CN110645772B - 一种石膏板干燥机及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种石膏板干燥机及其应用。所述干燥机包括依次设置的进口预热段、干燥机一区、干燥机二区和干燥机三区，干燥机还包括第二换热器、第二预热风机、第二废气风机和热风管道；第二换热器设置在干燥机二区与干燥机三区的结合处；第二预热风机与第二换热器连接，设置为将外部空气鼓入第二换热器；第二废气风机连接干燥机二区与第二换热器，设置为将干燥机二区排出的湿热气体鼓入第二换热器，使得湿热气体与外部空气在第二换热器中进行热交换；热风管道连接进口预热段与第二换热器，设置为将热交换后得到的热空气引入到进口预热段中。能够有效的解决石膏板面的麻坑问题，同时提高生产效率，降低能耗，减少生产成本。

Description

一种石膏板干燥机及其应用
技术领域
本申请涉及但不限于建筑材料领域，特别是涉及但不限于一种石膏板干燥机及其应用。
背景技术
几乎所有的石膏板生产线都是利用石化燃料(煤、天然气等)来满足石膏板生产过程中的热能需求。这些热能主要用于石膏板供给原料、石膏烧结和石膏板的干燥过程等生产阶段。
在石膏板干燥阶段，利用燃料燃烧产生的热能干燥连续通过的石膏板。干燥前的湿石膏板含水量约为25％～35wt％，经过干燥后含水量降至1wt％以下。湿石膏板中的水几乎完全是通过燃料燃烧产生的热能而蒸发掉的。通常来说，石膏板干燥机具有三个区，分别为干燥机一区、干燥机二区和干燥机三区，每个区都设置有风机，通过风机使各干燥区内热风循环。依据传统的干燥过程模型，石膏板的干燥可分为三个阶段：预热-加速干燥阶段(对应干燥机一区)、等速干燥阶段(对应干燥机二区)和降速干燥阶段(对应干燥机三区)。然而在现有技术中，干燥步骤各阶段产生的大量水蒸气、余热并未得到合理的回收和充分的利用。
石膏板的干燥过程需要消耗很大的热量，冬季天气寒冷、气温较低，因而生产能耗较高，导致生产线生产速度较低。此外，每年秋冬季生产，还存在石膏板面麻坑的问题。在石膏板的上纸面产生的麻坑现象，严重影响产品的外观质量，甚至会影响石膏板的强度。同时，由于板材的温度较低，在干燥机内蒸发等量的水就需要较高的热量，导致耗能偏高，生产成本剧增。
发明内容
以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
本申请的发明人在对纸面石膏板制备工艺进行研究的过程中，深入地发现了秋冬季生产的石膏板板面产生麻坑的主要原因，总结如下：秋冬季外界气温较低，刚进干燥机的石膏板湿板温度低，干燥机一区进口辊道接触低温湿板，湿板与干燥系统内循环热风接触后造成热风中的水汽冷凝附着在湿板表面，造成辊道上结露，石膏板的纸面的施胶淀粉遇水融化，逐步粘在辊道表面，导致从护面纸表面脱落的纸纤维越粘越厚，辊道表面形成很坚硬的凸起，造成石膏板面硌出凹坑。并且，特别是在秋冬天，大约一周需要停机6小时清理一次辊道，大大降低了生产效率。
在对现有技术进行悉心研究的基础上，本申请的发明人提出了一种石膏板干燥系统、石膏板制备装置及减少石膏板板面麻坑的方法，能够有效的解决石膏板面的麻坑问题，同时提高生产效率，降低能耗，减少生产成本。
第一方面，本申请提供了一种石膏板干燥机，所述干燥机包括依次设置的进口预热段、干燥机一区、干燥机二区和干燥机三区，所述干燥机还包括第二换热器、第二预热风机、第二废气风机和热风管道；其中，所述第二换热器设置在所述干燥机二区与所述干燥机三区的结合处；所述第二预热风机与所述第二换热器连接，设置为将外部空气鼓入所述第二换热器；所述第二废气风机连接所述干燥机二区与所述第二换热器，设置为将所述干燥机二区排出的湿热气体鼓入所述第二换热器，使得湿热气体与外部空气在所述第二换热器中进行热交换；所述热风管道连接所述进口预热段与所述第二换热器，设置为将热交换后得到的热空气引入到所述进口预热段中。
在湿板干燥的过程中，需要排出一部分含湿量高的水汽，而干燥能耗80％～90％是集中在干燥机一区和干燥机二区。本申请中，干燥机二区的干燥热风与湿板在干燥机中的走向方向相同，通过第二预热风机引入外部空气，外部空气通过第二换热器与干燥机二区排出的湿热气体进行热交换，得到的热空气通过热风管道引入到进口预热段。进口预热段热空气的引入，增加了进口预热段的温度，从而提高经过进口预热段进入干燥机一区的湿板的温度，减少水汽冷凝，避免了辊道上因结露而形成的凸起，从而大大减少了石膏板面麻坑的产生，并且减少了清理辊道的频率。同时，将干燥机二区的废热充分利用，降低了能耗，减少了生产成本。
在一个实施方式中，所述进口预热段可以具有延长的封闭区间。
在一个实施方式中，所述进口预热段可以为封闭的从而形成所述延长的封闭区间。
本申请中，干燥机在进口预热段之前还包括进口辊道。可以在现有干燥机的基础上，将进口辊道的一部分密封，该密封部分连同原有的预热密封部分，形成延长的封闭的区间，作为本申请的进口预热段。或者，也可以直接延长进口预热段的封闭区间的长度。该进口预热段延长的封闭区间，增加了湿板在进口预热段预热的时间，使湿板在进入干燥机一区之前被充分预热，从而提高经过进口预热段进入干燥机一区的湿板的温度，减少水汽冷凝，避免了辊道上因结露而形成的凸起，从而大大减少了石膏板面麻坑的产生。
在一个实施方式中，所述进口预热段的封闭区间的长度可以大于4米。
在一个实施方式中，所述进口预热段的封闭区间的长度可以为6米。
本申请中，在进口预热段的封闭区间的长度大于4米时，能有效的减少石膏板面的麻坑，得到合格的外观质量的产品，提高石膏板的强度。优选地，进口预热段的封闭区间的长度为6米时，能获得优良的外观质量的产品，并且能够有效的提高投入产出比。
在一个实施方式中，干燥机还可以包括第一换热器、第一预热风机和第一废气风机；其中，所述第一换热器设置在所述进口预热段与所述干燥机一区的结合处；所述第一预热风机与所述第一换热器连接，设置为将外部空气鼓入所述第一换热器；所述第一废气风机连接所述干燥机一区与所述第一换热器，设置为将所述干燥机一区排出的湿热气体鼓入所述第一换热器，使得湿热气体与外部空气在所述第一换热器中进行热交换。
本申请中，干燥机一区的干燥热风与湿板在干燥机中的走向方向相反，通过第一预热风机引入外部空气，外部空气通过第一换热器与干燥机一区排出的湿热气体进行热交换，得到的热空气引入到进口预热段。同样的，该热空气大大减少了石膏板面麻坑的产生，充分利用了干燥机一区的废热。
在一个实施方式中，干燥机还可以包括余热回收装置，所述余热回收装置可以包括喷水装置和储水罐，所述喷水装置设置为能够对通过所述第一换热器和/或所述第二换热器进行热交换后排出的湿热气体进行喷水以得到热水，所述储水罐设置为能够收集得到的热水。
本申请中，喷水装置进一步利用经过与第一预热风机和/或第二预热风机引入的空气换热后的干燥机一区和/或干燥机二区排出的湿热气体。由于干燥机一区和/或干燥机二区排出的湿热气体经过第一换热器和/或第二换热器换热后仍有余热，因此增加喷水装置进行喷淋与湿热气体换热，并使用储水罐收集喷淋换热得到的热水。得到的热水可掺兑到石膏板成型用水中，提高成型用水的温度，从而提高成型后的湿板的温度，进而减少水汽冷凝，避免了辊道上因结露而形成的凸起，大大减少了石膏板面麻坑的产生。
第二方面，本申请提供了一种石膏板制备装置，所述石膏板制备装置包括上述的石膏板干燥机；
在一个实施方式中，所述石膏板制备装置还可以包括用于控制制备石膏板的干料温度的干料温度控制装置。
干料温度控制装置可对石膏板原料配置过程中的干料进行精确温度控制，从而提高制备得到的湿板的温度。其中，干料包括熟石膏、淀粉、促凝剂等。本申请的石膏板制备装置，可通过其中的石膏板干燥机以及干料温度控制装置，从提高进口预热段温度、延长湿板预热时间、提高成型用水温度、提高干料温度等多方面进行改进，大大减少了石膏板面麻坑的产生，提高生产效率，降低能耗，减少生产成本。
第三方面，本申请提供了一种减少石膏板板面麻坑的方法，所述方法包括采用上述石膏板干燥机对成型得到的石膏板湿板进行干燥。
在一个实施方式中，所述湿板在所述石膏板干燥机的进口预热段中的预热时间可以为1.7min。
在一个实施方式中，所述石膏板干燥机的进口预热段的温度可以为95℃～100℃，风量可以为1.8万Nm3/h～2.2万Nm3/h。
在一个实施方式中，温度可以为98℃，风量可以为2.0万Nm3/h。
在一个实施方式中，在将所述湿板送入所述干燥机中进行干燥前，所述方法还可以包括将所述湿板的温度提高至30℃～35℃，例如可提高至35℃。
在一个实施方式中，所述方法还可以包括利用余热回收装置回收从所述石膏板干燥机的第一换热器和/或第二换热器进行热交换后排出的湿热气体的余热从而得到热水，将所述热水掺兑到石膏板成型用水中，从而使得所述湿板的温度得到提高。
在一个实施方式中，所述方法还可以包括控制制备石膏板的干料的温度。
在一个实施方式中，可以将所述干料的温度控制在50℃-55℃。
在一个实施方式中，所述石膏板干湿料混合后得到的料浆的温度可以为33℃～35℃，例如可以为30℃。其中干料包括熟石膏、淀粉、促凝剂等，湿料包括纸浆、搅拌水、发泡剂等。
本申请中，通过提高成型用水的温度，精细控制石膏板混料过程中干料的温度、混料得到的浆料温度，湿板在进口预热段中的预热时间、进口预热段的温度、进口预热段的风量，以及进行干燥前的湿板温度，大大减少了石膏板面的麻坑，提高了产品外观质量，增强了产品强度。
本申请的石膏板干燥机、石膏板制备装置及减少石膏板板面麻坑的方法，其优点在于：
1、延长了进口预热段的封闭区间的长度，增加了湿板的预热时间，使湿板在进入干燥区前被充分预热；
2、将干燥机二区的预热风引到延长的进口预热段的封闭区间内，增加了进口预热段进口补入的热空气量，提高了预热空气的温度；
3、密封的进口预热段以及来自干燥机二区的热空气，提高了进入干燥机一区的湿板的温度，减少结露现象；
4、回收热水的加入，提高了冬天成型用水的温度，不但改善了石膏的水化效果，而且还提高了湿板进入干燥机一区前的初始温度；
5、精确控制干料的温度，从而提高成型后的湿板的温度；
6、通过提高湿板的预热时间、温度和湿板的初始温度，从而减少因湿板温度低而造成进入干燥区域后产生结露的现象，减少辊道积料，避免了石膏板面的麻坑现象，不仅改善了石膏板的外观，提高了石膏板的强度，还减少了辊道清理的频率，提高了生产效率；
7、通过对废热的回收利用，降低了能耗，减少了生产成本。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例的石膏板干燥机的结构简图；
图2为本申请实施例1得到的石膏板的外观图；
图3为本申请对比例1得到的石膏板的外观图。
图中：1.进口预热段；2.干燥机一区；3.干燥机二区；4.干燥机三区；5.热风管道。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本申请实施例提供了一种石膏板干燥机，所述干燥机包括依次设置的进口预热段1、干燥机一区2、干燥机二区3和干燥机三区4，所述干燥机还包括第二换热器、第二预热风机、第二废气风机和热风管道5；其中，所述第二换热器设置在所述干燥机二区3与所述干燥机三区4的结合处；所述第二预热风机与所述第二换热器连接，设置为将外部空气鼓入所述第二换热器；所述第二废气风机连接所述干燥机二区3与所述第二换热器，设置为将所述干燥机二区3排出的湿热气体鼓入所述第二换热器，使得湿热气体与外部空气在所述第二换热器中进行热交换；所述热风管道5连接所述进口预热段1与所述第二换热器，设置为将热交换后得到的热空气引入到所述进口预热段1中。
干燥机还包括第一换热器、第一预热风机和第一废气风机；所述第一换热器设置在所述进口预热段1与所述干燥机一区2的结合处；所述第一预热风机与所述第一换热器连接，设置为将外部空气鼓入所述第一换热器；所述第一废气风机连接所述干燥机一区2与所述第一换热器，设置为将所述干燥机一区2排出的湿热气体鼓入所述第一换热器，使得湿热气体与外部空气在所述第一换热器中进行热交换。
干燥机还包括余热回收装置，余热回收装置包括喷水装置和储水罐，所述喷水装置设置为能够对通过所述第一换热器和/或所述第二换热器进行热交换后排出的湿热气体进行喷水以得到热水，所述储水罐设置为能够收集得到的热水。
本申请另一实施例提供了一种石膏板的制备装置，该制备装置包括上述干燥机，还包括干料温度控制装置，以及混料机和成型机。干料温度控制装置用于控制制备石膏板的干料温度，混料机将精确控制温度的干料以及余热回收装置得到的热水及其它成分混合得到一控料浆。通过成型机制备得到石膏板湿板。
实施例1
干燥机的进口预热段1的长度为6米(现有干燥机的进口预热段的长度一般为4米)，通过增加进口预热段1的长度从而提高了湿板预热的时间；增加约60米长的热风管道5，将干燥机二区3排出的湿热气体与外部空气热交换后得到的热空气引入到进口预热段1，从而提高了进口预热段1的温度、进口预热段1的热风量，进而提高了湿板进入干燥机一区2时的温度；通过将余热回收装置得到的热水掺兑到石膏板成型用水中，以及控制制备石膏板的干料的温度，从而提高了一控料浆的温度。具体预热、干燥控制参数见表1。
对比例1
干燥机的进口预热段1的长度为4米，不设置第二换热器、第二预热风机和热风管道5，进口预热段1仅由干燥机一区2提供预热风，石膏板成型用水中未掺兑余热回收系统的热水，未控制干料的温度。具体预热、干燥控制参数见表1。
表1预热、干燥工艺参数
实施例1 对比例1
一控料浆温度 30℃ 24℃
干燥机一区进口处湿板温度 33℃ 26℃
进口预热段长度 6m 4m
湿板预热时间 1.70min 1.12min
进口预热段温度 98℃ 93℃
进口预热段热风量 2.0万Nm<sup>3</sup>/h 1.2万Nm<sup>3</sup>/h
*注：一控浆料为一控成型站位置处，干湿料在混合机搅拌后得到的料浆。
实施例1制备得到的石膏板板面的外观图见附图2所示,对比例1制备得到的石膏板板面的外观图见附图3所示。可以看出，实施例1得到的石膏板板面平整、无麻坑；而对比例1得到的石膏板存在明显的麻坑。
虽然本申请所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属领域内的技术人员，在不脱离本申请所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本申请的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (16)

1.一种石膏板干燥机，所述干燥机包括依次设置的进口预热段（1）、干燥机一区（2）、干燥机二区（3）和干燥机三区（4），所述干燥机还包括第二换热器、第二预热风机、第二废气风机和热风管道（5）；其中，
所述第二换热器设置在所述干燥机二区（3）与所述干燥机三区（4）的结合处；
所述第二预热风机与所述第二换热器连接，设置为将外部空气鼓入所述第二换热器；
所述第二废气风机连接所述干燥机二区（3）与所述第二换热器，设置为将所述干燥机二区（3）排出的湿热气体鼓入所述第二换热器，使得湿热气体与外部空气在所述第二换热器中进行热交换；
所述热风管道（5）连接所述进口预热段（1）与所述第二换热器，设置为将热交换后得到的热空气引入到所述进口预热段（1）中；
所述进口预热段（1）具有延长的封闭区间：在所述进口预热段（1）之前还包括进口辊道，将所述进口辊道的一部分密封，以连同原有的预热密封部分，形成延长的封闭的区间；或者，直接延长所述进口预热段的封闭区间的长度。
2.根据权利要求1所述的干燥机，其中，所述进口预热段（1）的所述封闭区间的长度大于4米；任选地为6米。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的干燥机，所述干燥机还包括第一换热器、第一预热风机和第一废气风机；其中，
所述第一换热器设置在所述进口预热段（1）与所述干燥机一区（2）的结合处；
所述第一预热风机与所述第一换热器连接，设置为将外部空气鼓入所述第一换热器；
所述第一废气风机连接所述干燥机一区（2）与所述第一换热器，设置为将所述干燥机一区（2）排出的湿热气体鼓入所述第一换热器，使得湿热气体与外部空气在所述第一换热器中进行热交换。
4.根据权利要求3所述的干燥机，还包括余热回收装置，所述余热回收装置包括喷水装置和储水罐，所述喷水装置设置为能够对通过所述第一换热器和/或所述第二换热器进行热交换后排出的湿热气体进行喷水以得到热水，所述储水罐设置为能够收集得到的热水。
5.一种石膏板制备装置，所述石膏板制备装置包括根据权利要求1-4中任一项所述的石膏板干燥机；
任选地，所述石膏板制备装置还包括用于控制制备石膏板的干料温度的干料温度控制装置。
6.一种减少石膏板板面麻坑的方法，所述方法包括：采用根据权利要求1-4中任一项所述的石膏板干燥机对成型得到的石膏板湿板进行干燥。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述湿板在所述石膏板干燥机的进口预热段（1）中的预热时间为1.7min。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，所述石膏板干燥机的进口预热段（1）的温度为95℃~100℃，风量为1.8万Nm3/h~2.2万Nm3/h；
任选地温度为98℃，风量为2.0万Nm3/h。
9.根据权利要求6所述的方法，在将所述湿板送入所述干燥机中进行干燥前，所述方法还包括将所述湿板的温度提高至30℃~35℃，任选地提高至35℃。
10.根据权利要求6或9所述的方法，所述方法还包括利用余热回收装置回收从所述石膏板干燥机的第一换热器和/或第二换热器进行热交换后排出的湿热气体的余热从而得到热水，将所述热水掺兑到石膏板成型用水中，从而使得所述湿板的温度得到提高。
11.根据权利要求6-7和9中任一项所述的方法，所述方法还包括控制制备石膏板的干料的温度；
任选地，将所述干料的温度控制在50℃~55℃。
12.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括控制制备石膏板的干料的温度；
任选地，将所述干料的温度控制在50℃~55℃。
13.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括控制制备石膏板的干料的温度；
任选地，将所述干料的温度控制在50℃~55℃。
14.根据权利要求6-7和9中任一项所述的方法，其中，所述石膏板干湿料混合后得到的料浆的温度为30℃~35℃，任选地为35℃。
15.根据权利要求8所述的方法，其中，所述石膏板干湿料混合后得到的料浆的温度为30℃~35℃，任选地为35℃。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述石膏板干湿料混合后得到的料浆的温度为30℃~35℃，任选地为35℃。
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