CN112266190A - 利用工业副产石膏生产自激发ii型无水石膏的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明的利用工业副产石膏生产自激发II型无水石膏的装置与方法，其工艺装置包括：两级动态旋流煅烧系统、旋转闪蒸干燥系统、工业副产石膏预处理系统、II型无水石膏冷却系统、系统高压引风机及管路系统等。其工艺方法包括：根据工业副产石膏物料类型性质连续依序进行。原料选择性脱水，预处理、干燥脱水、两级动态煅烧和II型无水石膏产品冷却工艺处理。工艺装置系统全封闭、负压状态操作，系统热量实现梯次利用、节能降耗。由工业副产石膏可制得力学性能优异，且后续实现自激发的高品质II型无水石膏产品，以实现扩大工业副产石膏资源化利用，该方法和生产装置可实现规模工业化生产。

Description

利用工业副产石膏生产自激发II型无水石膏的装置与方法

技术领域：

本发明属于化学石膏资源化、综合利用工业技术领域，具体涉及一种利用工业副产石膏生产自激发II型无水石膏的工艺装置及方法。

背景技术：

目前，我国工业副产石膏主要为脱硫石膏和磷石膏，每年排放量可达近亿吨，其中约有80％化学石膏至今尚未得到有效处理或资源利用，包括新排出的工业副产石膏，即新鲜石膏；以及以排出并堆存形成的存量石膏。在我国，以工业副产石膏生产II型无水石膏，基本还停留在理论研究和应用技术探讨阶段上。在日本、欧美发达国家已将此广泛应用自流平、粉刷石膏和硫酸盐水泥等相关建筑领域。而我国由于诸多因素，这方面有关应用规模化、工业化的工艺方法及装置更为少见。所以寻求一种适合我国国情，并可实现规模工业化生产的工艺方法和装置，已成为行业重要课题。

CN110498628A专利报道了一种无水石膏制备系统，通过两级燃烧热风炉供热，并配有烟气净化系统，但没有很好解决能源的深度利用。另一个公开的中国专利CN110803876A报道了生产型无水石膏的耦合生产装置。主要设备是流化反应器与旋流反应器，采用水冷。但从实际案例来看，无法判断烧出的II型无水石膏的质量，无法进行反馈控制。

发明内容：

本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，针对国内工业副产石膏生产II型无水石膏工业现状，提供一种高效节能，可实现规模工业化生产的利用工业副产石膏生产自激发II型无水石膏的装置与方法。本发明采用的工艺是：可燃气体燃烧产生的热烟气，依序通过煅烧、干燥生产工序设备并与物料相混合，实现热交换并完成物料煅烧、干燥等工艺处理。物料在干燥、煅烧各工序中与气体呈稀相载流状态。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用工业副产石膏生产自激发II型无水石膏的装置，包括工业副产石膏预处理系统、旋转闪蒸干燥系统、动态旋流煅烧系统和II型无水石膏冷却系统，所述的各系统由管路系统依次连接，还包括系统高压引风机，所述的系统高压引风机与旋转闪蒸干燥系统连接，其中：

所述的工业副产石膏预处理系统包括原料送料机、添加料送料机和搅拌混合机等；

所述的旋转闪蒸干燥系统包括旋转闪蒸干燥机、干燥机给料机、两级干燥物料收集装置和中间料仓等，其中，所述的两级干燥物料收集装置包括一级旋风式收集器和二级袋式收集器；

所述的动态旋流煅烧系统包括一级动态旋流煅烧炉、二级动态旋流煅烧炉、燃气燃烧炉、产品收集器和陈化料仓等；

所述的II型无水石膏冷却系统包括冷却器、产品料仓和引风机等。

所述的各系统内设备装置均由管路依次连接。

所述的旋转闪蒸干燥系统与系统高压引风机连接。

所述的旋转闪蒸干燥机内设置多级高速旋转叶片结构和脉冲式分级器，以实现充分打散物料，强化干燥效率。

所述的一级动态煅烧炉出风口还与旋转闪蒸干燥机进风口连接。

所进的二级动态旋流煅烧炉为主，副炉型结构，燃烧炉产生热烟气以切向入炉方式，以实现煅烧物料与热烟气呈逆、顺旋流运动状态、强化煅烧处理效率。

所述的II型无水石膏冷却系统的冷却器为管道式风冷装置。

一种利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，采用上述装置，所述的工业副产石膏为新鲜石膏或存量石膏，包括如下步骤：

步骤1，物料预处理：

(一)当为新鲜石膏时，步骤如下：

(1)新鲜石膏经过洗涤脱水至自由水含量≤15％；

(2)向洗涤脱水后石膏中加入晶格剂，所述的晶格剂加入质量为脱水后石膏质量的0.1-3％，将脱水后石膏和晶格剂分别通过各自的送料机，送入搅拌混合机混合均匀，获得混合料，进行步骤2，其中，所述的晶格剂为CaO、KAl(SO4)₂、K₂SO₄、赤泥、电石渣或粉煤灰中的一种或几种混合，混合比为任意比；

(一)当为存量石膏时，步骤如下：

向存量石膏中加入晶格剂与中和剂的混合物，所述的晶格剂加入质量为存量石膏质量的0.1-3％，所述的中和剂加入量为存量石膏质量的0.7-0.8％；将晶格剂与中和剂的混合物、存量石膏分别通过各自的送料机，送入搅拌混合机混合均匀，获得混合料，进行步骤2，其中，所述的晶格剂为CaO、KAl(SO4)₂、K₂SO₄、赤泥、电石渣或粉煤灰中的一种或几种混合，混合比为任意比；

步骤2，干燥处理：

(1)混合料送入旋转闪蒸干燥机内，进行打散干燥，旋转闪蒸干燥机出风口获得出风口混料风，其中，所述的打散干燥温度为200-300℃，时间为5-15s；

(2)出风口混料风依次经过一级旋风式收集器和二级袋式收集器，进行气固分离，获得分离气体和分离固体；

步骤3，煅烧处理：

(1)所述的分离固体经中间仓收集，送入一级动态煅烧炉内进行一级煅烧，出口获得一级混料风，其中，所述的一级煅烧温度为400-500℃，保温时间为8-10min；

(2)所述的一级混料风经气固分离获得一级煅烧分离固体送入一级煅烧物料收集器内，实现气固分离后，分离固体物料送入二级动态煅烧炉内进行煅烧，出口获得二级混料风，其中，所述的二级煅烧温度为700-800℃，时间为5-16s；

(3)二级混料风经产品收集器进行气固分离，获得二级煅烧分离气体和二级煅烧分离固体，二级煅烧分离固体经陈化处理后，即获得II型无水石膏初产品，其中，所述的陈化温度为500-550℃，时间为30-60min；

步骤4，冷却处理：

II型无水石膏初产品进入冷却器冷却降温至70-80℃后，进入产品料仓进行气固分离，获得分离固体和分离气体，其中，所述的分离固体即II型无水石膏产品。

所述的步骤1中，工业副产石膏为化学石膏，主要包括脱硫石膏和磷石膏，所述的工业副产石膏包括组分及质量百分含量为CaSO₄·2H₂O 60-100％，SiO₂ 0-40％，余量其他。

所述的步骤1(一)(1)中，新鲜石膏粒度为80-325目，pH值为4-8。

所述的步骤1(一)(1)中，经洗涤以去除新鲜石膏中的可溶性氟、磷、钠、氯元素和有机物等。

所述的步骤1(一)(1)中，洗涤脱水获得的污水返回磷酸或脱硫主工艺流程，回收其中磷或其他等有用物质。

所述的步骤1(一)(1)中，脱水方式为压力脱水，具体的在1-2MPa压力下，常温风吹干，获得洗涤脱水后石膏；

所述的步骤1(一)(2)中，存量石膏粒度为80-325目，pH值为1-2.5，所述的存量石膏中含有H₂SO₄和H₃PO₄等残留物。

所述的步骤2(2)中，分离气体为尾气，温度为110-130℃，排空；

所述的步骤3(2)中，一级混料风经气固分离同时获得一级煅烧分离气体，该气体引入旋转闪蒸干燥机，辅助进行打散干燥操作。

所述的步骤3(2)中，经一级煅烧物料收集器分离气体引入一级动态煅烧炉，用于将步骤3(1)中中间仓收集的分离固体送入一级动态煅烧炉。

所述的步骤3(3)中，所述的二级煅烧分离气体引入一级煅烧物料收集器，用于将步骤3(2)获得一级煅烧分离固体送入一级煅烧物料收集器内；

所述的步骤2-4中，在干燥，煅烧与冷却各工序中，物料均以稀相载流状态换热。

所述的步骤4中，冷却采用强制风冷直接载流冷却方式，产品料仓所气固分离的换热空气，作为燃气燃烧机助燃风和二次兑风，风温为440-460℃。

所述的步骤4中，获得的II型无水石膏产品经检测，初凝时间为65-115min，终凝时间为175-215min，抗折强度为6-12MPa，抗压强度为26-45MPa，有机物去除率达到99％以上；其中：

当原料为新鲜石膏时，初凝时间为65-90min，终凝时间为175-200min，抗折强度为9-12MPa，抗压强度为30-45MPa，有机物去除率达到99％以上；

当原料为存量石膏时，初凝时间为80-110min，终凝时间为195-220min，抗折强度为6-12MPa，抗压强度为30-45MPa，有机物去除率达到99％以上。

所述的步骤2-4中，在干燥，煅烧与冷却各工序中，物料均以稀相载流状态换热，物料煅烧、干燥脱水所需热量和载体由燃气燃烧炉燃烧热烟气提供，并梯次利用。

本工艺主体过程为：洗涤脱水、晶格剂(或存量石膏与晶格剂和中和剂)与化学石膏混合上料、余热烘干，一段煅烧完成获得III型无水石膏，煅烧闪烧晶型转变，热气梯级利用，II型快速风冷；具体工艺流程：燃气燃烧炉燃气燃烧产生高温热烟气，首先以切向引入二级动态旋流煅烧炉主炉，并与进入主炉内物料混合、动态旋流，再入副炉，实现物料煅烧工艺处理。煅烧炉副炉排放煅烧载流气体，进入产品收集器并实现气固分离。分离气体引入一级煅烧炉，一级煅烧炉对物料进行一级煅烧，并实现气固分离。分离气体引入旋转闪蒸干燥系统，对物料进行干燥处理。干燥机引出出风口混料风进入两级干燥物料收集器进行气固分离。分离气体即系统尾气由系统高压引风机引出、乏气排空。

本发明一种利用工业副产石膏生产II型无水石膏的装置与方法，处理工业副产石膏主要为磷石膏和脱硫石膏，其中二水石膏品位应大于70％。根据处理工业副产石膏种类及物化特性，确定预处理方案及系统工艺参数。经上述工艺处理生产II型无水石膏，具有水化速度较快、强度高特性，其产品质量稳定，可满足应用要求。

本发明的有益效果：

1.本发明应用物料预处理，可有效去除工业副产石膏有害杂质。例如，通过洗涤脱水，可有效去除新鲜化学石膏中残余酸、可溶性磷、氟、钠、氯及其有害盐类，对设备腐蚀减低，大大提高了成品石膏的稳定性与强度。

2.本发明针对新鲜石膏采用压力脱水，常温风吹干，使其自由水降低至15％以下，相比蒸发干燥，大大节省能源，并结合设置多级强力高速旋转叶片和脉冲式分级器的旋转闪蒸干燥设备，实现充分打散物料和强化干燥效率，由于化学石膏自由水分低，大大改善了物料的流动性，打散烘干装置设计简化，流化状态得到改善，功耗直线下降。

3.本发明应用一级动态煅烧炉，完成物料预热和预分解，即二水石膏到半水石膏，半水石膏到III型无水石膏的相变。

4.本发明应用二级动态旋流煅烧炉，通过煅烧炉主、副炉结构和燃烧烟气切向切入方式，物料在炉内呈逆、顺流旋流运动状态，强化煅烧效率，有效完成III型无水石膏煅烧成为II型无水石膏。

5.现有普遍获得的II无水石膏水化能力弱，后期均需添加硫酸钾或硫酸钠等激发剂。并且因化学石膏来源复杂，添加效果难以保证，极大影响无水石膏的应用，且极易造成返霜现象(可溶性盐在表面析出)；结合本申请基于特定的激发剂微观机理分析，在原料中加入特定组分的晶格剂，经整体工艺处理制备的II型无水石膏水化实现自激发，完全无需后端添加，并且没有返霜现象。

6.结合特定的温度，粒度分布与石膏晶型控制完成整体生成工艺。

附图说明：

图1为本发明实施例1的利用工业副产石膏生产II型无水石膏装置结构示意图，其中：

1-工业副产石膏预处理系统，11-原料送料机，12-添加料送料机，13-搅拌混合器；2-旋转闪蒸干燥系统，21-旋转闪蒸干燥机，22-干燥机给料机，23-多级旋转叶片组，24-一级旋风式收集器，25-二级袋式收集器，26-中间料仓；3-两级动态煅烧系统，31-一级动态煅烧炉，32一级煅烧物料收集器，33煅烧炉送料机，34-二级动态旋流煅烧炉，35-产品收集器，36-陈化料仓，37-燃气燃烧炉；4-II型无水石膏冷却系统，41-冷却器，42-产品料仓，43-引风机；5-系统高压引风机。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

以下实施例中，中试生产设备，生产能力为200kg/h，II型无水石膏。

制备过程中的晶型检测由快速硫酸钙仪控制；

晶格剂中采用电石渣包括组分及质量百分含量为氢氧化钙60-75％，水10-35％，3-6％氧化硅，余量为碳酸钙及其他杂质；

粉煤灰包括组分及质量百分含量为氧化硅70-80％，氧化钙20-30％，氧化铝1-5％，氧化铁1-5％，余量为钠镁钾及其他杂质。

实施例1

本实施例，一种利用工业副产石膏生产II型无水石膏的装置，其结构示意图如图1所示，包括两级动态煅烧系统3、旋转闪蒸干燥系统2、工业副产石膏预处理系统1、II型无水石膏冷却系统4及系统高压引风机5和管路系统，工业副产石膏预处理系统1，旋转闪蒸干燥系统2，两级动态煅烧系统3与II型无水石膏冷却系统4依次通过管路连接，系统高压引风机5与旋转闪蒸干燥系统2连接，具体各系统间的部件连接关系为：

原料送料机11和添加料送料机12均与搅拌混合器13相连，搅拌混合器13通过干燥机给料机22与旋转闪蒸干燥机21相连，旋转闪蒸干燥机21内部设有多级旋转叶片组23，旋转闪蒸干燥机21出风口与一级旋风式收集器24进风口通过管路连接，一级旋风式收集器24出风口与二级袋式收集器25进风口通过管路连接，二级袋式收集器25出风口与系统高压引风机5通过管路连接，一级旋风式收集器24出料口与二级袋式收集器25出料口均通过管路与中间料仓26连接，中间料仓26出料口与一级动态煅烧炉31入料口通过管路连接，一级动态煅烧炉31出料口与一级煅烧物料收集器32入料口通过管路连接，一级动态煅烧炉31出风口与旋转闪蒸干燥机21进风口通过管路连接，一级煅烧物料收集器32出风口与一级动态煅烧炉31入料口通过管路连接，一级煅烧物料收集器32出料口通过煅烧炉送料机33与二级动态旋流煅烧炉34入料口连接，二级动态旋流煅烧炉34进风口与燃气燃烧炉37出风口连接，二级动态旋流煅烧炉34出料口与产品收集器35入料口通过管路连接，产品收集器35出风口与一级物料收集器入料口通过管路连接，产品收集器35出料口依次与陈化料仓36、冷却器41和产品料仓42连接，产品料仓42出风口与引风机43进风口连接，引风机43出风口通过管路与燃气燃烧炉37助燃空气进风口和二次风兑风口相连。

一种利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，包括如下步骤：

步骤1，物料预处理：

上述干燥，煅烧与冷却各工序中，物料均以稀相载流状态换热。

(1)原料为云南云天化的新鲜磷石膏，主要成分如下：CaSO₄·2H₂O 61％，SiO₂9％，P₂O_5(水)0.21％，F_(水)0.2，自由水28.3％；pH值为5，粒度为80-325目，经过洗涤，调浆至35％，2MPa压力下，常温风吹干，脱水至自由水含量9.3％，CaSO₄2H₂O 75.2％，SiO₂ 11.1％，P₂O_5(水)0.03％，F_(水)0.01；经洗涤以去除工业副产石膏中的可溶性氟、磷、钠、氯元素和有机物等；

洗涤脱水获得的污水返回磷酸或脱硫主工艺流程，回收其中磷等有用物质。

(2)向洗涤脱水后石膏中加入晶格剂，晶格剂其组成为电石渣与KAlSO₄各50％，总加入质量为脱水后石膏质量的2％，将脱水后石膏和晶格剂分别通过各自的送料机，送入搅拌混合机混合均匀，获得混合料；

步骤2，干燥处理：

(1)混合料送入旋转闪蒸干燥机内，进行打散干燥，旋转闪蒸干燥机出风口获得出风口混料风，其中，所述的打散干燥温度为200℃，时间为15s；

(2)出风口混料风依次经过一级旋风式收集器和二级袋式收集器，进行气固分离，获得分离气体和分离固体，分离气体为尾气，温度为110℃，排空；

步骤3，煅烧处理：

(1)所述的分离固体经中间仓收集，送入一级动态煅烧炉内进行一级煅烧，出口获得一级混料风，其中，所述的一级煅烧温度为400℃，保温时间为10min；

(2)所述的一级混料风经气固分离获得一级煅烧分离固体送入一级煅烧物料收集器内，实现气固分离后，分离固体物料送入二级动态煅烧炉内进行煅烧，出口获得二级混料风，其中，所述的二级煅烧温度为700℃，时间为16s；一级混料风经气固分离同时获得一级煅烧分离气体，该气体引入旋转闪蒸干燥机，辅助进行打散干燥操作；经一级煅烧物料收集器分离气体引入一级动态煅烧炉，用于将步骤3(1)中中间仓收集的分离固体送入一级动态煅烧炉；

(3)二级混料风经产品收集器进行气固分离，获得二级煅烧分离气体和二级煅烧分离固体，二级煅烧分离固体经陈化处理后，即获得II型无水石膏初产品，其中，所述的陈化温度为500℃，时间为60min；二级煅烧分离气体引入一级煅烧物料收集器，用于将步骤3(2)获得一级煅烧分离固体送入一级煅烧物料收集器内；

步骤4，冷却处理：

II型无水石膏初产品进入冷却器，采用强制风冷直接载流冷却降温至70℃后，进入产品料仓进行气固分离，获得分离固体和分离气体，其中，所述的分离固体即II型无水石膏产品，分离气体作为燃气燃烧机助燃风和二次兑风，风温440℃；获得的II型无水石膏产品经标准试块检测，初凝时间：86min，终凝时间：210min，抗折强度：9.5Mpa，抗压强度：31Mpa，有机物去除率达99％以上。

实施例1-2

同实施例1-1，区别在于原料为云南云天化存量脱硫石膏，主要成分相同，原料中还包括有H₂SO₄和H₃PO₄等废弃物，pH值为1.5，石膏不经洗涤，直接加入相同量晶格剂，同时另加入占存量石膏质量比为0.8％的中和剂-氧化钙；制得标准试块测试。初凝时间104分钟，终凝225分钟，抗压强度26MPa，抗折强度6MPa。

实施例2

同实施例1，区别在于：

第二步，添加晶格剂，其组成为电石渣与KAlSO₄各50％，占脱水后石膏质量的比例为2％。

第四步，标准试块测试。初凝时间79分钟，终凝197分钟，抗压强度34MPa，抗折强度9MPa，有机物去除率达到99％以上。

实施例3

同实施例1，区别在于，原料为云南云天化的新鲜磷石膏，主要成分如下：

CaSO₄·2H₂O 68.1％，SiO₂ 5.4％，P₂O_5(水)0.31％，F_(水)0.28，自由水24.3％；pH为5。

第一步，洗涤脱水后石膏包括组分及质量百分含量为：CaSO₄2H₂O 78.3％，SiO₂6.2％，P₂O_5(水)0.04％，F_(水)0.015，自由水11.1％；

第二步，添加晶格剂，其组成为粉煤灰与K₂SO₄各50％，晶格剂总质量占脱水后石膏质量的比例为2.5％。

第三步，打散干燥温度为250℃，时间为8s，旋转闪蒸干燥机出风口获得出风口混料风气固分离获得尾气温度为120℃；一级煅烧温度为450℃，保温时间为9min；二级煅烧温度为750℃，时间为8s；陈化温度为520℃，时间为45min；冷却降温至75℃，作为燃气燃烧机助燃风和二次兑风的分离气体风温460℃；

第四步，标准试块测试。初凝时间75分钟，终凝180分钟，抗压强度37MPa，抗折9.5MPa。

实施例4

同实施例3，区别在于，原料为云南大唐新鲜脱硫石膏，主要成分如下：

CaSO₄·2H₂O 81％，SiO₂1.05％，Al₂O₃ 0.6％，Cl 0.01％，F0.01％，自由水14.3％；pH为7。

第一步，洗涤脱水后石膏包括组分及质量百分含量为，CaSO₄2H₂O 85.1％，SiO₂1.5％，Cl 0.001％，F_(水)0.001，自由水9.1％；

第二步，添加晶格剂，KAlSO₄，晶格剂总质量占脱水后石膏质量的比例为3％。

第四步，标准试块测试，初凝时间69分钟，终凝178分钟，抗压强度41MPa，抗折10.2MPa。

实施例5-1

同实施例1，区别在于，原料为云南大唐新鲜脱硫石膏，主要成分如下：

CaSO₄·2H₂O 81％，SiO₂1.05％，Al₂O₃ 0.6％，Cl 0.01％，F0.01％，自由水14.3％；pH为8。

第一步，洗涤脱水后石膏包括组分及质量百分含量为：CaSO₄2H₂O 85.1％，SiO₂1.5％，Cl 0.001％，F_(水)0.001，自由水9.1％；

第二步，添加晶格剂，CaO与KAlSO₄各50％，晶格剂总质量占洗涤脱水后石膏的比例为1％。

第三步，打散干燥温度为300℃，时间为5s，旋转闪蒸干燥机出风口获得出风口混料风气固分离获得尾气温度为130℃；一级煅烧温度为500℃，保温时间为8min；二级煅烧温度为800℃，时间为5s；陈化温度为500-550℃，时间为30-60min；冷却降温至80℃，作为燃气燃烧机助燃风和二次兑风的分离气体风温460℃；

第四步，标准试块测试。初凝时间73分钟，终凝189分钟，抗压强度42MPa，抗折12MPa。

实施例5-2

同实施例5-1，区别在于原料为云南大唐存量脱硫石膏，主要成分相同，原料中还包括有氯等废弃物，pH值为7，石膏不经洗涤，直接加入相同量晶格剂制得标准试块测试。初凝时间92分钟，终凝204分钟，抗压强度35MPa，抗折强度7MPa。

对比例1-1

同实施例1-1，区别在于，原料为云南大唐新鲜脱硫石膏，主要成分如下：

CaSO₄·2H₂O 81％，SiO₂ 1.05％，Al₂O₃ 0.6％，Cl 0.01％，F 0.01％；自由水14.3％。

第一步，将上述石膏调浆至35％，压滤洗涤，吹风，CaSO₄·2H₂O 85.1％，SiO₂1.5％，Cl 0.001％，F_(水)0.001，自由水9.4％；

第二步，不添加晶格剂。

第四步，煅烧冷却完成后，添加洗涤脱水后石膏总质量4％的K₂SO₄作为激发剂，然后做标准试块测试。初凝时间90分钟，终凝200分钟，抗压强度25MPa，抗折6MPa。

对比例1-2，同实施例1-1，区别在于，煅烧工艺不同：

当煅烧时间为10s，获得产物为III型无水石膏；

当煅烧时间为18s时，获得产物为I型无水石膏。

对比例1-3，同实施例1-1，区别在于，晶格剂条件不同：

当不添加晶格剂时，获得的II型无水石膏产品抗折强度为4.2MPa，抗压强度21.5MPa。

当加入洗涤脱水后石膏总质量3％的硫酸钾作为激发剂后，初凝时间为90min，终凝时间为200min，获得的II型无水石膏产品抗折强度为6.8MPa，抗压强度25MPa。

对比例1-4，同实施例1-2，区别在于，不添加晶格剂和中和剂，获得的II型无水石膏产品抗折强度为2MPa，抗压强度15.5MPa。

Claims (10)

1.一种利用工业副产石膏生产自激发II型无水石膏的装置，其特征在于，包括工业副产石膏预处理系统、旋转闪蒸干燥系统、动态旋流煅烧系统和II型无水石膏冷却系统，所述的各系统由管路系统依次连接，还包括系统高压引风机，所述的系统高压引风机与旋转闪蒸干燥系统连接，其中：

所述的工业副产石膏预处理系统包括原料送料机、添加料送料机和搅拌混合机；

所述的旋转闪蒸干燥系统包括旋转闪蒸干燥机、干燥机给料机、两级干燥物料收集装置和中间料仓，其中，所述的两级干燥物料收集装置包括一级旋风式收集器和二级袋式收集器；

所述的动态旋流煅烧系统包括一级动态旋流煅烧炉、二级动态旋流煅烧炉、燃气燃烧炉、产品收集器和陈化料仓；

所述的II型无水石膏冷却系统包括冷却器、产品料仓和引风机。

2.根据权利要求1所述的利用工业副产石膏生产自激发II型无水石膏的装置，其特征在于：

所述的旋转闪蒸干燥系统与系统高压引风机连接，所述的旋转闪蒸干燥机内设置多级高速旋转叶片结构和脉冲式分级器；

所述的一级动态煅烧炉出风口还与旋转闪蒸干燥机进风口连接；

所进的二级动态旋流煅烧炉为主，副炉型结构，燃烧炉产生热烟气以切向入炉方式，以实现煅烧物料与热烟气呈逆、顺旋流运动状态、强化煅烧处理效率；

所述的II型无水石膏冷却系统的冷却器为管道式风冷装置。

3.一种利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，其特征在于，采用权利要求1所述的装置，所述的工业副产石膏为新鲜石膏或存量石膏，具体包括如下步骤：

步骤1，物料预处理：

(一)当为新鲜石膏时，步骤如下：

(1)新鲜石膏经过洗涤脱水至自由水含量≤15％；

(2)向洗涤脱水后石膏中加入晶格剂，所述的晶格剂加入质量为脱水后石膏质量的0.1-3％，将脱水后石膏和晶格剂分别通过各自的送料机，送入搅拌混合机混合均匀，获得混合料，进行步骤2，其中，所述的晶格剂为CaO、KAl(SO4)₂、K₂SO₄、赤泥、电石渣或粉煤灰中的一种或几种混合，混合比为任意比；

(一)当为存量石膏时，步骤如下：

向存量石膏中加入晶格剂与中和剂的混合物，所述的晶格剂加入质量为存量石膏质量的0.1-3％，所述的中和剂加入量为存量石膏质量的0.7-0.8％；将晶格剂与中和剂的混合物、存量石膏分别通过各自的送料机，送入搅拌混合机混合均匀，获得混合料，进行步骤2，其中，所述的晶格剂为CaO、KAl(SO4)₂、K₂SO₄、赤泥、电石渣或粉煤灰中的一种或几种混合，混合比为任意比；

步骤2，干燥处理：

(1)混合料送入旋转闪蒸干燥机内，进行打散干燥，旋转闪蒸干燥机出风口获得出风口混料风，其中，所述的打散干燥温度为200-300℃，时间为5-15s；

(2)出风口混料风依次经过一级旋风式收集器和二级袋式收集器，进行气固分离，获得分离气体和分离固体；

步骤3，煅烧处理：

(1)所述的分离固体经中间仓收集，送入一级动态煅烧炉内进行一级煅烧，出口获得一级混料风，其中，所述的一级煅烧温度为400-500℃，保温时间为8-10min；

(2)所述的一级混料风经气固分离获得一级煅烧分离固体送入一级煅烧物料收集器内，实现气固分离后，分离固体物料送入二级动态煅烧炉内进行煅烧，出口获得二级混料风，其中，所述的二级煅烧温度为700-800℃，时间为5-16s；

(3)二级混料风经产品收集器进行气固分离，获得二级煅烧分离气体和二级煅烧分离固体，二级煅烧分离固体经陈化处理后，即获得II型无水石膏初产品，其中，所述的陈化温度为500-550℃，时间为30-60min；

步骤4，冷却处理：

II型无水石膏初产品进入冷却器冷却降温至70-80℃后，进入产品料仓进行气固分离，获得分离固体和分离气体，其中，所述的分离固体即II型无水石膏产品。

4.根据权利要求3所述的利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，其特征在于，所述的步骤1中，工业副产石膏为化学石膏，主要包括脱硫石膏和磷石膏，所述的工业副产石膏包括组分及质量百分含量为CaSO₄·2H₂O 60-100％，SiO₂ 0-40％，余量其他。

5.根据权利要求3所述的利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，其特征在于，所述的步骤1(一)(1)中：

新鲜石膏粒度为80-325目，pH值为4-8；

脱水方式为压力脱水，具体的在1-2MPa压力下，常温风吹干，获得洗涤脱水后石膏。

6.根据权利要求3所述的利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，其特征在于，所述的步骤1(一)(2)中，存量石膏粒度为80-325目，pH值为1-2.5，所述的存量石膏中含有H₂SO₄和H₃PO₄残留物。

7.根据权利要求3所述的利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，其特征在于，所述的步骤3(2)中：

一级混料风经气固分离同时获得一级煅烧分离气体，该气体引入旋转闪蒸干燥机，辅助进行打散干燥操作；

经一级煅烧物料收集器分离气体引入一级动态煅烧炉，用于将步骤3(1)中中间仓收集的分离固体送入一级动态煅烧炉。

8.根据权利要求3所述的利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，其特征在于，所述的步骤3(3)中，所述的二级煅烧分离气体引入一级煅烧物料收集器，用于将步骤3(2)获得一级煅烧分离固体送入一级煅烧物料收集器内。

9.根据权利要求3所述的利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，其特征在于，所述的步骤4中，冷却采用强制风冷直接载流冷却方式，产品料仓所气固分离的换热空气，作为燃气燃烧机助燃风和二次兑风，风温为440-460℃。

10.根据权利要求3所述的利用工业副产石膏生产II型无水石膏工艺方法，其特征在于，所述的步骤4中，获得的II型无水石膏产品经检测，初凝时间为65-115min，终凝时间为175-215min，抗折强度为6-12MPa，抗压强度为26-45MPa，有机物去除率达到99％以上；其中：

当原料为新鲜石膏时，初凝时间为65-90min，终凝时间为175-200min，抗折强度为9-12MPa，抗压强度为30-45MPa；

当原料为存量石膏时，初凝时间为80-110min，终凝时间为195-220min，抗折强度为6-12MPa，抗压强度为30-45MPa。

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