CN111362604B - 一种ⅱ型无水石膏焙烧工艺 - Google Patents

一种ⅱ型无水石膏焙烧工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种Ⅱ型无水石膏焙烧工艺。对石膏煅烧过程中物料均化合格成品的烘干、焙烧、冷却和改性十分稳定。从产业政策角度看，可以使Ⅱ型无水石膏得到妥善的处理，避免造成二次污染。能促进环保工业及其相关产业健康、快速发展，并能节约Ⅱ型无水石膏资源，解除生产企业的后顾之忧。

Description

一种Ⅱ型无水石膏焙烧工艺
技术领域
本发明涉及无水石膏生产制备领域，尤其是涉及一种Ⅱ型无水石膏焙烧工艺。
背景技术
人工Ⅱ型无水石膏由工业副产石膏在约360-900℃下脱水而得，其中360-500℃脱水得到的是慢溶性无水石膏，高于500℃脱水得到的是不溶性无水石膏。本发明的Ⅱ型无水石膏是指采用磷石膏作为原料,在360-500℃脱水得到慢溶性无水石膏。
慢溶性无水石膏作为主要胶凝材料，通过添加激发剂或调整加工工艺等生产的石膏制品表现出强度高、吸水率低等优点。是生产抹灰石膏、石膏基自流平砂浆等热点产品的理想原料。
现有专利CN200810031163.0一种高强度耐水粉刷石膏及其生产方法，“所述硬石膏粉为磨细的氟石膏或直接粉磨的无水石膏，或二水石膏经360～ 1000℃煅烧形成的硬石膏II，其中包括360～500℃煅烧形成的慢溶性硬石膏II -S，500～700℃煅烧形成地不溶性硬石膏II-U，700～1000℃煅烧形成的浇注 硬石膏II-E；氟石膏、硬石膏II-S、硬石膏II-E粒度为80～300目(优选 100～250目)；天然硬石膏、硬石膏II-U的粒度为粒度为100～500目(250～ 400目)”，其公开的方法虽然能够生产出慢溶性无水石膏，但是会伴随着其它产出，不能够在石膏煅烧过程中使得物料均化合格成品。
发明内容
本发明所要解决的问题是，针对上述现有技术中的缺点，提出创新方案，尤其是设计一种Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，对磷石膏而言，特别是没有陈化的磷石膏原料，通过水洗处理无法完全去除其中的杂质，另一方面会造成二次污染。但磷石膏通过高温焙烧是可以去除其中杂质的，高温焙烧后的Ⅱ型无水磷石膏其质量受杂质的影响很小。
为解决上述问题，本发明采用的方案如下：一种Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）准备含水10%的磷石膏原料；
（2）将磷石膏原料送入除杂筛去除大颗粒杂物；
（3）将去除大颗粒杂物的磷石膏原料送入闪蒸干燥机，使用双向对流热空气进行对流干燥，去除附着水；预烘干料温50度，热空气温度与烘干系统的设备大小，处理风量有关联，预烘干后进焙烧窑原料温度50℃，外烧式燃气热风炉进焙烧窑热风温度750℃，其中450℃热风跟随物料进入空气冷却机，部分250℃热风流向引风机进入闪蒸干燥机，热风循环利用再进入旋风除尘器至提升输送设备到内热管回转焙烧窑；
（4）使用旋风除尘器和袋式除尘器收集已去除附着水的磷石膏原料，并通过提升输送设备，送入内热管回转焙烧窑；旋风3.5-3.8m/s上升速度，除尘器0.8-1.0m/min过滤风速；
（5）在内热管回转焙烧窑中通过内热管对磷石膏进行蠕动和翻炒，其中内热管回转焙烧窑中，使得磷石膏中的结晶水产生二次蒸气，调整内热管回转焙烧窑的转速使得磷石膏原料的温度上升至420℃-480℃，得到慢溶性无水石膏。
进一步，根据上述设计方案所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述内热管回转焙烧窑采用外烧式燃气热风炉提供高温烟气，温度控制在750±10℃，高温烟气进入内热管回转焙烧窑中的内热管，通过内热管对磷石膏原料进行搅动焙烧。焙烧窑高温尾气二次利用，与热风炉高温炉膛热风混合后，共同为闪蒸干燥机提供热源。
进一步，根据上述设计方案所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述磷石膏原料经过除杂筛后还经过除铁器，用于去除磁性杂质。
进一步，根据上述设计方案所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述步骤（5）后对慢溶性无水石膏进行空气冷却，然后送入改性磨，对慢溶性无水石膏的外形和均匀的尺度进行破坏，使得颗粒形貌呈多样化，产生级差。
进一步，根据上述设计方案所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述旋风除尘器对已去除附着水的磷石膏原料进行第一次收集，并通过提升输送装置送入内热管回转焙烧窑，所述袋式除尘器对旋风除尘器排出的空气进行二次收集，并排出空气和将收集的已去除附着水的磷石膏原料通过提升输送装置送入内热管回转焙烧窑。
进一步，根据上述设计方案所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述磷石膏原料通过皮带计量秤进行称重后输送至除杂筛。
进一步，根据上述设计方案所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述内热管回转焙烧窑的尾气和外烧式燃气热风炉产生的热烟气在混风室进行混合后在引风机的作用入闪蒸干燥机对磷石膏原料进行强烈的对流干燥。
进一步，根据上述设计方案所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述对慢溶性无水石膏进行空气冷却采用在内热管回转焙烧窑内设置与外部空气联通的热交换管，热交换管通过一、二次风机与外烧式燃气热风炉联通，外部空气进入热交换管后，通过热交换管对慢溶性无水石膏进行搅动降温，然后在一、二次风机的作用下将外部空气外烧式燃气热风炉。
进一步，根据上述设计方案所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述慢溶性无水石膏在进行空气冷却后送入水冷却机进行二次降温，然后送入改性磨；所述空气冷却处设有蒸汽除尘器，用于将因热交换管搅动飞散的慢溶性无水石膏送回内热管回转焙烧窑的进料处。
一种用于生产如权利要求1所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺的Ⅱ型无水石膏焙烧装置，其特征在于，包括受料斗、除杂筛、闪蒸干燥机和内热管回转焙烧窑；所述受料斗与除杂筛联通；所述除杂筛通过皮带输送机与闪蒸干燥机联通；所述闪蒸干燥机外接有燃气热风炉，用于给闪蒸干燥机提供热空气；所述闪蒸干燥机通过旋风除尘器和袋式除尘器与提升输送设备联通；所述提升输送设备与内热管回转焙烧窑联通；所述内热管回转焙烧窑与水冷却机联通；所述水冷却机与改性磨联通；所述改性磨与板链提升机联通；所述板链提升机与包装机联通。
本发明的技术效果如下：本申请的技术方案设计一种Ⅱ型无水石膏焙烧工艺。对石膏煅烧过程中物料均化合格成品的烘干、焙烧、冷却和改性十分稳定。从产业政策角度看，可以使Ⅱ型无水石膏得到妥善的处理，避免造成二次污染。能促进环保工业及其相关产业健康、快速发展，并能节约Ⅱ型无水石膏资源，解除生产企业的后顾之忧。
本申请在闪蒸干燥机处不仅设置了燃气热风炉还利用了内热管回转焙烧窑的尾气，充分利用了热能，减少燃料的使用。在内热管回转焙烧窑内也是如此，空气冷却与内热管回转焙烧窑一体化制作，外部空气经过对慢溶性无水石膏进行冷却后升温，然后进入外烧式燃气热风炉中，节约了能源。对于所有的风机排空，均设置了除尘设备，用于保证原料的留存率和所排出空气的纯净。
附图说明
图1为Ⅱ型无水石膏焙烧工艺流程图。
其中：序号1：箱式受料斗、序号2：皮带计量秤、序号3：除杂筛、序号4：皮带输送机、序号5：除铁器、序号6：闪蒸干燥机、序号7：旋风除尘器、序号8：袋式除尘器、序号9：风机排空、序号10：提升输送设备、序号11：内热管回转焙烧室、序号12：引风机、序号13：混风室、序号14：燃气热风炉、序号15：空气冷却机、序号16：蒸汽除尘器、序号17：风机排空、序号18：一二次风机、序号19：外烧式燃气热风炉、序号20：水冷却机、序号21：空气、序号22：改性磨、序号23：板链提升机、序号24：成品仓、序号25：包装。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
含10%左右附着水的磷石膏原料由人工送入箱式受料都，经过皮带计量秤送入除杂筛除杂，附着水的石膏由皮带输送机均匀喂入闪蒸干燥机，焙烧窑11的尾气和燃气热风炉19产生的热烟气进行混合在引风机12的作用入闪蒸干燥机6与磷石膏进行强烈的对流干燥，气料混合高效去除附着水，经旋风除尘器7和袋式除尘器8收集后经提升输送设备10入内热管回转焙烧窑11进行结晶水的焙烧。
外烧式燃气热风炉19产生750℃左右的高温烟气，在系统的引风机12抽吸作用下从内热回转焙烧窑11尾端送入焙烧窑内，以逆流方式与预烘干后石膏粉通过热管管壁热交换，完成热交换的烟气在风机12的作用下送入混风室13入闪蒸干燥机6对磷石膏原料进行预烘干，最后通过蒸汽除尘器16系统净化后由风机17排空。
焙烧过程中结晶水产生的二次蒸气，由引风机12引入袋式除尘器8净化后排空，收集下来的粉入焙烧窑11继续焙烧。由于磷石膏焙烧过程是在附着水去除后进行的，因此如此直接采用高温烟气进行的，烟气的流动对粉的夹带造成焙烧干扰严重，因此采用内热管回转窑11逆流焙烧，在焙烧过程中，高温热烟气在热管内通过管壁传导给管壁外的磷石膏粉，磷石膏粉的“蠕动”和“翻炒”依靠热管式焙烧窑11自身的转动来进行和调节的，焙烧过程可控不受其它因此影响。调整焙烧窑11的转速可方便的调整成品的出料料温。当料温继结升高到420℃-480℃时，此时磷石膏处于AⅡ-S相，也称慢溶性无水石膏，这是我们要的产品。
空气冷却是采用卧式列管空气冷却机15，此冷却机15与焙烧窑11一体化制作，在列管内通入冷空气，管壁外的热粉通过管壁把热量传递给空气21，空气21被加热后通过热风炉19的一、二次风机18进入外烧式燃气热风炉19进行充分利用。水冷却是经过空气冷却后的料送入卧式水冷却机20进行高效冷却，冷却水通过泵入旋转接头，分配给冷却水管，通过管壁实现热量的交换，热水通过旋转接头回水池进行循环利用。
由于磷石膏颗粒呈正态分布，颗粒分布高度集中，80-200um的颗粒高达60%，磷石膏中二水石膏晶体粗大、均匀，其生长较天然二水石膏规整，多呈板状，经过焙烧后其颗粒形状变化不大。这种颗粒特征使其胶结材流动性很差，所以冷却后的石膏喂入改性磨22，使晶体规则的外形和均匀的尺度遭到破坏，颗粒形貌呈柱状、板状、颗粒形状呈多样化，产生级差，增加其流动性和强度。而后通过板链提升机23将Ⅱ型无水石膏送入成品仓24再进行包装25。

Claims (6)

1.一种Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，包括如下步骤：
(1)准备含水10％的磷石膏原料；
(2)将磷石膏原料送入除杂筛去除大颗粒杂物；
(3)将去除大颗粒杂物的磷石膏原料送入闪蒸干燥机，使用双向对流热空气进行对流干燥，去除附着水；
(4)使用旋风除尘器和袋式除尘器收集已去除附着水的磷石膏原料，并通过提升输送设备，送入内热管回转焙烧窑；
(5)在内热管回转焙烧窑中通过内热管对磷石膏进行蠕动和翻炒，使得磷石膏中的结晶水产生二次蒸气，调整内热管回转焙烧窑的转速使得磷石膏原料的温度上升至420℃-480℃，得到慢溶性无水石膏；所述内热管回转焙烧窑采用外烧式燃气热风炉提供高温烟气，温度控制在750±10℃，高温烟气进入内热管回转焙烧窑中的内热管，通过内热管对磷石膏原料进行搅动焙烧；所述内热管回转焙烧窑的尾气和外烧式燃气热风炉产生的热烟气在混风室进行混合后在引风机的作用入闪蒸干燥机对磷石膏原料进行强烈的对流干燥；
(6)对慢溶性无水石膏进行空气冷却，然后送入改性磨，对慢溶性无水石膏的外形和均匀的尺度进行破坏，使得颗粒形貌呈多样化，产生级差；所述对慢溶性无水石膏进行空气冷却采用在内热管回转焙烧窑内设置与外部空气联通的热交换管，热交换管通过一、二次风机与外烧式燃气热风炉联通，外部空气进入热交换管后，通过热交换管对慢溶性无水石膏进行搅动降温，然后在一、二次风机的作用下送入外部空气外烧式燃气热风炉。
2.根据权利要求1所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述磷石膏原料经过除杂筛后还经过除铁器，用于去除磁性杂质；所述磷石膏蠕动和翻炒依靠内热管回转焙烧窑自身的转动来进行和调节。
3.根据权利要求1所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述旋风除尘器对已去除附着水的磷石膏原料进行第一次收集，并通过提升输送装置送入内热管回转焙烧窑，所述袋式除尘器对旋风除尘器排出的空气进行二次收集，并排出空气和将收集的已去除附着水的磷石膏原料通过提升输送装置送入内热管回转焙烧窑。
4.根据权利要求1所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述磷石膏原料通过皮带计量秤进行称重后输送至除杂筛。
5.根据权利要求1所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺，其特征在于，所述慢溶性无水石膏在进行空气冷却后送入水冷却机进行二次降温，然后送入改性磨；所述空气冷却处设有蒸汽除尘器，用于将因热交换管搅动飞散的慢溶性无水石膏送回内热管回转焙烧窑的进料处。
6.一种用于生产如权利要求1所述Ⅱ型无水石膏焙烧工艺的Ⅱ型无水石膏焙烧装置，其特征在于，包括受料斗、除杂筛、闪蒸干燥机和内热管回转焙烧窑；所述受料斗与除杂筛联通；所述除杂筛通过皮带输送机与闪蒸干燥机联通；所述闪蒸干燥机外接有燃气热风炉，用于给闪蒸干燥机提供热空气；所述闪蒸干燥机通过旋风除尘器和袋式除尘器与提升输送设备联通；所述提升输送设备与内热管回转焙烧窑联通；所述内热管回转焙烧窑的尾气通过引风机与混风室联通；所述混风室与闪蒸干燥机联通；所述内热管回转焙烧窑依次与空气冷却机、水冷却机联通；所述水冷却机与改性磨联通；所述改性磨与板链提升机联通；所述板链提升机与包装机联通。
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