CN108698925A - 熟石膏处理装置及熟石膏处理方法 - Google Patents
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Abstract
在利用加水处理而使熟石膏改性的熟石膏的改性过程中,可靠地防止在熟石膏和水分的接触区域、改性后的熟石膏的输送路径等处生成凝结水的状况。熟石膏处理装置包括具有用于冷却熟石膏(G)的冷却区域(D)的搅拌式的冷却装置(1)和用于向熟石膏加水的加水装置(20)。加水装置具有湿润气体供给口(22),该湿润气体供给口(22)用于向冷却区域直接导入含有水分或水蒸气的湿润气体(S)。将熟石膏从冷却装置的熟石膏导入口(16)导入到冷却区域,在冷却区域中进行加水处理而使其改性。湿润气体供给口配置在熟石膏导入口的附近,湿润气体的射流或排出流与从熟石膏导入口刚刚导入到冷却区域之后的熟石膏接触。
Description
技术领域
本发明涉及熟石膏处理装置及熟石膏处理方法,更详细地讲,涉及能够通过预先对熟石膏进行加水处理而减少熟石膏的浆料化所需要的混合搅拌水量的熟石膏处理装置及熟石膏处理方法(apparatus and method for treating stucco)。
背景技术
熟石膏(stucco,calcined gypsum or calcined plaster)是通过单独焙烧化学石膏或天然石膏等原料石膏、或者将不同种的原料石膏混合并加热(焙烧)的焙烧工序来制造的。作为原料石膏的主要成分的二水石膏(CaSO4·2H2O)通过焙烧工序转变为半水石膏(CaSO4·1/2H2O)。二水石膏的化合水(结晶水)含量和半水石膏的化合水(结晶水)含量分别为20.9wt%和6.2wt%(理论值)。一般来讲,利用焙烧工序得到的熟石膏除了含有半水石膏之外,还含有III型无水石膏(CaSO4)等。
由于熟石膏具有在添加适量的水进行混合搅拌时浆料化(泥浆化)、在水合反应的作用下成为二水合物而迅速地固化的性质,因此熟石膏被用作各种各样的石膏产品的原料。例如作为将熟石膏作为原料而形成的代表性的产品,可以列举出石膏板。一般来讲,石膏板是通过使后述的石膏浆料流入到上下的石膏板用原纸之间、将其强制干燥并且切断而制造的建筑工程用的板材料或板材;前述的石膏浆料是通过混合搅拌熟石膏和水且添加助粘接剂、固化促进剂、泡沫等并进行浆料化而形成的。
在这样的熟石膏和水等的混合搅拌工序中,熟石膏所含有的III型无水石膏具有使熟石膏的浆料化所需要的混合搅拌水的混合搅拌水量(以下称为“熟石膏浆料化用的混合搅拌水量”、或者“混合搅拌水量”。)增加的性质。在石膏板制造过程中,存在如下倾向:混合搅拌水量的增加会导致强制干燥工序的热负荷增大。因此,从减轻环境负荷及节能对策等的方面考虑,期望的是,在使熟石膏浆料化之前,预先将熟石膏中的III型无水石膏转化为半水石膏,由此,减少熟石膏浆料化用的混合搅拌水量。
作为减少熟石膏浆料化用的混合搅拌水量的技术,在日本特表2013-535401号公报(专利文献1)中记载了这样的技术:为了消除熟石膏的结晶内和表面的缺陷,将在焙烧装置的炉内或反应容器内生成的工艺气体(高温多湿气体)与熟石膏一同在同一条流路中给送,并将熟石膏和工艺气体导入到石膏冷却器。针对该技术而言,在石膏冷却器的冷却区域的前段设置有稳定化区域,将含有较大量的水分(水蒸气)的焙烧装置的工艺气体与熟石膏一同导入到稳定化区域,欲利用工艺气体中的水分将熟石膏中的III型无水石膏在稳定化区域中转化为半水石膏。因稳定化区域处的水分供给或水分添加而改性的熟石膏在具备空冷式换热器的冷却区域中被冷却。
作为谋求熟石膏浆料化用的混合搅拌水量减少的另一种技术,已知有这样的技术:通过在混合搅拌工序之前预先对熟石膏进行加水处理,从而减少混合搅拌工序中的熟石膏浆料化用的混合搅拌水量。例如已知有这样的处理(复原处理):向浆料化前的熟石膏中加入少量的水(重量比约为1质量%~10质量%),从而防止在浆料化时熟石膏颗粒微细化到所需程度以上而发生水溶(日本特公平3-51665号公报(专利文献2)、日本特许第4847855号公报(专利文献3))。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2013-535401号公报
专利文献2:日本特公平3-51665号公报
专利文献3:日本特许第4847855号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述的熟石膏的改性技术欲通过对熟石膏进行加水处理,从而,(1)将熟石膏中的III型无水石膏转化为半水石膏,(2)将熟石膏改性使得在浆料化时熟石膏颗粒不会微细化到所需程度以上而发生水溶,或者利用(1)和(2)这两者将熟石膏改性。但是,在将熟石膏与上述工艺气体(高温多湿气体)一同在同一条流路中给送的情况、或者在向熟石膏中添加湿润气体而改性了之后进行冷却的情况下,由于加水后的熟石膏收纳区域的氛围是保有较大量的水分或水蒸气的湿润氛围,因此在划分或围绕熟石膏和水分的接触区域的反应容器或管路等的内表面、或者改性后的熟石膏的输送路径等的内表面处,湿润氛围中的水分容易冷凝,容易在反应容器、管路、输送路径等的内表面生成凝结水。
在反应容器、管路、输送路径等的内表面生成这样的凝结水时,熟石膏和凝结水发生水合反应而附着于容器内表面、管路内表面等并且固化,其结果,产生难以充分地确保熟石膏的反应区域、输送路径等的流路截面的状况,因此需要恰当地除去这种固化物。但是,可靠地除去这样的反应容器、管路等的内表面的固化物的做法在实际操作上是极为困难的。
本发明即是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于提供在对熟石膏进行加水处理而使熟石膏改性的熟石膏的改性过程中能够可靠地防止在熟石膏和水分的接触区域、改性后的熟石膏的输送路径等生成凝结水的熟石膏处理装置及熟石膏处理方法。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的,本发明提供一种熟石膏处理装置,其包括用于向熟石膏加水的加水装置和具有用于冷却熟石膏的冷却区域的搅拌式的冷却装置,该熟石膏处理装置的特征在于,
所述加水装置具有湿润气体供给口,该湿润气体供给口用于向所述冷却区域直接导入含有水分或水蒸气的湿润气体的射流或排出流,
所述冷却装置具有用于向所述冷却区域导入所述熟石膏的熟石膏导入口,
所述湿润气体供给口以使所述湿润气体的射流或排出流与刚刚导入到所述冷却区域之后的熟石膏接触的方式配置在所述熟石膏导入口的附近。
本发明还提供一种熟石膏处理方法,其使冷却前的熟石膏与水分接触,并且利用具有冷却区域的搅拌式的冷却装置来冷却熟石膏,该熟石膏处理方法的特征在于,
将用于排出或喷射含有水分或水蒸气的湿润气体的湿润气体供给口配置在所述冷却装置的熟石膏导入口的附近,
将所述熟石膏从所述熟石膏导入口导入到所述冷却装置的冷却区域,
将所述湿润气体从所述湿润气体供给口直接导入到所述冷却区域,
使所述湿润气体供给口的湿润气体的射流或排出流与刚刚导入到所述冷却区域之后的熟石膏接触,从而在该冷却区域中对熟石膏进行加水处理。
采用本发明的上述结构,湿润气体直接被导入到冷却装置的冷却区域,在冷却区域中对熟石膏进行加水处理。由于湿润气体的射流或排出流从配置在熟石膏导入口(熟石膏装入口)的附近的湿润气体供给口流入到冷却区域,因此湿润气体与刚刚从冷却装置的熟石膏导入口导入到冷却区域之后的熟石膏接触。由于冷却装置的冷却区域也作为熟石膏的改性区域发挥功能,因此冷却和改性的各作用在冷却区域中同时作用于熟石膏。在该熟石膏处理装置及熟石膏处理方法中,湿润气体直接被导入到冷却区域,并在冷却区域中与熟石膏接触(因而,上述湿润气体在熟石膏的输送路径等中不与熟石膏接触)。因此,能够可靠地防止在从焙烧装置到冷却区域的熟石膏的输送路径等中生成凝结水的状况。此外,释放到较大容积的冷却区域的湿润气体的射流或排出流迅速且有效率地与较大量的熟石膏接触。因而,有效地对熟石膏赋予湿润气体中的水分。因此,能够提高熟石膏的加水处理的效率,并防止剩余的水分在冷却区域中凝结的状况。
发明的效果
采用本发明的熟石膏处理装置及熟石膏处理方法,在对熟石膏进行加水处理而使熟石膏改性的熟石膏的改性过程中,能够可靠地防止在熟石膏和水分的接触区域、改性后的熟石膏的输送路径等处生成凝结水的状况。
附图说明
图1的(A)是表示熟石膏处理装置的整体结构的侧视图,图1的(B)是沿图1的(A)的I-I线的熟石膏处理装置的剖视图,图1的(C)是熟石膏处理装置的后视图。
图2是概略地表示熟石膏处理装置的主要结构要素的横剖视图。
图3是概略地表示熟石膏处理装置的主要结构要素的纵剖视图。
图4是概略地表示从冷却区域观察到的熟石膏装入口和湿润气体供给口的形态的立体图。
图5是表示湿润气体供给口的变形例的与图4相同的概略立体图。
图6是概念性地表示湿润气体供给口的位置的剖视图。
图7的(A)是概念性地表示使熟石膏装入口的位置自冷却区域的中心偏离的结构的剖视图,图7的(B)是概念性地表示将熟石膏装入口配置在从端壁凹入的位置的结构的剖视图。
图8是概念性地表示将熟石膏装入口配置在外壳的内周壁面的结构的剖视图。
图9是表示图5所示的湿润气体供给口的变形例的湿润气体供给口和熟石膏装入口的概略剖视图。
具体实施方式
根据本发明的优选的实施方式,湿润气体是在用于焙烧熟石膏的焙烧装置中生成且自熟石膏分离出来的高温多湿气体,用于给送熟石膏的熟石膏给送管与包含熟石膏导入口的熟石膏供给装置连接,用于给送自熟石膏分离出来的高温多湿气体的湿润气体给送管与湿润气体供给口连通。优选的是,熟石膏导入口具有圆形轮廓,湿润气体供给口由呈与石膏导入口同心的形状包围熟石膏导入口的环状的开口部、或者在熟石膏导入口的周围呈环状排列的多个开口部形成。更优选的是,湿润气体供给口以使湿润气体的射流或排出流指向与熟石膏导入口的中心轴线实质上平行的方向、或者接近熟石膏导入口的中心轴线的方向的方式取向。
在本发明的优选的实施方式中,冷却装置是具有空冷式换热器的内管·转动型的多管式冷却装置。冷却装置具有形成冷却区域的旋转搅拌式的圆筒状外壳和将大气温度的空气作为冷热介质的空冷式换热器。外壳的旋转中心轴线与水平面形成预定角度地倾斜而沿横向延伸。熟石膏导入口(熟石膏装入口)配置在外壳的基端部或一端部,导入到冷却区域的熟石膏与外壳的倾斜梯度相应地向外壳的顶端部或另一端部移动。此外,上述熟石膏供给装置是具有被驱动而旋转的螺杆部且用于朝向熟石膏导入口推出熟石膏的螺杆送料式的熟石膏供给装置。形成加水装置的湿润气体供给装置以包围螺杆部的圆筒状壳体的方式配置。使湿润气体给送管与湿润气体供给口连通的环状的湿润气体流路形成在螺杆部的外周区域。
优选的是,熟石膏装入口开口于外壳的基端侧(梯度方向上游侧)的端壁,其与外壳的中心轴线呈同心状配置,湿润气体供给口也开口于外壳的基端侧端壁。优选的是,湿润气体供给口的位置配置在相对于熟石膏导入口的直径或最大尺寸α而言将熟石膏导入口的中心(β)作为中心的半径1.5α(或1m)的圆形区域或半球形区域的范围内、优选为半径α(或65cm)的圆形区域或半球形区域的范围内,从而谋求湿润气体和熟石膏的可靠且顺畅的混合接触。
优选的是,湿润气体是饱和水蒸气、过热水蒸气、水蒸气及空气的混合气、或者含有预定重量比以上的水分的气体。另外,过热水蒸气是干燥气体的一种,但从在刚刚流入到冷却区域之后立即发生急剧的温度下降和压力下降的结果来看,认为其变化为能够放出水分的状态,因此在本说明书中,在湿润气体中含有过热水蒸气。
优选的是,湿润气体具有0.1kg/kg’~2.0kg/kg’的范围内的水分量,该湿润气体以相对于导入到上述冷却区域的熟石膏而言质量比为0.3wt%~6.0wt%的比例的流量被导入到上述冷却区域。优选的是,湿润气体以5m/s~25m/s的范围内的流速从湿润气体供给口流入到冷却区域。
在本发明的优选的实施方式中,湿润气体是在设置有熟石膏处理装置的工厂内或设备内使用或通用的工艺蒸气等水蒸气(或过热水蒸气)、或者水蒸气和空气的混合气。
实施例
以下,参照附图详细地说明本发明的优选的实施例。
图1的(A)是表示熟石膏处理装置的整体结构的侧视图,图1的(B)是沿图1的(A)的I-I线的熟石膏处理装置的剖视图,图1的(C)是熟石膏处理装置的后视图。
如图1的(A)所示,熟石膏处理装置具有在圆筒状外壳(壳体)3内配设有形成空冷式换热器的许多个冷却管2而形成的内管·转动型的多管式冷却装置1(以下称作“冷却装置1”。)。冷却装置1具备用于将熟石膏G供给到冷却装置1的冷却区域D的螺杆送料式的熟石膏供给装置10。熟石膏处理装置还具有用于将含有较大量的水分的湿润空气、水蒸气(steam,water vapor)等湿润的气体S(以下称作“湿润气体S”。)直接导入到冷却区域D的湿润气体供给装置20。
冷却装置1的中心轴线X-X以与水平的地面或地基面J(水平面)形成预定角度的方式倾斜,在外壳3的基端部3a处被导入到外壳3内的温度较高且改性前的熟石膏G沿着外壳3的倾斜梯度向顶端部3b移动,并作为冷却后且改性后的熟石膏Ga从顶端部3b的排出口4排出。
冷却装置1具备用于使外壳3以中心轴线X-X为中心旋转的旋转驱动装置5(用假想线概略地表示。)。旋转驱动装置5用于以预定的转速驱动外壳3并使其旋转,外壳3内的冷却区域D在搅拌外壳3内的熟石膏G的同时使熟石膏G朝向顶端部3b移动。
冷却管2在冷却区域D中与中心轴线X-X平行地延伸,并与外壳3一体地旋转。如图1的(C)所示,冷却管2的顶端部2b在外壳3的顶端面处向大气开放。如图1的(A)所示,排气歧管6连接于外壳3的基端部3a,冷却管2的基端部2a向排气歧管6的流路开口。排气歧管6借助排气管Ea连接于排气风扇(或排气鼓风机)Eb。排气风扇Eb的吸引压力经由排气管Ea和排气歧管6作用于各冷却管2的管内区域和顶端部2b,各冷却管2从顶端部2b吸引大气温度的外部空气(外界空气)。流入到冷却管2内的外部空气在冷却管2中流通而流入到排气歧管6内,并被排气风扇Eb排出到系统外。在冷却管2内流动的外部空气借助冷却管2的管壁与冷却区域D的熟石膏G进行热交换,将熟石膏G冷却。即,冷却管2形成将外部空气作为冷热介质的空冷式换热器,升温后的外部空气(大气)经由排气歧管6被排出到系统外。
用于排出外壳3内的氛围气体的排气口7配设在顶端部3b的顶部。排气口7借助排气流路Fa连接于排气风扇或排气鼓风机Fb。排气风扇Fb的吸引压力经由排气管Fa和排气口7作用于冷却区域D,冷却区域D的氛围气体被排气风扇Fb排出到系统外。根据期望,在排气管Fa安装有袋滤器等除尘装置Fc(用假想线表示)。
熟石膏供给装置10的圆筒状壳体11贯通排气歧管6而连接于基端部3a。熟石膏供给装置10包括电动马达等驱动装置12、与驱动装置12的旋转驱动轴13直列地连结的螺杆部14、用于投入温度较高的熟石膏G的料斗形态的投入部15、以及向冷却区域D开口且用于将熟石膏G投入到冷却区域D的圆形轮廓的熟石膏装入口16。熟石膏装入口16形成用于将熟石膏G导入到冷却区域D的前述的“熟石膏导入口”。螺杆部14的中心轴线和熟石膏装入口16的中心轴线与外壳3的中心轴线X-X实质上一致。在投入部15连接有熟石膏给送管17。熟石膏给送管17与用于焙烧原料石膏的焙烧装置(未图示)连接。焙烧装置的熟石膏G经由熟石膏给送管17和投入部15被供给到螺杆部14。旋转的螺杆部14将熟石膏G从熟石膏装入口16向冷却区域D推出,熟石膏G如箭头所示被导入到冷却区域D。
为了利用加水处理使熟石膏G改性,湿润气体供给装置20将所需要的湿润气体直接供给到冷却区域D。像前述那样,利用加水处理使熟石膏G改性是为了减少熟石膏浆料化用的混合搅拌水量、或者防止熟石膏浆料化用的混合搅拌水量的增加。
图2和图3是概略地表示熟石膏处理装置的主要结构要素的横剖视图和纵剖视图。此外,图4是表示从冷却区域D观察到的熟石膏装入口16和湿润气体供给口22的结构的概略立体图,图5是表示湿润气体供给口22的变形例的与图4相同的概略立体图。
如图2和图3所示,湿润气体供给装置20包括围绕熟石膏供给装置10的壳体11的圆筒状壳体21和以包围熟石膏装入口16的方式配置在熟石膏装入口16的外侧的环状的湿润气体供给口22。在壳体21和壳体11之间形成有与湿润气体供给口22连通的环状的湿润气体流路25。湿润气体给送管23连接于壳体21以将湿润气体S导入到湿润气体流路25。湿润气体给送管23的上游端连接于湿润气体供给源(未图示)。
作为湿润气体S,可优选使用在焙烧装置(未图示)中生成的湿润空气或多湿气体(焙烧装置的工艺气体)、在制造设备整体通用的工艺蒸气等水蒸气、或者水蒸气和空气的混合气等。例如在使用焙烧装置作为湿润气体供给源的情况下,利用过滤器单元等除尘装置(未图示)将在焙烧装置的焙烧炉内或反应容器内产生的高温多湿气体(工艺气体)自熟石膏分离,并将其作为湿润气体S在湿润气体给送管23内的流路或管路中给送,将其供给到湿润气体流路25。
在图2和图3中,用较细的实线的箭头(Air)表示在冷却管2中流通的空气(冷热介质)的流动。此外,在图2和图3中,用较粗的空心的箭头(G)表示投入到投入部15的熟石膏G的流动方向,用较粗的涂黑的箭头(S)表示供给到湿润气体供给装置20的湿润气体S的流动方向。
流入到各冷却管2的大气温度T1(例如20℃)的空气与冷却区域D的熟石膏G进行热交换而升温到温度T2(例如60℃)。升温后的空气流入到排气歧管6,像前述那样被排气风扇Eb(图1)排出到系统外。投入到熟石膏供给装置10的熟石膏G的温度(材料温度)T3例如约为150℃。熟石膏G与在冷却管2内流通的空气进行热交换而冷却。从排出口4排出的熟石膏Ga的温度T4例如约为80℃。
供给到湿润气体供给装置20的湿润气体S的温度T5优选为100℃~200℃的范围内的温度,例如约为150℃。湿润气体S从湿润气体供给口22喷射或排出到冷却区域D。即,湿润气体S直接被导入到冷却区域D。优选的是,湿润气体S具有0.1kg/kg’~2.0kg/kg’的范围内的水分量(绝对湿度),其以相对于导入到上述冷却区域的熟石膏而言质量比为0.3wt%~6.0wt%的范围内的流量比被导入到上述冷却区域。例如在熟石膏供给装置10的熟石膏供给量为50t/h时,湿润气体S将500kg/h~1500kg/h(1wt%~3wt%)的水分供给到冷却区域D。优选的是,湿润气体S以5m/s~25m/s的范围内的流速(例如10m/s或20m/s的流速)从湿润气体供给口22流入到冷却区域D。
熟石膏G在外壳3的旋转的作用下在冷却区域D中被搅拌,流入到冷却区域D的湿润气体S与熟石膏G的石膏颗粒的大部分迅速且有效率地混合接触。熟石膏G对湿润气体S中的水分进行吸湿或吸水,从而被改性为能够减少熟石膏浆料化用的混合搅拌水量(或者防止熟石膏浆料化用的混合搅拌水量的增加)的组成、成分、物理性质或性状,并在这样改性后的状态下从排出口4被排出到机器外。
在图4中示出了熟石膏装入口16和湿润气体供给口22的结构及位置关系。熟石膏装入口16和湿润气体供给口22均开口于冷却区域D的端壁8。熟石膏装入口16是具有直径α的圆形(正圆形)轮廓的开口。湿润气体供给口22是呈与熟石膏装入口16同心的形状配置在熟石膏装入口16的外周区域的环状开口,其作为宽度γ的带状开口绕中心轴线X-X呈带状且环状地延伸。在熟石膏装入口16的外周缘和湿润气体供给口22的内周缘之间形成有环状的缓冲带9。缓冲带9的宽度η能够优选相对于湿润气体供给口22的宽度γ而言被设定为γ×0.3~γ×3.0的范围内的值(更优选为γ×0.5~γ×2.5的范围内的值)。
由于湿润气体供给口22用于向冷却区域D直接喷射或排出湿润气体S的射流或排出流,因此湿润气体S中的水分(水蒸气)不会在熟石膏G的输送路径上冷凝,因而,能够可靠地防止在熟石膏G的输送路径中产生凝结水。此外,由于湿润气体供给口22在熟石膏装入口16的附近排出或喷射湿润气体S,因此湿润气体S与熟石膏G的石膏颗粒可靠且顺畅地混合接触。由于释放到较大容积的冷却区域的湿润气体S的射流或排出流迅速且有效率地与较大量的熟石膏G接触,因此有效地对熟石膏G赋予湿润气体S中的水分。因而,能够提高熟石膏G的加水处理的效率,并防止剩余的水分在冷却区域D凝结的状况。
如上所述,图4所示的湿润气体供给口22是绕熟石膏装入口16延伸的环状且带状的开口。作为变形例,也可以将许多个湿润气体供给口22绕熟石膏装入口16分散配置。在图5中示出了作为直径较小的圆形开口且绕熟石膏装入口16等间隔地分散配置的许多个湿润气体供给口22。
图5所示的湿润气体供给口22与将湿润气体给送管23分支而成的分支管23a分别连接。各个湿润气体供给口22用于向冷却区域D同时喷射或排出湿润气体S的射流或排出流。
图6是概念性地表示湿润气体供给口22的位置的剖视图。其中,在图6中,将湿润气体供给口22作为如图5所示地分散配置的许多个直径较小的开口来表示,但湿润气体供给口22也可以是图4所示的环状开口、或者其他形态的开口。
为了谋求湿润气体S和熟石膏G彼此的可靠且顺畅的混合接触,期望的是,将湿润气体供给口22配置在熟石膏装入口16的附近。在将熟石膏装入口16的直径或最大尺寸设为尺寸α时,湿润气体供给口22优选配置在将熟石膏装入口16的中心β作为中心的半径1.5α的圆形区域的范围内,更优选为半径α的圆形区域的范围内。
此外,湿润气体供给口22也可以如图6中虚线所示配置在自端壁8突出的位置。在这样的结构中,湿润气体供给口22优选配置在将熟石膏装入口16的中心β作为中心的半径1.5α的半球形区域的范围内,更优选为半径α的半球形区域的范围内。
图7的(A)涉及熟石膏装入口16的中心轴线X’-X’自中心轴线X-X偏离的冷却装置1,是概念性地表示优选的湿润气体供给口22的位置的剖视图。此外,图7的(B)涉及具有将熟石膏装入口16配置在从端壁8凹入的位置的结构的冷却装置1,是概念性地表示优选的湿润气体供给口22的位置的剖视图。
熟石膏装入口16的中心轴线X’-X’也可以如图7的(A)所示配置在自中心轴线X-X偏离的位置。此外,熟石膏装入口16也可以如图7的(B)所示,使端壁8的局部向基端侧后退,并将熟石膏装入口16配置在从端壁8的位置凹入的位置。在这样的结构中,湿润气体供给口22也优选配置在将石膏装入口16的中心β作为中心的半径1.5α的圆形区域或半球形区域的范围内,更优选为半径α的圆形区域或半球形区域的范围内。
图8是概念性地表示将熟石膏装入口16配置在外壳3的内周壁面的冷却装置1的湿润气体供给口22的位置的剖视图。
也可以如图8所示将熟石膏装入口16配置在外壳3的内周壁面。在这样的结构中,湿润气体供给口22也优选配置在将熟石膏装入口16的中心β作为中心的半径1.5α的圆形区域或半球形区域的范围内,更优选为半径α的圆形区域或半球形区域的范围内。
图9是表示图5所示的湿润气体供给口22的变形例的剖视图。
湿润气体供给口22所排出或喷射的湿润气体直进流的方向也可以不必与中心轴线X-X、X’-X’平行,例如湿润气体供给口22的中心轴线也可以如图9所示在与中心轴线X-X、X’-X’形成预定的角度θ的方向上取向。优选的是,角度θ被设定为湿润气体供给口22所喷射的湿润气体直进流沿着接近中心轴线X-X、X’-X’的方向排出或喷射。
以上,详细地说明了本发明的优选的实施方式和实施例,但本发明并不限定于上述实施方式或实施例,能够在权利要求所记载的本发明的范围内进行各种变形或变更。
例如,上述实施例的冷却装置是利用外壳的旋转来搅拌外壳内的熟石膏的旋转搅拌式的冷却装置,但冷却装置也可以是桨式搅拌式、螺杆搅拌式、或者盘搅拌式等其他形式的冷却装置。
此外,在上述实施例中,将焙烧装置的湿润气体、工艺蒸气等作为湿润气体进行了例示,但湿润气体并不限于这样的供给源的湿润气体,例如可以使用像从原料石膏的预备干燥炉排出的湿润气体、从石膏产品干燥机排出的湿润气体等那样的任意的供给源的湿润气体。
并且,在上述实施例中,是在利用冷却装置直接冷却由焙烧装置焙烧好的熟石膏的装置系统中使用冷却区域作为熟石膏的改性区域的结构,但要改性的熟石膏也可以不一定是刚刚焙烧之后的熟石膏,例如也可以是冷却到一定程度之后的熟石膏。此外,也可以将上述冷却装置形成为冷却·干燥装置,并将上述冷却区域形成为将已经冷却到一定程度的熟石膏进一步冷却且干燥的冷却·干燥区域。
产业上的可利用性
本发明应用于熟石膏处理装置及熟石膏处理方法,特别是向熟石膏供给水分、对熟石膏进行加水处理从而使其改性的熟石膏处理装置及熟石膏处理方法。
根据本发明,由于在对熟石膏进行加水处理而使其改性的改性过程中能够可靠地防止在熟石膏和水分的接触区域、改性后的熟石膏的输送路径等生成凝结水的状况并且提高熟石膏的加水处理的效率,因此其实用的效果显著。
附图标记说明
1、冷却装置;2、冷却管;3、圆筒状外壳;4、排出口;5、旋转驱动装置;6、排气歧管;7、排气口;10、熟石膏供给装置;11、圆筒状壳体;14、螺杆部;16、熟石膏装入口;20、湿润气体供给装置;21、圆筒状壳体;22、湿润气体供给口;25、湿润气体流路;D、冷却区域;G、熟石膏(改性前);Ga、熟石膏(改性后);S、湿润气体;X-X、X’-X’、中心轴线。
Claims (16)
1.一种熟石膏处理装置,其包括用于向熟石膏加水的加水装置和具有用于冷却熟石膏的冷却区域的搅拌式的冷却装置,该熟石膏处理装置的特征在于,
所述加水装置具有湿润气体供给口,该湿润气体供给口用于向所述冷却区域直接导入含有水分或水蒸气的湿润气体的射流或排出流,
所述冷却装置具有用于向所述冷却区域导入所述熟石膏的熟石膏导入口,
所述湿润气体供给口以使所述湿润气体的射流或排出流与刚刚导入到所述冷却区域之后的熟石膏接触的方式配置在所述熟石膏导入口的附近。
2.根据权利要求1所述的熟石膏处理装置,其特征在于,
所述湿润气体是在用于焙烧所述熟石膏的焙烧装置中生成且自所述熟石膏分离出来的高温多湿气体,所述冷却装置具有包含熟石膏导入口的熟石膏供给装置,用于给送所述熟石膏的熟石膏给送管与所述熟石膏供给装置连接,用于给送所述高温多湿气体的湿润气体给送管与所述湿润气体供给口连通。
3.根据权利要求1或2所述的熟石膏处理装置,其特征在于,
所述冷却装置是具有形成所述冷却区域的旋转搅拌式的圆筒状外壳和将空气作为冷热介质的空冷式换热器的多管式冷却装置,所述外壳的旋转中心轴线与水平面形成预定角度地倾斜而沿横向延伸,所述熟石膏导入口配置在所述外壳的基端部或一端部,导入到所述冷却区域的熟石膏沿着所述外壳的倾斜梯度向该外壳的顶端部或另一端部移动。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的熟石膏处理装置,其特征在于,
所述湿润气体供给口配置在相对于所述熟石膏导入口的直径或最大尺寸α而言将所述熟石膏导入口的中心β作为中心的半径1.5α的圆形区域或半球形区域的范围内。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的熟石膏处理装置,其特征在于,
所述熟石膏导入口具有圆形轮廓,所述湿润气体供给口由呈与所述熟石膏导入口同心的形状包围所述熟石膏导入口的环状的开口部、或者在所述熟石膏导入口的周围呈环状排列的多个开口部形成。
6.根据权利要求2所述的熟石膏处理装置,其特征在于,
所述熟石膏供给装置是具有能被驱动而旋转的螺杆部且用于朝向所述熟石膏导入口推出熟石膏的螺杆送料式的熟石膏供给装置,所述加水装置具有以包围所述螺杆部的圆筒状壳体的方式配置的湿润气体供给装置,该湿润气体供给装置具有使所述湿润气体给送管与所述湿润气体供给口连通的湿润气体流路,该湿润气体流路是形成在所述螺杆部的外周区域的环状截面的流路。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的熟石膏处理装置,其特征在于,
所述湿润气体供给口以使所述射流或排出流指向与所述熟石膏导入口的中心轴线实质上平行的方向、或者接近该中心轴线的方向的方式取向。
8.一种熟石膏处理方法,其使冷却前的熟石膏与水分接触,并且利用具有冷却区域的搅拌式的冷却装置来冷却熟石膏,该熟石膏处理方法的特征在于,
将用于排出或喷射含有水分或水蒸气的湿润气体的湿润气体供给口配置在所述冷却装置的熟石膏导入口的附近,
将所述熟石膏从所述熟石膏导入口导入到所述冷却装置的冷却区域,
将所述湿润气体从所述湿润气体供给口直接导入到所述冷却区域,
使所述湿润气体的射流或排出流与刚刚导入到所述冷却区域之后的熟石膏接触,从而在该冷却区域中对熟石膏进行加水处理。
9.根据权利要求8所述的熟石膏处理方法,其特征在于,
所述湿润气体是在用于焙烧所述熟石膏的焙烧装置中生成且自所述熟石膏分离出来的高温多湿气体或水蒸气,利用熟石膏给送管向具有所述熟石膏导入口的熟石膏供给装置给送所述熟石膏,利用湿润气体给送管向所述湿润气体供给口给送自所述熟石膏分离出来的所述高温多湿气体或水蒸气。
10.根据权利要求8或9所述的熟石膏处理方法,其特征在于,
所述冷却装置具有形成所述冷却区域的旋转搅拌式的圆筒状外壳和将空气作为冷热介质的空冷式换热器,所述外壳的旋转中心轴线与水平面形成预定角度地倾斜而沿横向延伸,所述熟石膏导入口配置在所述外壳的基端部或一端部,导入到所述冷却区域的熟石膏沿着所述外壳的倾斜梯度向该外壳的顶端部或另一端部移动。
11.根据权利要求8~10中任一项所述的熟石膏处理方法,其特征在于,
所述湿润气体供给口使所述射流或排出流指向与所述熟石膏导入口的中心轴线实质上平行的方向、或者接近该中心轴线的方向。
12.根据权利要求8~11中任一项所述的熟石膏处理方法,其特征在于,
所述湿润气体供给口由呈与所述熟石膏导入口同心的形状包围所述熟石膏导入口的环状的开口部、或者在所述熟石膏导入口的周围呈环状排列的多个开口部形成,所述射流或排出流以整体地包围所述熟石膏导入口的方式流入到所述冷却区域。
13.根据权利要求9所述的熟石膏处理方法,其特征在于,
所述熟石膏供给装置是具有能被驱动而旋转的螺杆部的螺杆送料式的熟石膏供给装置,具有所述湿润气体供给口的湿润气体供给装置以包围所述螺杆部的圆筒状壳体的方式配置,使所述湿润气体给送管与所述湿润气体供给口连通的环状的湿润气体流路形成在所述圆筒状壳体的外周区域,所述湿润气体经由所述湿润气体流路被给送到所述湿润气体供给口。
14.根据权利要求8~13中任一项所述的熟石膏处理方法,其特征在于,
所述湿润气体是饱和水蒸气、过热水蒸气、水蒸气和空气的混合气、或者含有预定重量比以上的水分的气体。
15.根据权利要求8~14中任一项所述的熟石膏处理方法,其特征在于,
所述湿润气体具有0.1kg/kg’~2.0kg/kg’的范围内的水分量,其以相对于导入到所述冷却区域的熟石膏而言质量比为0.3wt%~6.0wt%的比例的流量被导入到所述冷却区域。
16.根据权利要求8~15中任一项所述的熟石膏处理方法,其特征在于,
所述湿润气体以5m/s~25m/s的范围内的流速从所述湿润气体供给口流入到所述冷却区域。
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