CN109369045A - 一种石膏生产方法及石膏煅烧窑系统 - Google Patents

一种石膏生产方法及石膏煅烧窑系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种石膏煅烧窑系统，包括：用以燃尽燃料以获得煅烧烟气的流化床窑炉；与流化床窑炉相连、用以向流化床窑炉输送燃料的燃料输送机；与流化床窑炉相连、用以利用煅烧烟气煅烧石膏原料以获得石膏粉成品的石膏煅烧机；与石膏煅烧机相连、用以吸收夹带石膏粉成品的烟气的热量的换热器；与换热器相连、用以利用换热器吸收的热量干燥石膏板的石膏板干燥器；与换热器相连、用以过滤夹带石膏粉成品的烟气以收集石膏粉成品的除尘器。上述系统用以在生产石膏粉成品的同时生产石膏板，提高整个石膏制造流程的生产效率。此外，本发明还公开了一种石膏生产方法。

Description

一种石膏生产方法及石膏煅烧窑系统
技术领域
本发明涉及工业制造领域，特别是涉及一种石膏煅烧窑系统。此外，本发明还涉及一种石膏生产方法。
背景技术
石膏板是以建筑石膏为主要原料制成的一种轻质节能且绿色环保的室内装修用建筑材料，此外，它还是一种强度较高、厚度较薄、加工方便以及隔音绝热和防火等性能优良的建筑材料，是当前大力发展的新型轻质板材之一。石膏板适用于装配式建筑和快速装修工程，并且已广泛用于住宅、办公楼、商店、旅馆和工业厂房等各种建筑物的吊顶、内隔墙、墙体覆面板(无需墙面抹灰层)、天花板、吸音板、地面基层板和各种装饰板等。
目前，石膏的生产线与石膏板的生产线是分开的，这样会使整个制造流程的生产效率较低，而且面对非常大市场需求量，这种生产线分离的制造方式逐渐难以适应现代石膏制造业的发展节奏。
发明内容
本发明的目的是提供一种石膏煅烧窑系统，该系统用以在生产石膏粉成品的同时生产石膏板，提高整个石膏制造流程的生产效率。本发明的另一目的是提供一种石膏生产方法。
为实现上述目的，本发明提供一种石膏煅烧窑系统，包括：用以燃尽燃料以获得煅烧烟气的流化床窑炉；与所述流化床窑炉相连、用以向所述流化床窑炉输送燃料的燃料输送机；与所述流化床窑炉相连、用以利用煅烧烟气煅烧石膏原料以获得石膏粉成品的石膏煅烧机；与所述石膏煅烧机相连、用以吸收夹带石膏粉成品的烟气的热量的换热器；与所述换热器相连、用以利用所述换热器吸收的热量干燥石膏板的石膏板干燥器；与所述换热器相连、用以过滤夹带石膏粉成品的烟气以收集石膏粉成品的除尘器。
优选地，还包括：与所述流化床窑炉相连、用以除去煅烧烟气中氮氧化物的脱硝装置。
优选地，所述流化床窑炉包括：用以供燃料燃烧以得到煅烧烟气的主床燃烧室；与所述主床燃烧室相连、用以进一步燃烧煅烧烟气中烟尘的副床燃烧室；其中，所述燃料输送机与所述主床燃烧室相连。
优选地，还包括：与所述燃料输送机相连、用以向所述燃料输送机内输送脱硫剂的喂料机。
优选地，还包括：与所述除尘器相连、用以将被过滤后的烟气输送至所述流化床窑炉和所述石膏煅烧机的回流风机；与所述除尘器相连、用以净化被过滤后的烟气的净化器；与所述净化器相连、用以排出被净化的烟气的烟囱。
相对于上述背景技术，本发明所提供的石膏煅烧窑系统，通过将石膏生产线与石膏板生产线整合在一起以提高石膏的生产效率，具体来说，流化床窑炉内燃烧燃料产生高温的煅烧烟气，煅烧烟气再进入石膏煅烧机用以煅烧石膏原料得到石膏粉成品，然后将夹带石膏粉成品的烟气通过换热器，一方面，换热器吸收烟气的温度并用于干燥石膏板，另一方面，通过换热器增加了烟气与石膏原料的接触时间，提高了石膏粉成品的质量，最后利用过滤器过滤经过换热后的烟气以获得优质的石膏粉成品。
本发明还提供一种石膏生产方法，包括：加入燃料，燃烧燃料并获得煅烧烟气；利用煅烧烟气煅烧石膏原料，获得夹带石膏粉成品的烟气；吸收夹带石膏粉成品的烟气的热量，并利用该热量干燥石膏板；过滤夹带石膏粉成品的烟气，收集石膏粉成品。
优选地，所述加入燃料，燃烧燃料并获得煅烧烟气的步骤还包括：对煅烧烟气进行脱硝处理。
优选地，所述燃烧燃料并获得煅烧烟气的步骤具体包括：燃烧燃料，获得含有烟尘的煅烧烟气；燃烧含有烟尘的煅烧烟气以进一步燃烧烟尘，获得煅烧烟气。
优选地，所述加入燃料的步骤之前还包括：在燃料中加入脱硫剂。
优选地，所述过滤夹带石膏粉成品的烟气，收集石膏粉成品的步骤之后还包括：将被过滤后的烟气输送至流化床窑炉和石膏煅烧机；净化被过滤后的烟气并将其排出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的石膏煅烧窑系统的示意图；
图2为本发明所提供的第一种石膏生产方法的流程图；
图3为图2中步骤S1的具体方法流程图；
图4为图3中步骤S12的具体方法流程图；
图5为本发明所提供的第二种石膏生产方法的流程图；
图6为本发明所提供的第三种石膏生产方法的流程图；
图7为本发明所提供的第四种石膏生产方法的流程图；
其中，
01-流化床窑炉、011-主床燃烧室、012-副床燃烧室、02-燃料输送机、03-脱硝装置、04-喂料机、05-石膏煅烧机、06-换热器、07-石膏板干燥器、08-除尘器、09-回流风机、091-回流管道、10-净化器、11-烟囱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图7，图1为本发明所提供的石膏煅烧窑系统的示意图；图2为本发明所提供的第一种石膏生产方法的流程图；图3为图2中步骤S1的具体方法流程图；图4为图3中步骤S12的具体方法流程图；图5为本发明所提供的第二种石膏生产方法的流程图；图6为本发明所提供的第三种石膏生产方法的流程图；图7为本发明所提供的第四种石膏生产方法的流程图。
本发明所提供的一种石膏生产方法，如图2所示，包括：
S1：加入燃料，燃烧燃料并获得煅烧烟气。
燃料输送机02向流化床窑炉01输送燃料，燃料在流化床窑炉01内充分燃烧，产生低烟尘且高温的煅烧烟气。
作为优选，本文中燃料优选为其颗粒直径≤15mm的煤粉，相应地，燃料输送机02具体为给煤机，其中，上述15mm的数值仅作为示例，煤粉的颗粒直径的具体范围值应根据燃烧情况和煤种等实际情况而定，当然，还可以根据实际需要更换其他类型的燃料，比如天然气等。
S2：利用煅烧烟气煅烧石膏原料，获得夹带石膏粉成品的烟气。
将煅烧烟气通入石膏煅烧机05中，并向石膏煅烧机05输送石膏原料，石膏原料与煅烧烟气充分混合，并将石膏煅烧机05内部的温度保持在600±50℃范围内，同时还保持较大的湿度，一方面以煅烧出石膏粉成品，其中，石膏粉成品分布于烟气中，并随烟气流动；另一方面上述中温且高湿的煅烧环境能够防止石膏粉成品过烧，进而保证石膏粉成品的质量。
S3：吸收夹带石膏粉成品的烟气的热量，并利用该热量干燥石膏板。
将夹带石膏粉成品的烟气通过换热器06，一方面，换热器06吸收混合烟气(即烟气、石膏粉成品、石膏原料等物质的混合物)的热量，并传递至石膏板干燥器07以对石膏板进行干燥处理，即实现烟气余热的有效利用，提高了热效率15％以上，进而能够降低换热器06的制造成本；另一方面，夹带石膏粉成品的烟气在换热器06内部流动延长了石膏原料与烟气的接触时间，即增加了石膏原料的煅烧时间，进一步改善了石膏粉成品的质量。
S4:过滤夹带石膏粉成品的烟气，收集石膏粉成品。
利用除尘器08过滤混合烟气，混合烟气中的石膏粉成品由于无法通过除尘器08而被收集；其中，石膏粉成品中无水石膏的含量≤5％、半水石膏的含量≥75％、二水石膏的含量≤5％。
需要说明的是，上述除尘器08优选为耐温范围为150-220℃的布袋除尘器，当然，上述除尘器08还可以具体为静电除尘器、电袋除尘器或者其他类型的除尘器。
如图3所示，上述步骤S1具体包括：
S11：加入燃料。
通过给煤机向流化床窑炉01加入煤粉，也即通过燃料输送机02向流化床窑炉01中输送燃料。
S12：燃烧燃料并获得煅烧烟气。
与流化床窑炉01内充分燃烧流化床窑炉01内的煤粉，得到低烟尘且高温的煅烧烟气。
如图4所示，上述步骤S12具体包括：
S121：燃烧燃料，获得含有烟尘的煅烧烟气。
在主床燃烧室011内初步燃烧煤粉，获得含有烟尘的煅烧烟气，且煤粉燃烧后的粉灰沉淀至主床燃烧室011的排渣管中，根据相邻两次排渣时间排出汇集于排渣管内的粉灰。
S122：燃烧含有烟尘的煅烧烟气以进一步烟尘，获得煅烧烟气。
在副床燃烧室012内进一步燃烧含有烟尘的煅烧烟气，当烟尘被进一步燃烧后，获得烟尘含量低的煅烧烟气，且烟尘燃烧后的粉尘沉淀至副床燃烧室012的排渣管中，定时排出汇集于排渣管内的粉灰。
需要说明的是，本文中“烟尘”是指燃料尚未燃尽的一类物质，“粉灰”是指燃料燃尽之后生成的无法再进一步燃烧的固体产物。
如图5所示，上述步骤S1还包括：
S13：对煅烧烟气进行脱硝处理。
由于石膏煅烧机05的内部湿度较大，而煅烧烟气内含有氮氧化物，若不对煅烧烟气进行脱硝处理，则会腐蚀石膏煅烧机05，降低其使用寿命，增加了成本；更为严重地还会腐蚀石膏生产线上的其他装置。
在本实施例中，优选采用SNCR(selective non-catalytic reduction，选择性非催化还原)的脱硝方法处理煅烧烟气。具体来说，以氨水或尿素作为脱硝剂，通过脱硝装置03的喷枪将脱硝剂输送至主床燃烧室011和副床燃烧室012中，脱硝剂与氮氧化物发生反应，生成的硝酸盐产物大部分随粉灰一起落入主床燃烧室011和副床燃烧室012的排渣管内，其中，主床燃烧室011和副床燃烧室012内的温度优选保持在850±50℃的范围内，以实现炉内的高效脱硝。
需要说明的是，上述SNCR脱硝方法仅作为示例，具体采用哪一种脱硝方法应根据实际情况来选择。
如图6所示，上述步骤S11之前还包括：
S0：在燃料中加入脱硫剂。
与上述脱硝的原因相同，煅烧烟气中含有硫氧化物，为了避免石膏煅烧机05以及其他装置被腐蚀，还需要对煅烧烟气进行脱硫处理，即炉内脱硫。
在本实施例中，通过喂料机04于煤粉中添入一定量的脱硫剂，并通过给煤机使脱硫剂随煤粉一起进入流化床窑炉01中的主床燃烧室011，并进行流化态燃烧，上述脱硫剂优选为颗粒直径≤3mm，纯度(以氧化钙CaO记)为50.68％的石灰石粉，在主床燃烧室011内的高温环境中与煅烧烟气混合，以吸收煅烧烟气中硫氧化物等含硫物质并主要反应生成硫酸钙CaSO4固体并随粉灰落入主床燃烧室011的排渣管；此外，脱硫剂还会随煅烧烟气进入副床燃烧室012，随着烟尘的燃尽，脱硫剂进一步吸收硫氧化物，并反应生成硫酸钙CaSO4固体并随粉灰落入副床燃烧室012的排渣管。
需要说明的是，上述煤粉与脱硫剂的配比应根据煤种等实际情况进行设置；上述3mm和50.68％等数值可按照实际情况进行设置，此处仅作为示例；上述采用石灰石粉作为脱硫剂进行脱硫处理仅作为示例，还可以采用其他类型的脱硫剂或通过其他方法进行脱硫。
如图7所示，上述步骤S4之后还包括：
S5：将被过滤后的烟气输送至流化床窑炉01和石膏煅烧机05。
回流风机09将被一部分过滤后的烟气通过回流管道091输送给流化床窑炉01和石膏煅烧机05，一方面，以充分利用烟气的余热，进而提高生产过程中的热效率，而且根据常识可知，烟气的温度低于流化床窑炉01和石膏煅烧机05内的温度，因此，还可以起到调节流化床窑炉01和石膏煅烧机05内温度和湿度的作用；另一方面，被过滤后的烟气内经过一次燃烧反应，其内部含氧量较低，将其通入流化床窑炉01的主床燃烧室011和副床燃烧室012内，能够降低这两个燃烧室内氧气的含量，在保证煤粉充分燃尽的同时，还使燃烧反应的环境缺氧，能够将一部分氮的化合物转化为氮气，实现炉内脱硝。
需要说明的是，上述回流风机09的风力应保证夹带石膏粉成品的烟气内的固体物质不会发生沉降，使全部石膏粉成品被除尘器收集；进入回流风机09的烟气的量通过回流风机09入口处的配风阀体根据实际运行工况来控制；进入主床燃烧室011、副床燃烧室012以及石膏煅烧机005的回流烟气的量均通过其各自与回流管道091相连的配风阀体根据实际运行工况来控制
S6：净化被过滤后的烟气并将其排出。
由于还有一定量的烟气并未被循环利用，也即并未被回流风机09引入回流管道091，因此需要将其排放，由于烟气中仍还有硫氧化物、氮氧化物以及其他大气污染物，因此需要在排放之前需要对该烟气进行净化(主要进行深度脱硫和深度脱硝处理)，即进行炉外脱硫和炉外脱硝。具体来说，通过风机将未被循环利用的烟气引入净化器10，当经过净化的烟气符合排放标准后再通过烟囱11排放至大气中。
由于烟气在流化床窑炉01内已经进行过脱硫和脱硝处理，因此，烟气在经过净化器10净化后，通常可实现排放烟气中的颗粒物＜30mg/m3、二氧化硫(SO2)＜100mg/m3、氮氧化物(NOx)＜150mg/m3，经过深度净化后，可实现排放烟气中的颗粒物＜10mg/m3、二氧化硫(SO2)＜50mg/m3、氮氧化物(NOx)＜100mg/m3，可接近甚至优于天然气的排放水平。
本发明所提供的一种石膏煅烧窑系统，如图1所示，包括：用以燃尽燃料以获得煅烧烟气的流化床窑炉01；与流化床窑炉01相连、用以向流化床窑炉01输送燃料的燃料输送机02；与流化床窑炉01相连、用以利用煅烧烟气煅烧石膏原料以获得石膏粉成品的石膏煅烧机05；与石膏煅烧机05相连、用以吸收夹带石膏粉成品的烟气的热量的换热器06；与换热器06相连、用以利用换热器06吸收的热量干燥石膏板的石膏板干燥器07；与换热器06相连、用以过滤夹带石膏粉成品的烟气以收集石膏粉成品的除尘器08。
上述燃料输送机02优选为给煤机，也即输送的燃料具体为煤粉，可以想到的是，上述给煤机还可以配有一磨煤机，对燃煤进行研磨加工，以得到符合要求的煤粉。
为了实现炉内脱硝，本发明所提供的石膏煅烧窑系统还包括与流化床窑炉01相连、用以除去流化床窑炉01中煅烧烟气中氮氧化物的脱硝装置03。
为了防止因燃料燃烧不充分而造成的热资源浪费，上述流化床窑炉01内采用两级燃烧的方式以燃尽燃料，即包括：用以供燃料燃烧以得到含有烟尘的煅烧烟气的主床燃烧室011；与主床燃烧室011相连、用以进一步燃烧煅烧烟气中烟尘的副床燃烧室012；其中，燃料输送机02(即给煤机)与主床燃烧室011相连，并向主床燃烧室011提供煤粉或其他燃料；需要说明的是，上述设置两级燃烧室仅作为示例，流化床窑炉01还可以采用三级以上的燃烧方式以充分燃烧燃料，其具体采用几级燃烧应根据实际情况而定。
本发明所提供的石膏煅烧窑系统还包括与燃料输送机02相连、用以向燃料输送机02内输送脱硫剂的喂料机04，也即将煤粉与脱硫剂一起输送至主床燃烧室011内，以实现炉内脱硫。
需要说明的是，设置喂料机04的核心是使煤粉与脱硫剂一起进入主床燃烧室011，因此，喂料机04还可以直接与主床燃烧室011相连并投入脱硫剂，当然也可以不设置喂料机，使脱硫剂与煤粉在给煤机按一定比例配比并一同进入主床燃烧室011。
本发明所提供的石膏煅烧窑系统还包括与除尘器08相连、用以将被过滤后的烟气输送至流化床窑炉01和石膏煅烧机05的回流风机09；与除尘器08相连、用以净化被过滤后的烟气的净化器10；与净化器10相连、用以排放被净化的烟气的烟囱11；一方面循环利用烟气的余热以提高热效率，另一方面排出多余的烟气以避免其影响其他设备的正常运行。
上述回流风机09的入口处还设有用以控制烟气流量的配风阀；回流风机09通过回流管道091与石膏煅烧机05和流化床窑炉01的主床燃烧室011和副床燃烧室012相连，且在连接的管路上设有配风阀；上述净化器10之前还设有将烟气引送至其入口处的风机。
本发明所提供的石膏煅烧窑系统中的各个设备的工作方式在上述石膏生产方法中已有详细介绍，因此不再赘述。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上对本发明所提供的石膏生产方法及石膏煅烧窑系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种石膏煅烧窑系统，其特征在于，包括：
用以燃尽燃料以获得煅烧烟气的流化床窑炉(01)；
与所述流化床窑炉(01)相连、用以向所述流化床窑炉(01)输送燃料的燃料输送机(02)；
与所述流化床窑炉(01)相连、用以利用煅烧烟气煅烧石膏原料以获得石膏粉成品的石膏煅烧机(05)；
与所述石膏煅烧机(05)相连、用以吸收夹带石膏粉成品的烟气的热量的换热器(06)；
与所述换热器(06)相连、用以利用所述换热器(06)吸收的热量干燥石膏板的石膏板干燥器(07)；
与所述换热器(06)相连、用以过滤夹带石膏粉成品的烟气以收集石膏粉成品的除尘器(08)。
2.根据权利要求1所述的石膏煅烧窑系统，其特征在于，还包括：与所述流化床窑炉(01)相连、用以除去煅烧烟气中氮氧化物的脱硝装置(03)。
3.根据权利要求1或2所述的石膏煅烧窑系统，其特征在于，所述流化床窑炉(01)包括：
用以供燃料燃烧以得到煅烧烟气的主床燃烧室(011)；
与所述主床燃烧室(011)相连、用以进一步燃烧煅烧烟气中烟尘的副床燃烧室(012)；
其中，所述燃料输送机(02)与所述主床燃烧室(011)相连。
4.根据权利要求3所述的石膏煅烧窑系统，其特征在于，还包括：与所述燃料输送机(02)相连、用以向所述燃料输送机(02)内输送脱硫剂的喂料机(04)。
5.根据权利要求4所述的石膏煅烧窑系统，其特征在于，还包括：
与所述除尘器(08)相连、用以将被过滤后的烟气输送至所述流化床窑炉(01)和所述石膏煅烧机(05)的回流风机(09)；
与所述除尘器(08)相连、用以净化被过滤后的烟气的净化器(10)；
与所述净化器(10)相连、用以排出被净化的烟气的烟囱(11)。
6.一种石膏生产方法，其特征在于，包括：
加入燃料，燃烧燃料并获得煅烧烟气；
利用煅烧烟气煅烧石膏原料，获得夹带石膏粉成品的烟气；
吸收夹带石膏粉成品的烟气的热量，并利用该热量干燥石膏板；
过滤夹带石膏粉成品的烟气，收集石膏粉成品。
7.根据权利要求6所述的石膏生产方法，其特征在于，所述加入燃料，燃烧燃料并获得煅烧烟气的步骤还包括：对煅烧烟气进行脱硝处理。
8.根据权利要求6或7所述的石膏生产方法，其特征在于，所述燃烧燃料并获得煅烧烟气的步骤具体包括：
燃烧燃料，获得含有烟尘的煅烧烟气；
燃烧含有烟尘的煅烧烟气以进一步燃烧烟尘，获得煅烧烟气。
9.根据权利要求8所述的石膏生产方法，其特征在于，所述加入燃料的步骤之前还包括：在燃料中加入脱硫剂。
10.根据权利要求9所述的石膏生产方法，其特征在于，所述过滤夹带石膏粉成品的烟气，收集石膏粉成品的步骤之后还包括：将被过滤后的烟气输送至流化床窑炉(01)和石膏煅烧机(05)；净化被过滤后的烟气并将其排出。
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Assignee: Lianyungang Gangxing building materials Co.,Ltd.

Assignor: TAISHAN GYPSUM CO.,LTD.

Contract record no.: X2021980015112

Denomination of invention: Gypsum production method and gypsum calcining kiln system

Granted publication date: 20210820

License type: Common License

Record date: 20211216

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