求保护的范围不限于以上具体实施方式，对于本领域技术人员而言，本发明可以有多种变形和更改，凡在本发明的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种工业副产石膏直接蒸压生产α-半水石膏的装置，包括蒸压釜，蒸压釜上装有排汽阀门（1）、进汽阀门（2）、抽汽口（3）和钢轨（10）,其特征在于：蒸压釜内轴向平行安装有由若干个蒸汽散热单元组成的蒸汽散热系统，蒸汽散热单元包括蒸汽散热管（4）、散热板（5）和传热触头（6），蒸汽散热管（4）呈矩形结构，两块散热板（5）分别固定在蒸汽散热管（4）相对的两侧壁上，若干个传热触头（6）对称地通过弹簧（7）沿垂直方向连接于两侧散热板（5）表面，蒸汽散热管（4）底部两端口分别是蒸汽入口（8）和冷凝水出口（9），抽汽口（3）位于钢轨（10）的下部。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括蒸压车，蒸压车上装有蒸压篦子，蒸压篦子表面均匀固定有若干个半球网壳，蒸压篦子及蒸压篦子内侧边框覆盖一层抗粘衬布，抗粘衬布用钢条压紧固定于蒸压篦子的内侧边框边沿。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：半球网壳的直径为3～4厘米。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于：抗粘衬布的孔径为1mm，孔洞率为5～8%，厚度为0.8～1.2mm。
5.一种利用权利要求1至3任意一项的装置生产α-半水石膏的方法，其特征在于包括步骤：
（1）工业副产物石膏与催化剂两级混合
将粉状的工业副产石膏和催化剂通过按13:1的重量比均匀混合后，工业副产石膏继续与混合物按13:1的重量比均匀混合成二级混合物；
（2）物料铺装
在两级混合完成后，将二级混合物均匀铺在蒸压篦子的抗粘衬布上;
（3）直接通入蒸汽进行蒸压反应
将装好二级混合物的蒸压车推进蒸压釜内进行常规直接进汽蒸压反应、脱去石膏的一个半结晶水，生成潮湿的α-半水石膏；
（4）逆向真空干燥
随后，关闭进汽阀门（2）、打开蒸压釜的排汽阀门（1），降压排汽，同时，开始通过釜内散热系统对潮湿的α-半水石膏进行全面接触式加热；当蒸压釜排汽完毕后关闭排汽阀门（1），同时打开蒸压釜底部的抽汽口（3）和起动真空泵，由下向上地不断抽出生产设备内水蒸汽的同时，使设备内的真空度保持在0.06Mpa～0.09Mpa之间，直至生产设备内的α-半水石膏完全干燥；
（5）卸料并进行改性粉磨
最后，停止加热，关闭真空泵，打开蒸压釜，推出蒸压车，翻转蒸压篦子，卸下干燥的α-半水石膏，进行改性粉磨，从而获得α-半水石膏成品。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：二级混合物在抗粘衬布上的铺设厚度为18～20厘米，各层蒸压篦子上的二级混合物之间有5厘米的垂直空隙。
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