CN110563363B - 一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置和煅烧方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置，包括粉碎机构、上料机构、燃烧机构、下料机构以及尾气处理机构，经所述尾气处理机构排放的高温尾气用于对粉碎机构粉碎脱硫石膏时的干燥处理；经所述尾气处理机构排放的高温尾气还可以通入燃烧机构用于对进入燃烧机构入口处的脱硫石膏进行风干并且借助所述高温尾气使脱硫石膏在燃烧机构内扬起以增加脱硫石膏的受热面积；其煅烧方法包括步骤：S100、石膏粉碎；S200、上料；S300、石膏燃烧；S400、尾气处理；S500、下料；本发明将煅烧过程中产生的高温尾气用于煅烧过程中的粉碎和燃烧环节，提高石膏煅烧过程中的热能利用率，并提高煅烧效率。

Description

一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置和煅烧方法

技术领域

本发明实施例涉及石膏生产技术领域，具体涉及一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置和煅烧方法。

背景技术

建筑石膏的生产采用干法煅烧石膏工艺。国外在二十世纪六十年代之前，以传统慢烧型的间歇炒锅和外烧式回转窑为主，六十年代后期，对上述设备进行了技术改造，七十年代，将间歇炒锅发展成为连续炒锅，八十年代后又发展成了锥形炒锅；回转窑也从外烧式发展成内烧式煅烧；为推动石膏工业的技术进步，提高石膏建材制品生产线的运行速度，又发展了气流式快速煅烧工艺。

国内纸面石膏板行业生产用原材料石膏或者脱硫石膏煅烧多采用燃煤产生热量进行，近些年出现了以天然气作为燃料的煅烧技术。但是现有的煅烧技术存在以下缺陷：

（1）现有技术中，气流工艺煅烧石膏过程常常会出现石膏的煅烧不充分，大大降低了石膏的煅烧效率；

（2）煅烧过程中排放的高温尾气中含有较大的热能，这部分热能也常常被人收集起来用于工业生活用水，其实这部分能量还可以用于脱硫石膏煅烧的生产环节，以提高脱硫石膏煅烧的煅烧工艺和成品质量。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置和煅烧方法，以解决现有技术中石膏的煅烧效率低，余热的利用效率不高的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置，包括：

粉碎机构，用于对脱硫石膏进行破碎；

上料机构，用于对破碎后的脱硫石膏进行输送；

燃烧机构，将经所述上料机构传送过来的脱硫石膏进行烘干处理形成熟石膏；

下料机构，用于将所述熟石膏进行运输收集；

尾气处理机构，用于对所述燃烧机构排放的高温尾气进行处理排放；

经所述尾气处理机构排放的高温尾气用于对粉碎机构粉碎脱硫石膏时的干燥处理；经所述尾气处理机构排放的高温尾气还可以通入燃烧机构用于对进入燃烧机构入口处的脱硫石膏进行风干并且借助所述高温尾气使脱硫石膏在燃烧机构内扬起以增加脱硫石膏的受热面积。

本发明实施例的特征还在于，所述尾气处理机构包括收尘装置以及排气烟囱，由所述燃烧机构排出的高温尾气经所述收尘装置除尘后通过第一余热利用管和第二余热利用管分别连接所述燃烧机构和粉碎机构，所述第二余热利用管中的高温尾气同所述粉碎机构换热后连接所述排气烟囱进行排放。

本发明实施例的特征还在于，所述燃烧机构包括被动力机构驱动旋转的圆锥辊筒，所述圆锥辊筒的周缘设置有入料环，所述入料环的内环中心位置通过转动轴承安装有静至的供热装置；

所述入料环的正对下方设置有朝所述圆锥辊筒往下倾斜的承料盘，所述承料盘上设置有若干透风孔，所述第一余热利用管的出气端连接在所述透风孔的下方；且所述上料机构的上料末端位于所述入料环的一侧上方，所述第一余热利用管的出气端位于所述上料机构的末端的正对下方。

本发明实施例的特征还在于，所述承料盘的倾斜角度为30°~60°。

本发明实施例的特征还在于，所述承料盘的下方设置有与所述圆锥辊筒内部连通的用于承接从若干所述透风孔下落脱硫石膏的回料仓，所述回料仓的侧壁设置有用于通入所述第一余热利用管中热气的进气口。

本发明实施例的特征还在于，所述进气口为环形阵列在所述圆锥辊筒外侧壁的进气圆孔，且所述动力机构为槽轮结构，当所述槽轮结构转动一周，所述第一余热利用管对应相邻的另一个所述进气口。

本发明实施例的特征还在于，所述入料环的上方设置有仅供物料进入，却不能使内部粉尘流出的单向通过阀板。

本发明实施例的特征还在于，所述粉碎机构包括粉碎筒，所述粉碎筒的内部设置有旋转破碎装置，所述粉碎筒的外侧设置有环绕所述粉碎筒筒壁的换热气罩，所述换热气罩通过挡风条分隔，所述挡风条一侧的换热气罩连接所述第二余热利用管的进气端，所述挡风条另一侧的换热气罩通过排气管连接所述排气烟囱。

本发明实施例的特征还在于，所述粉碎筒采用导热性强的金属材质，所述换热气罩采用保温材质。

一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置的煅烧方法，包括以下步骤：

S100、石膏粉碎：利用粉碎机构对脱硫石膏进行粉碎；

S200、上料：利用上料机构将脱硫石膏输送至燃烧机构；

S300、石膏燃烧：利用天然气燃烧产生的热量对脱硫石膏进行高温煅烧形成熟石膏；

S400、尾气处理：首先将尾气中含有的石膏粉尘进行收集并输送至大料仓；将高温尾气通过余热利用管分别输送至上述粉碎机构用于对粉碎过程的脱硫石膏加热以及对进入燃烧机构入口处的脱硫石膏进行初步烘干，最后排放尾气；

S500、下料：利用下料机构将燃烧机构中的熟石膏下料至大料仓。

本发明实施例具有如下优点：

（1）本发明经所述尾气处理机构排放的高温尾气用于对粉碎机构粉碎脱硫石膏时的干燥处理。原始的脱硫石膏在粉碎前期，一般含有较多水分，搅拌的过程中，容易出现粘结现象，而且粉粹处理后的脱硫石膏可能颗粒不均匀,如果在粉碎的过程中，就提高脱硫石膏的干燥程度，将有效提高脱硫石膏的粉碎效率；

（2）本发明经所述尾气处理机构排放的高温尾气还可以通入燃烧机构用于对进入燃烧机构入口处的脱硫石膏进行风干并且借助所述高温尾气使脱硫石膏在燃烧机构内扬起以增加脱硫石膏的受热面积，可以提高脱硫石膏在燃烧机构内部的燃烧效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的燃烧机构和粉碎机构的结构示意图；

图3为本发明粉碎机构的俯视结构示意图；

图4为本发明的整体结构流程图。

图中：

1-粉碎机构；2-上料机构；3-燃烧机构；4-下料机构；5-尾气处理机构；

11-粉碎筒；12-旋转破碎装置；13-换热气罩；14-挡风条；

31-动力机构；32-圆锥辊筒；33-入料环；34-转动轴承；35-供热装置；351-燃烧器；352-热烟混合器；36-承料盘；37-透风孔；38-回料仓,39-进气口；30-单向通过阀板；

51-收尘装置；52-排气烟囱；53-第一余热利用管；54-第二余热利用管；55-大料仓；56-排气管。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

如图1至图3所示，本发明提供了一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置和煅烧方法，旨在提高熟石膏煅烧过程中的热能利用率。

一般的脱硫石膏煅烧装置包括包括：用于对脱硫石膏进行破碎的粉碎机构1、用于将破碎后的脱硫石膏输送至燃烧机构3的上料机构2、用于将燃烧机构3中脱硫石膏烘干处理后形成的熟石膏进行下料的下料机构4以及将燃烧机构3排放的高温尾气进行处理排放的尾气处理机构5。

实施例1：

尾气处理机构5处理后排放的高温尾气中含有较大的热能，这部分热能也常常被人收集起来用于工业生活用水，其实这部分能量还可以用于脱硫石膏煅烧的生产环节，以提高脱硫石膏煅烧的煅烧工艺和成品质量。具体的：

首先：经尾气处理机构5排放的高温尾气用于对粉碎机构1粉碎脱硫石膏时的干燥处理。原始的脱硫石膏在粉碎前期，一般含有较多水分，搅拌的过程中，容易出现粘结现象，而且粉粹处理后的脱硫石膏可能颗粒不均匀。如果在粉碎的过程中，就提高脱硫石膏的干燥程度，将有效提高脱硫石膏的粉碎效率；

其次，经尾气处理机构5排放的高温尾气还可以通入燃烧机构3用于对进入燃烧机构3入口处的脱硫石膏进行风干并且借助高温尾气使脱硫石膏在燃烧机构3内扬起以增加脱硫石膏的受热面积，可以提高脱硫石膏在燃烧机构3内部的燃烧效率。

尾气处理机构5包括用于对燃烧机构3燃烧后高温尾气进行进行除尘的收尘装置51以及收尘余热利用后气体进行排放的排气烟囱52。如果燃烧机构3燃烧后高温尾气不经处理直接排放，尾气中将含有大量的粉尘污染环境；同时这部分粉尘如果进行收集，还可以重复利用，减少浪费。具体的：收尘装置51收集粉尘后将运输至熟石膏成品的大料仓，作为熟石膏成品的一部分。

此处余热利用于石灰煅烧工艺包括以下两种方式：

第一：由燃烧机构3排出的高温尾气经收尘装置51除尘后通过第一余热利用管53连接燃烧机构3，对进入燃烧机构3的脱硫石灰进行预热。并且作为热源的一部分，再次参与熟石膏的煅烧过程，从而减少煅烧熟石膏的能源投入和增加能源的利用率；

第二：由燃烧机构3排出的高温尾气经收尘装置51除尘后通过第二余热利用管54和粉碎机构1连接，第二余热利用管54中的高温尾气同粉碎机构1换热后连接排气烟囱52进行排放。从此处排放的尾气中依然具有可被循环利用的热能，可以用于产区的生活用水。

实施例2：

燃烧机构3通过第一余热利用管53利用高温尾气。具体的：

燃烧机构3包括被动力机构31驱动旋转的圆锥辊筒32，圆锥辊筒32的周缘设置有入料环33。优选的，入料环33的上方设置有仅供物料进入，却不能使内部粉尘流出的单向通过阀板30。单向通过阀板30类似于外墙出风口油烟机排烟管防风罩的结构。主要用于避免进入入料环33在圆锥辊筒32内部热流的作用下吹出圆锥辊筒32的外部。

入料环33的内环中心位置通过转动轴承34安装有静至的供热装置35，且且上料机构2的上料末端位于入料环33的一侧上方。

供热装置35利用天然气燃烧产生的热量用于煅烧燃烧机构3中的脱硫石膏。此时上料机构2将其上运输的脱硫石膏均匀的上料至旋转中的圆锥辊筒32的入料环33中。避免脱硫石膏于一处堆积，导致大量的脱硫石膏集中落入燃烧机构3中导致脱硫石膏受热不均。

入料环33的正对下方设置有朝圆锥辊筒32往下倾斜的承料盘36。落入圆锥辊筒32中的脱硫石膏首先落在承料盘36上。承料盘36倾斜设置便于其上的脱硫石膏落料。优选的，承料盘36的倾斜角度为30°~60°。

承料盘36上设置有若干透风孔37，第一余热利用管53的出气端连接在透风孔37的下方。第一余热利用管53将经收尘装置51的高温尾气通入透风孔37的下方，使位于承料盘36上的脱硫石膏在进入圆锥辊筒32之前受热干燥。并且高温尾气可以将部分重量较小的石膏颗粒在热流的作用下扬起至圆锥辊筒32的内部。增加脱硫石膏于热量的接触面积，提高煅烧效率。第一余热利用管53的出气端位于上料机构2的末端的正对下方。使上料机构2的落料和对落料的加热于入料环33的同侧进行。

作为优选的实施方式：供热装置35包括燃烧器351和热烟混合器352。燃烧器351用于提供天然气等燃料，天然气和空气在热烟混合器352中燃烧产生用于加热燃烧机构3内脱硫石膏的热量。

为了防止脱硫石膏从透风孔37中流出圆锥辊筒32的外部造成原料的浪费。在承料盘36的下方设置有与圆锥辊筒32内部连通的用于承接从若干透风孔37下落脱硫石膏的回料仓38，回料仓38的侧壁设置有用于通入第一余热利用管53中热气的进气口39。

优选的，进气口39为环形阵列在圆锥辊筒32外侧壁的进气圆孔，且动力机构31为槽轮结构，当槽轮结构转动一周，第一余热利用管53对应相邻的另一个进气口39。这样不仅可以使圆锥辊筒32间歇性转动，为第一余热利用管53对承料盘36上脱硫石膏的供热提供反应时间；而且可以使第一余热利用管53和进气口39完成对接，避免部分细碎的石膏粉末从进气口39中吹出。

实施例3：

粉碎机构1包括粉碎筒11，粉碎筒11的内部设置有旋转破碎装置12，旋转破碎装置12可对粉碎筒11内部的粉尘进行破碎。

粉碎筒11的外侧设置有环绕粉碎筒11筒壁的换热气罩13。换热气罩13和粉碎筒11筒壁的筒壁围合成气流腔。第二余热利用管54将高温尾气通入气流腔，并与粉碎筒11的筒壁进行热传导，将高温尾气的热量传递至粉碎筒11粉碎中的脱硫石膏中，使石膏粉碎均匀，提高石膏粉碎效率。具体的：

换热气罩13通过挡风条14分隔，挡风条14一侧的换热气罩13连接第二余热利用管54的进气端，挡风条14另一侧的换热气罩13通过排气管56连接排气烟囱52。高温尾气从挡风条14的一侧环绕粉碎筒11的一种从另一侧的排气烟囱52中排出，使粉碎筒11中的脱硫石膏受热均匀。

且粉碎筒11采用导热性强的金属材质，换热气罩13采用保温材质，便于加强高温尾气朝粉碎筒11内部的热量传导速率以及减少能量从换热气罩13外部的流失。

优选的，排气烟囱52中的尾气在排放之前还要经过过滤处理，除去尾气中含有的有害气体和温室气体，避免气体污染环境。

实施例4：

如图4所示，一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置的煅烧方法，包括以下步骤：

S100、石膏粉碎：利用粉碎机构对脱硫石膏进行粉碎；

S200、上料：利用上料机构将脱硫石膏输送至燃烧机构；

S300、石膏燃烧：利用天然气燃烧产生的热量对脱硫石膏进行高温煅烧形成熟石膏；

S400、尾气处理：首先将尾气中含有的石膏粉尘进行收集并输送至大料仓；将高温尾气通过余热利用管分别输送至上述粉碎机构用于对粉碎过程的脱硫石膏加热以及对进入燃烧机构入口处的脱硫石膏进行初步烘干，最后排放尾气；

S500、下料：利用下料机构将燃烧机构中的熟石膏下料至大料仓。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (7)

1.一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置，包括：

粉碎机构（1），用于对脱硫石膏进行破碎；

上料机构（2），用于对破碎后的脱硫石膏进行输送；

燃烧机构（3），将经所述上料机构（2）传送过来的脱硫石膏进行烘干处理形成熟石膏；

下料机构（4），用于将所述熟石膏进行运输收集；

尾气处理机构（5），用于对所述燃烧机构（3）排放的高温尾气进行处理排放；

其特征在于：经所述尾气处理机构（5）排放的高温尾气用于对粉碎机构（1）粉碎脱硫石膏时的干燥处理；经所述尾气处理机构（5）排放的高温尾气通入燃烧机构（3）用于对进入燃烧机构（3）入口处的脱硫石膏进行风干并且借助所述高温尾气使脱硫石膏在燃烧机构（3）内扬起以增加脱硫石膏的受热面积；

所述尾气处理机构（5）包括收尘装置（51）以及排气烟囱（52），由所述燃烧机构（3）排出的高温尾气经所述收尘装置（51）除尘后通过第一余热利用管（53）和第二余热利用管（54）分别连接所述燃烧机构（3）和粉碎机构（1），所述第二余热利用管（54）中的高温尾气同所述粉碎机构（1）换热后连接所述排气烟囱（52）进行排放，所述粉碎机构（1）包括粉碎筒（11），所述粉碎筒（11）的内部设置有旋转破碎装置（12），所述粉碎筒（11）的外侧设置有环绕所述粉碎筒（11）筒壁的换热气罩（13），所述换热气罩（13）通过挡风条（14）分隔，所述挡风条（14）一侧的换热气罩（13）连接所述第二余热利用管（54）的进气端，所述挡风条（14）另一侧的换热气罩（13）通过排气管（56）连接所述排气烟囱（52）；

所述燃烧机构（3）包括被动力机构（31）驱动旋转的圆锥辊筒（32），所述圆锥辊筒（32）的周缘设置有入料环（33），所述入料环（33）的内环中心位置通过转动轴承（34）安装有静置的供热装置（35）；

所述入料环（33）的正对下方设置有朝所述圆锥辊筒（32）往下倾斜的承料盘（36），所述承料盘（36）上设置有若干透风孔（37），所述第一余热利用管（53）的出气端连接在所述透风孔（37）的下方；且所述上料机构（2）的上料末端位于所述入料环（33）的一侧上方，所述第一余热利用管（53）的出气端位于所述上料机构（2）的末端的正对下方。

2.根据权利要求1所述的一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置，其特征在于：所述承料盘（36）的倾斜角度为30°~60°。

3.根据权利要求1所述的一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置，其特征在于：所述承料盘（36）的下方设置有与所述圆锥辊筒（32）内部连通的用于承接从若干所述透风孔（37）下落脱硫石膏的回料仓（38），所述回料仓（38）的侧壁设置有用于通入所述第一余热利用管（53）中热气的进气口（39）。

4.根据权利要求3所述的一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置，其特征在于：所述进气口（39）为环形阵列在所述圆锥辊筒（32）外侧壁的进气圆孔，且所述动力机构（31）为槽轮结构，当所述槽轮结构转动一周，所述第一余热利用管（53）对应相邻的另一个所述进气口（39）。

5.根据权利要求1所述的一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置，其特征在于：所述入料环（33）的上方设置有仅供物料进入，却不能使内部粉尘流出的单向通过阀板（30）。

6.根据权利要求1所述的一种利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置，其特征在于：所述粉碎筒（11）采用导热性强的金属材质，所述换热气罩（13）采用保温材质。

7.一种基于权利要求1-6任一项所述利用天然气作为热源的脱硫石膏煅烧装置的煅烧方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100、石膏粉碎：利用粉碎机构对脱硫石膏进行粉碎；

S200、上料：利用上料机构将脱硫石膏输送至燃烧机构；

S300、石膏燃烧：利用天然气燃烧产生的热量对脱硫石膏进行高温煅烧形成熟石膏；

S400、尾气处理：首先将尾气中含有的石膏粉尘进行收集并输送至大料仓；将高温尾气通过余热利用管分别输送至上述粉碎机构用于对粉碎过程的脱硫石膏加热以及对进入燃烧机构入口处的脱硫石膏进行初步烘干，最后排放尾气；

S500、下料：利用下料机构将燃烧机构中的熟石膏下料至大料仓。

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