CN112341020A - 基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石膏炒粉技术领域，提供了一种基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，包括第一石膏连续炒锅和第二气动炒粉机。通过设置与第一石膏连续炒锅串联的第二气动炒粉机，可对经过第一石膏连续炒锅炒制的熟石膏粉在相同或不同的恒定温度下辅助炒制，并在流态化可控状态下完成熟石膏粉的热陈化处理，保证了熟石膏粉在第二气动炒粉机内具有足够的热陈化停留时间，克服了现有技术中熟石膏粉在热坑中无法准确控制停留时间的问题，提高了最终产品的质量和稳定性。提供了一种基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，采用石膏炒粉设备生产建筑石膏粉，并采用双锅连炒和双温联控的方法，提高了最终产品的质量和稳定性。

Description

基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备及工艺

技术领域

本发明涉及石膏炒粉技术领域，尤其是一种基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备及工艺。

背景技术

石膏连续炒锅是一种连续不间断地炒制熟石膏粉的设备。生产时，二水石膏原料连续不断地输送至锅内，原料在锅内加热脱水后形成半水石膏并通过溢流管排走，在该过程中，控制进料与出料保持平衡，使锅内料位恒定不变，达到连续出料的目的。

采用石膏连续炒锅炒制熟石膏粉的过程中，二水石膏原料在锅内没有固定的行程，因此其在锅内只有平均停留时间，这就造成原料在锅内的停留时间各不相同，大部分原料的停留时间在1.5-2小时左右，少部分原料的停留时间在2小时以上，很少一部分原料的停留时间在几分钟。因此，通过石膏连续炒锅炒制的熟石膏粉，实际上并不是纯净的半水石膏，而是以半水石膏为主、伴有少量Ⅲ型无水石膏和少量欠烧二水石膏的多相石膏混合体。熟石膏粉中二水石膏的含量是影响其质量和稳定性的重要因素，因此，为了提高熟石膏粉的质量和稳定性，石膏连续炒锅配套使用热坑。

图1是传统的石膏连续炒锅配套使用热坑17的结构示意图。参见图1，二水石膏原料在传统的石膏连续炒锅中炒制成熟石膏粉，熟石膏粉排放至热坑中保温停留一段时间，二水石膏继续脱水、Ⅲ型无水石膏吸水，以达到热陈化的目的，进而提高熟石膏粉质量和使用性能稳定的目的。

但是在实际生产过程中几乎不可能真正按理想状态控制所有熟石膏粉在热坑中的停留时间，原因在于进入热坑中的熟石膏粉随着温度的降低很快就失去流动性而停留在热坑内，而刚出锅的熟石膏粉还具有一定的流动性，一段时间后，就容易在热坑17内随机出现沟流和漏斗形状下料，进而使刚出锅的熟石膏粉没有达到停留时间就从热坑中流出，这样就使得热坑仅成为输送这部分熟石膏粉的通道，而失去热陈化的作用。

传统石膏连续炒锅炒制的石膏粉属于“慢凝”产品。例如，以天然石膏为原料炒制的石膏粉的初凝时间为8-15min，终凝时间为15-25min；以工业副产石膏为原料炒制的石膏粉的初终凝时间更长。这对抹灰石膏砂浆、自流平石膏等需要“慢凝”使用性能要求的产品是优点；但对如大型纸面石膏板生产线所需“快凝”性能要求的产品就是不可接受的缺点；对中等凝结时间要求的如石膏条板生产也存在降低生产效率的问题。因此，传统石膏连续炒锅炒制的石膏粉的使用范围有限。

传统石膏连续炒锅从原理上可以直接炒制含湿工业副产石膏原料，这本是一个优点，可以大幅度简化副产石膏原料炒粉工艺流程和装备，节约投资和降低生产成本。但是由于传统的石膏连续炒锅采用的传热媒介是热烟气，而热烟气供热存在一个根本性问题，即热力强度不够，也就是说单位体积产能不够影响产品质量的问题。由于采用热烟气供热的传统石膏连续炒锅已经是近极限使用热烟气的温度和锅体的换热面积，因此，也就无法进一步提高热力强度实现含湿副产石膏原料直接炒制石膏粉。这就造成传统的石膏连续炒锅必须采用先烘干后炒制的“两步法”工艺炒制含湿工业副产石膏原料，并且石膏连续炒锅只有一个固定的恒定炒粉温度，一般只能炒制出一种凝结时间要求的石膏粉。

图1中示出了传统的石膏连续炒锅的结构示意图。参见图1，传统的石膏连续炒锅包括锅体10；所述锅体10包括圆筒形的锅壁101，以及安装在锅壁101底部的锅底102；所述锅底102的下方设置有热烟气混合室11，热烟气混合室11的一侧设置有与其内部连通的燃烧室12；热烟气混合室11和燃烧室12均由耐火材料的砌体砌筑而形成；所述锅壁101的周围设置有用耐火材料砌筑而形成的、且与热烟气混合室11连通的烟气通道13；锅体10内设置有横穿锅壁101、且与烟气通道13连通的火管14；锅体10内设置有用于对锅体10内物料进行搅拌的搅拌装置15；锅体10内还设置有使物料自动溢出的溢流管16。

传统的石膏连续炒锅生产建筑石膏粉的过程为：启动搅拌装置15，先将锅体10和炉体预热，即煤、重油或天然气等燃料在燃烧室12内燃烧，燃烧后的热烟气由锅底102沿锅外壁的烟气通道13及锅内火管14，沿左右对称双螺旋上升，往复循环穿过多层火管14后由引风机引出；锅体10和炉体预热完成后，开始向锅内徐徐喂料，控制喂料速度，热烟气通过传导传热，将热量传递至物料中使物料脱水，同时物料在搅拌装置15和水蒸气的作用下呈流态化状态，脱水后的物料变成熟石膏粉、并从溢流管16自动溢流出去。

热烟气间接加热、机械搅拌、以及“长时间低恒温脱水”是传统石膏连续炒锅最突出的特征，但是，传统的石膏连续炒锅还存在如下缺点：

1、传统石膏连续炒锅的锅底102采用异形整体耐热钢铸造而成，锅底102上用于与钢结构锅壁101焊接的部位需要精加工后，再与钢结构锅壁101沉插焊接。这就造成锅底102是不可分割的机加工制造整体，带来的问题不仅仅是制造要求高，而且针对现在需要的大型石膏炒锅，还存在制造难度大，以及受到除海运以外的常规运输瓶颈限制。

例如，年20万吨生产规模所需要的石膏炒锅，锅底102的直径超过φ5m，这种尺寸的锅底102不仅制造要求高、制造难度大，而且即使制造完成，也存在锅底102的尺寸超过除海运以外的常规运输的极限而无法运输至施工现场的问题。因此，传统的石膏连续炒锅存在制造及运输的技术瓶颈，进而造成其无法提高单机生产规模。

2、传统的石膏连续炒锅，由于热烟气在锅底102处的温度高达800℃，几乎接近常规耐热铸钢的使用极限温度，并且第一层火管接触热烟气的温度也达到600℃左右。因此，如果热烟气的温度控制不当，则很容易烧损和破坏石膏炒锅的锅体10，尤其是锅底102，这样不仅对自动控制提出了更高的要求，在实际生产过程中也存在较大的安全隐患。

3、传统的石膏连续炒锅采用热烟气作为传热媒介，热烟气的工作温度一般不能高于800℃，热烟气的排放温度在280℃左右，排烟热损失约35％，而热烟气经过处理后排放至大气中，这就造成极大的热损失。为了控制热烟气在锅底102的温度不超过800℃，热烟气混合室11内需要通入过量风，一般过量风系数取值为2-2.5，而这部分过量风带走热损失约5％-8％。并且燃料燃烧的有效热效率较低，例如，燃气、燃油有效热效率约为53％-61％；燃煤有效热效率约为43％-48％。

因此，传统的石膏连续炒锅，由于较大的排烟热损失以及较大的过量风系数，造成其热利用率较低；再加上燃料燃烧效率和保温热损失，造成传统石膏连续炒锅的总热效利用率很低。

需要说明的是，传统技术的35％左右的排烟热量，对工业副产石膏可以采用“两步法”工艺，即先烘干后炒制的工艺以二次利用，代价是增加了工艺设备系统投资、增加了电力消耗和烟气环保处理成本。而对于天然石膏则无法利用这部分排烟热量。并且传统技术中的5％-8％的过量风热损失，无论天然石膏还是副产石膏炒粉都无法避免。

4、传统的石膏连续炒锅有复杂的筑炉系统，这就造成传统的石膏连续炒锅存在起锅预热时间长，并且容易热膨胀而出现烟道损坏窜烟，造成热烟气的排放温度升高，进一步降低了热利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备及工艺，达到提高建筑石膏粉质量的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，包括第一石膏连续炒锅；还包括第二气动炒粉机；

所述第二气动炒粉机包括设备壳体，安装在设备壳体内的气体分布板；所述气体分布板将设备壳体的内腔分隔为位于气体分布板上方的物料腔和位于气体分布板下方的气体腔；

所述设备壳体上设置有与气体腔连通的进气口；所述物料腔内设置有第三加热管；所述设备壳体上设置有与物料腔连通、且位于第三加热管上方的进料口和出料口；所述进料口与第一石膏连续炒锅的溢流管的出口连通。

进一步的，所述第一石膏连续炒锅包括锅体，设置在锅体内的搅拌装置，进口设置在锅体内、出口设置在锅体外的溢流管；

所述锅体包括圆筒形的锅壁和设置在锅壁底部的锅底；所述锅底的下表面安装有对锅底进行加热的第一加热装置；所述第一加热装置内具有输送导热油或蒸汽的第一加热通道；所述锅体内从上向下设置有多层第二加热装置；所述第二加热装置包括至少一组第二加热管束。

进一步的，所述锅底上设置有至少一个紧急排料口。

进一步的，所述设备壳体上进料口的高度低于所述第一石膏连续炒锅上的溢流管出口的高度。

基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，采用石膏炒粉设备生产建筑石膏粉，包括以下步骤：

将二水石膏原料输送至第一石膏连续炒锅中、并在T1温度下炒制，以得到熟石膏粉；熟石膏粉再输送至第二气动炒粉机中、并在T2温度下进行炒制，以得到最终的建筑石膏粉；其中，熟石膏粉在第二气动炒粉机内气流的作用下处于流态化状态。

进一步的，其中，T1＝T2＝161℃。

进一步的，其中，T1＝163℃；T2＝120℃；第一石膏连续炒锅的容积是第二气动炒粉机的容积的三倍。

进一步的，其中，T1＝123℃；T2＝158℃。

本发明的有益效果是：

1、本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，通过设置与第一石膏连续炒锅串联的第二气动炒粉机，可对经过第一石膏连续炒锅炒制的熟石膏粉在相同或不同的温度下辅助炒制，并在流态化可控状态下完成熟石膏粉的热陈化处理，保证了熟石膏粉在第二气动炒粉机内具有足够的热陈化停留时间，克服了现有技术中熟石膏粉在热坑中无法准确控制停留时间的问题，提高了最终产品的质量和稳定性。

2、本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，通过设置与第一石膏连续炒锅串联的第二气动炒粉机，并通过对第一石膏连续炒锅的结构进行改进，进而可以采用导热油或蒸汽作为传热媒介对第一石膏连续炒锅与第二气动炒粉机进行供热，通过调节供热量实现第一石膏连续炒锅与第二气动炒粉机内不同的炒制温度，进而就可生产出慢凝、快凝、中等凝结时间的建筑石膏粉，满足不同石膏产品的使用性能要求，扩大了本发明实施例的石膏炒粉设备生产的建筑石膏粉的使用范围。

3、本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，通过设置与第一石膏连续炒锅串联的第二气动炒粉机，并通过对第一石膏连续炒锅的结构进行改进，进而可以采用导热油或蒸汽作为传热媒介对第一石膏连续炒锅与第二气动炒粉机进行供热，这样就可提高第一石膏连续炒锅与第二气动炒粉机的热力强度，实现含湿副产石膏原料采用一步法工艺炒制石膏粉，相对于副产石膏原料采用先烘干后炒制的两步法工艺，热耗降低8％以上，电耗降低30％以上，投资降低30％以上。

4、本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，通过对第一石膏连续炒锅的结构进行改进，可采用导热油或蒸汽作为传热媒介。相对于采用热烟气作为传热媒介的传统石膏连续炒锅，本发明实施例中的采用导热油或蒸汽作为传热媒介的第一石膏连续炒锅还兼具单机规模不受制造和运输瓶颈限制，彻底取消了复杂的筑炉系统，以及热效率高和无热烧损的优点。

5、本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，采用本发明实施例的石膏炒粉设备生产建筑石膏粉，基于双锅连炒和双温联控的方法，使经过第一石膏连续炒锅炒制的熟石膏粉进入第二气动炒粉机中在相同或不同的温度下辅助炒制，并在流态化可控状态下完成熟石膏粉的热陈化处理，不仅保留了现有技术中热坑热陈化的优点，而且克服了现有技术中熟石膏粉在热坑中无法准确控制停留时间的问题，提高了最终产品的质量和稳定性。

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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是传统的石膏连续炒锅配套使用热坑的结构示意图；

图2是本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备的结构示意图；

图3是本发明实施例中的第二气动炒粉机的结构示意图；

图4是本发明实施例中的第一石膏连续炒锅的结构示意图。

图中附图标记为：10-锅体，11-热烟气混合室，12-燃烧室，13-烟气通道，14-火管，15-搅拌装置，16-溢流管，17-热坑，101-锅壁，102-锅底；2-第一石膏连续炒锅，20-锅体，21-搅拌装置，22-溢流管，23-第一加热装置，25-第二加热装置，27-紧急排料口，201-锅壁，202-锅底，203-锅盖；4-第二气动炒粉机，41-设备壳体，42-气体分布板，43-物料腔，44-气体腔，45-进气口，46-第三加热管，47-进料口，48-出料口。

具体实施方式

为了使本领域的人员更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

实施例一：

图2是本发明实施例提供的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备的结构示意图。

参见图2，本发明实施例提供的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，包括第一石膏连续炒锅2；还包括第二气动炒粉机4；

所述第二气动炒粉机4包括设备壳体41，安装在设备壳体41内的气体分布板42；所述气体分布板42将设备壳体41的内腔分隔为位于气体分布板42上方的物料腔43和位于气体分布板42下方的气体腔44；

所述设备壳体41上设置有与气体腔44连通的进气口45；所述物料腔43内设置有第三加热管46；所述设备壳体41上设置有与物料腔43连通、且位于第三加热管46上方的进料口47和出料口48；所述进料口47与第一石膏连续炒锅2的溢流管22的出口连通。

本发明实施例提供的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备包括第一石膏连续炒锅2和第二气动炒粉机4。

所述第一石膏连续炒锅2用于将二水石膏原料加热脱水以得到熟石膏粉。所述第一石膏连续炒锅2可以是使用热烟气作为传热媒介的传统石膏连续炒锅。

图3是本发明实施例提供的第二气动炒粉机4的结构示意图。

参见图3，所述第二气动炒粉机4包括设备壳体41、气体分布板42和第三加热管46。

所述设备壳体41内安装有气体分布板42，该气体分布板42将设备壳体41的内腔分为位于气体分布板42上方的物料腔43和位于气体分布板42下方的气体腔44。所述气体分布板42为具有若干个通风孔的板状结构，其目的是在停止工作时支撑固体粉料不致漏粉，在工作时使气体腔44内的气流均匀地进入到物料腔43中、以使物料腔43内的固体粉料处于流态化状态。

所述设备壳体41上设置有与气体腔44连通的进气口45，用于向气体腔44内通入空气。所述设备壳体41上设置有与物料腔43连通的进料口47，该进料口47与第一石膏连续炒锅2上的溢流管22的出口连通，以便将第一石膏连续炒锅2制备的熟石膏粉连续输送至第二气动炒粉机4的物料腔43中。

优选的，所述设备壳体41上的进料口47的高度低于所述第一石膏连续炒锅2上的溢流管22出口的高度。这样就可很方便地使熟石膏粉进入到设备壳体41的物料腔43中，避免在第一石膏连续炒锅2上的溢流管22出口与设备壳体41上的进料口47之间设置用于输送熟石膏粉的动力设备，以节约制造成本。

所述设备壳体41上设置有与物料腔43连通的出料口48，用于出料。所述物料腔43内设置有对其内部的熟石膏粉进行加热的第三加热管46，第三加热管46的内腔形成用于输送导热油或蒸汽的第三加热通道，导热油或蒸汽在第三加热通道内流动的过程中，将其热量通过第三加热管46的管壁传递给物料腔43中的熟石膏粉。

下面结合图3对本发明实施例中的第二气动炒粉机4的辅助炒粉过程进行说明：首先，将加热至设定温度的蒸汽或导热油的持续输送至第三加热管46中，并从设备壳体41的进气口45向气体腔44中持续鼓入空气，空气经过气体分布板42的均匀分布后进入到物料腔43内；然后，第一石膏连续炒锅2制备的熟石膏粉从设备壳体41上的进料口47以恒定速度输送至物料腔43中，熟石膏粉在气流的作用下处于流态化状态，淹没在熟石膏粉中的第三加热管46向熟石膏粉传递热量，进而使熟石膏粉中的二水石膏继续脱水，辅助炒制完成后的石膏粉从出料口47排走。

本发明实施例提供的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，采用本实施例中的石膏炒粉设备生产建筑石膏粉，包括以下步骤：将二水石膏原料输送至第一石膏连续炒锅2中、并在T1温度下炒制，以得到熟石膏粉；熟石膏粉再输送至第二气动炒粉机4中、并在T2温度下进行炒制，以得到最终的建筑石膏粉；其中，熟石膏粉在第二气动炒粉机4内气流的作用下处于流态化状态。

所述二水石膏原料可以是天然石膏，也可以是工业副产石膏。所述第一石膏连续炒锅2中的炒制温度T1和第二气动炒粉机4中的炒制温度T2可以相同，也可以不同。

对比例a：

以80％-85％二水石膏含量的磷副产石膏为原料，原料烘干后输送至使用热烟气作为传热媒介的传统石膏连续炒锅中、并在161℃的温度下进行炒制，得到熟石膏粉；熟石膏粉输送至热坑中进行热陈化处理，得到最终的建筑石膏粉，最终产品的指标为：

标稠用水量：0.65；

标稠强度：2.7-3.0MPa；

初凝时间：7-12min；

终凝时间：14-25min；

30天密封放置后的稳定性：标稠用水量、标稠强度和初终凝时间变化为11％-16％。

实施例a：

以80％-85％二水石膏含量的磷副产石膏为原料，所述第一石膏连续炒锅2为使用热烟气作为传热媒介的传统石膏连续炒锅。原料烘干后输送至第一石膏连续炒锅2中、并在161℃的温度下进行炒制，得到熟石膏粉；熟石膏粉输送至第二气动炒粉机4中、并在161℃的温度下进行炒制，得到最终的建筑石膏粉，最终产品的指标为：

标稠用水量：0.65；

标稠强度：3.5-4.2MPa；

初凝时间：6-11min；

终凝时间：12-20min；

30天密封放置后的稳定性：标稠用水量、标稠强度和初终凝时间变化为3％-7％。

由上可知，采用本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺生产的建筑石膏粉，具有更高的标稠强度和更好的稳定性。

因此，本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备及工艺，通过设置与第一石膏连续炒锅2串联的第二气动炒粉机4，可对经过第一石膏连续炒锅2炒制的熟石膏粉在相同或不同的恒定温度下辅助炒制，并在流态化可控状态下完成熟石膏粉的热陈化处理，保证了熟石膏粉在第二气动炒粉机4内具有足够的热陈化停留时间，克服了现有技术中熟石膏粉在热坑中无法准确控制停留时间的问题，提高了最终产品的质量和稳定性。

实施例二：

图4是本发明实施例提供的第一石膏连续炒锅2的结构示意图。

参见图4，本发明实施例提供的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，所述第一石膏连续炒锅2包括锅体20，设置在锅体20内的搅拌装置21，进口设置在锅体20内、出口设置在锅体20外的溢流管22；

所述锅体20包括圆筒形的锅壁201和设置在锅壁201底部的锅底202；所述锅底202的下表面安装有对锅底202进行加热的第一加热装置23；所述第一加热装置23内具有输送导热油或蒸汽的第一加热通道；所述锅体20内从上向下设置有多层第二加热装置25；所述第二加热装置25包括至少一组第二加热管束。

本发明实施例提供的第一石膏连续炒锅2，包括锅体20、搅拌装置21、溢流管22、第一加热装置23和第二加热装置25。

所述锅体20包括圆筒形的锅壁201和安装在锅壁201底部的锅底202，这样就使得锅体20为顶部开口结构。所述锅壁201与锅底202之间可以采用焊接的方式连接在一起，也可以采用法兰螺栓连接等其他可拆卸方式相连接。所述锅壁201为由板材制造而成的圆筒形结构，该板材可以为碳钢板或不锈钢板。所述锅底202为由板材制造而成的圆形平板状结构，该板材可以为碳钢板或不锈钢板。根据锅体20的尺寸，所述锅壁201和锅底202均可以在现场由钢板拼焊而成。

当然，所述锅体20还可以包括安装在锅壁201顶部的锅盖203。所述锅盖203上至少设置有物料进口、排湿口等。所述锅盖203与锅壁201之间可以采用焊接的方式连接在一起，也可以采用法兰螺栓连接等其他可拆卸方式相连接。通过设置锅盖203，首先可以将搅拌装置21的支撑位置设置在锅盖203上，进而通过锅盖203对搅拌装置21进行支撑，其次可以对锅壁201的顶部开口进行封闭，防止由于锅体20内的料位至锅壁201顶部的距离较小而使锅体20内的物料从锅壁201顶部流至锅体20外部。

所述搅拌装置21用于对锅体20内的物料进行搅拌，从而使物料均匀受热。所述搅拌装置21包括立轴、搅拌叶和电机；所述立轴竖向设置、且转动安装在锅体20内的中心位置处；所述立轴上安装有至少两组用于对物料进行搅拌的搅拌叶；所述电机与立轴传动连接，以驱动立轴绕自身轴线转动。

例如，所述锅盖203上安装有支撑座，所述立轴竖向设置在锅体20内、且立轴的上端与支撑座转动连接；所述电机与立轴的上端传动连接，以驱动立轴绕自身轴线转动；所述立轴上从上向下安装有四组搅拌叶。所述搅拌叶为桨式搅拌叶，每组搅拌叶在水平面的投影大致呈一字形，相邻的两组搅拌叶在水平面的投影相互垂直。最底部的一组搅拌叶与锅底202之间具有一定的安装间隙，在石膏粉的生产过程中，为了保证对该安装间隙内的物料进行搅拌，最底部的一组搅拌叶上加挂有粗刚链，通过搅拌叶带动粗刚链运动，进而对该安装间隙内的物料进行搅拌，这样无论锅底和锅内，物料都得到了搅拌，从而使物料均匀受热。

所述溢流管22的进口设置在锅体20内、出口设置在锅体20外。参见图4，所述溢流管22的进口端向下延伸至靠近最下层搅拌叶的位置。所述溢流管22位于锅体20内的部分紧贴锅壁201设置，以使搅拌叶具有较大的搅拌范围。生产时，将物料连续投入锅体20内，根据溢流原理，当锅体20内物料的料位达到溢流管22出口的高度时，物料就会通过溢流管22自动溢流出去，此时，进料与出料保持平衡，使料位恒定不变，达到连续生产的目的。

所述第一加热装置23用于对锅底202进行加热，进而通过锅底202对锅体20内的物料进行加热。所述第一加热装置23安装在锅底202的下表面，且第一加热装置23的内部具有用于输送导热油或蒸汽的第一加热通道。石膏生产时，将加热至设定温度的导热油或蒸汽持续输送至第一加热通道内，导热油或蒸汽将热量通过第一加热装置23传递至锅底202，锅底202的温度升高，进而通过锅底202对锅体20内的物料进行加热。

例如，所述第一加热装置23可以包括焊接在锅底202下表面的第一加热管，所述第一加热管的内腔形成用于输送导热油或蒸汽的第一加热通道。所述第一加热装置23还可以包括焊接在锅底202下表面的第一半管，所述第一半管的内表面与锅底相应位置处的下表面之间围成的空间形成用于输送导热油或蒸汽的第一加热通道。所述第一加热装置23还可以包括焊接在锅底202下表面的夹套，所述夹套与锅底202之间围成的空间形成所述第一加热通道；所述夹套上设置有与第一加热通道连通的传热媒介进口和传热媒介出口。

所述第二加热装置25用于对锅体20内的物料进行加热。所述第二加热装置25从上向下设置有多层，其中多层指的是至少两层。所述第二加热装置的数量应根据锅体20的高度、相邻第二加热装置之间的距离而设置，在此不做具体的限定。例如，所述搅拌装置21包括从上向下安装在立轴上的四组搅拌叶，所述第二加热装置25设置有三层，相邻的两组搅拌叶之间设置有一层第二加热装置25。所述第二加热装置25包括至少一组第二加热管束，所述第二加热管束的内腔形成用于输送导热油或蒸汽的第二加热通道。石膏生产时，将加热至设定温度的导热油或蒸汽输送至第二加热管束的内腔中，导热油或蒸汽将热量传递至第二加热管束的管壁，通过第二加热管束的管壁对锅体20内的物料进行加热。

例如，参见图4，所述第二加热装置25包括左右相对设置的两组第二加热管束，并且在这两组第二加热管束之间具有供搅拌叶穿过的通道，在设备检修时，搅拌叶可从该通道中取出。优选的，所述溢流管22设置在上述通道中。每组第二加热管束包括至少一根第二加热管，第二加热管的内腔形成用于输送导热油或蒸汽的第二加热通道；每根第二加热管的长度及布置方式需综合加热面积、以及锅体20内的布置空间而设置。所述第二加热管为金属管，例如碳钢管、不锈钢管等。

本发明实施例的第一石膏连续炒锅2生产熟石膏粉的过程为：

启动搅拌装置21，将加热至设定温度的导热油或蒸汽持续输送至第一加热装置23和第二加热装置25内，先对锅体20进行预热；预热完成后，开始向锅体20内连续喂料，锅体20内的物料不仅受到搅拌装置21的搅拌，还受到物料脱水所产生的水蒸气以及热循环气体的搅动，而呈现流态化状态，由于锅体20内的物料保持恒定温度，进入锅体20内的生料颗粒立即吸收热量而迅速脱水，变成熟石膏，熟石膏通过溢流管22自动溢流出去，控制进料与出料保持平衡，使料位保持不变，进而实现建筑石膏粉的连续生产。

当采用导热油作为传热媒介时，工厂需要具备与之配套的导热油锅炉，导热油锅炉产生的是温度一般在200～260℃的导热油。当采用蒸汽作为传热媒介时，工厂需要具备与之配套的蒸汽锅炉，蒸汽锅炉产生的是压力一般为1～2MPa的饱和蒸汽或过热蒸汽。

本发明实施例提供的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，采用本实施例中的石膏炒粉设备生产建筑石膏粉，包括以下步骤：将二水石膏原料输送至第一石膏连续炒锅2中、并在T1温度下炒制，以得到熟石膏粉；熟石膏粉再输送至第二气动炒粉机4中、并在T2温度下进行炒制，以得到最终的建筑石膏粉；其中，熟石膏粉在第二气动炒粉机4内气流的作用下处于流态化状态。

所述二水石膏原料可以是天然石膏，也可以是含湿工业副产石膏。所述第一石膏连续炒锅2中的炒制温度T1和第二气动炒粉机4中的炒制温度T2可以相同，也可以不同。

实施例b：

以80％-85％二水石膏含量的磷副产石膏为原料，所述第一石膏连续炒锅2为使用导热油或蒸汽作为传热媒介的石膏连续炒锅。含湿原料直接输送至第一石膏连续炒锅2中、并在161℃的温度下进行炒制，得到熟石膏粉；熟石膏粉输送至第二气动炒粉机4中、并在161℃的温度下进行炒制，得到最终的建筑石膏粉，最终产品的指标为：

标稠用水量：0.66；

标稠强度：3.2-4.0MPa；

初凝时间：8-14min；

终凝时间：15-20min；

30天密封放置后的稳定性：标稠用水量、标稠强度和初终凝时间变化小于5％。

由实施例b可知，采用本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺生产的建筑石膏粉，具有更高的标稠强度和更好的稳定性。

实施例c：

以80％-85％二水石膏含量的磷副产石膏为原料，所述第一石膏连续炒锅2为使用导热油或蒸汽作为传热媒介的石膏连续炒锅。含湿原料输送至第一石膏连续炒锅2中、并在123℃的温度下进行炒制，得到熟石膏粉；熟石膏粉输送至第二气动炒粉机4中、并在158℃的温度下进行炒制，得到最终的建筑石膏粉，产品的指标为：

标稠用水量：0.69；

标稠强度：3.2-4.0MPa；

初凝时间：4-5min；

终凝时间：7-9min；

由实施例c可知，采用本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺生产的建筑石膏粉，可满足如大型纸面石膏板产品所需要的快凝性能要求。在实际生产过程中，还带来了大幅度降低第一石膏连续炒锅2敏感性的优点，即第一石膏连续炒锅2的搅拌装置的运行更平稳可靠，突发事件需要紧急排料的时间延长，提高了炒锅安全运行的可靠性。原因在于，第一石膏连续炒锅2在实施例c中不是主炒制设备，其主要脱水炒制在第二气动炒粉机4中完成。第一石膏连续炒锅2在保证锅内流化状态下主要起烘干原料和小部分炒制脱结晶水的作用，动力负荷小，锅内物料流化状态维持时间长。

实施例d：

以80％-85％二水石膏含量的磷副产石膏为原料，所述第一石膏连续炒锅2为使用导热油或蒸汽作为传热媒介的石膏连续炒锅。所述第一石膏连续炒锅2的容积是第二气动炒粉机4的容积的三倍。第一石膏连续炒锅2的容积指的是第一石膏连续炒锅2内腔的体积，第二气动炒粉机4的容积指的是第二气动炒粉机4的物料腔43的体积。含湿原料输送至第一石膏连续炒锅2中、并在163℃的温度下进行炒制，得到熟石膏粉；熟石膏粉输送至第二气动炒粉机4中、并在120℃的温度下进行炒制，得到最终的建筑石膏粉，产品的指标为：

标稠用水量：0.59；

标稠强度：3.9-4.4MPa；

初凝时间：12-15min；

终凝时间：20-27min；

30天密封放置后的稳定性：标稠用水量、标稠强度和初终凝时间变化小于5％。

由实施例d可知，采用本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺生产的建筑石膏粉，可实现含湿副产石膏原料采用一步法工艺炒制石膏粉，相对于副产石膏原料采用先烘干后炒制的两步法工艺，不仅提高了产品的质量和稳定性，而且热耗降低8％以上，电耗降低30％以上，投资降低30％以上。

因此，本发明实施例提供的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，通过设置与第一石膏连续炒锅2串联的第二气动炒粉机4，并通过对第一石膏连续炒锅2的结构进行改进，进而可以采用导热油或蒸汽作为传热媒介对第一石膏连续炒锅2与第二气动炒粉机4进行供热，通过调节供热量实现第一石膏连续炒锅2与第二气动炒粉机4内不同的炒制温度，进而就可生产出慢凝、快凝、中等凝结时间的建筑石膏粉，满足不同石膏产品的使用性能要求，扩大了本发明实施例的石膏炒粉设备生产的建筑石膏粉的使用范围。

本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，通过设置与第一石膏连续炒锅2串联的第二气动炒粉机4，并通过对第一石膏连续炒锅2的结构进行改进，进而可以采用导热油或蒸汽作为传热媒介对第一石膏连续炒锅2与第二气动炒粉机4进行供热，这样就可提高第一石膏连续炒锅2与第二气动炒粉机4的热力强度，实现副产石膏原料采用一步法工艺炒制石膏粉，相对于副产石膏原料采用先烘干后炒制的两步法工艺，热耗降低8％以上，电耗降低30％以上，投资降低30％以上。

本发明实施例的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，通过对第一石膏连续炒锅2的结构进行改进，可采用导热油或蒸汽作为传热媒介。相对于采用热烟气作为传热媒介的传统石膏连续炒锅，本发明实施例中的采用导热油或蒸汽作为传热媒介的第一石膏连续炒锅2，由于导热油或蒸汽的工作温度不超过300℃，远低于热烟气的工作温度，这样不仅克服了现有技术中热烟气容易烧坏锅底202的问题，而且降低了锅底202对材料的要求，使得锅底202可以采用钢板拼焊而成；进而克服了现有技术中锅底202必须采用异形整体耐热钢铸造而成的缺陷，不仅降低了制造要求和制造难度，而且锅底202可以在现场拼接制造，克服了现有技术中由于锅底202尺寸超过常规运输极限而无法运输至施工现场的问题，使本发明实施例的第一石膏连续炒锅2的单机生产规模的提高不受制造和运输瓶颈的限制，

本发明实施例中的第一石膏连续炒锅2，彻底取消了复杂的筑炉系统，并且起锅快，不需要过长的预热时间，由于传热媒介温度低于300℃，锅体20没有任何热烧损的风险，提高了炒锅的安全性，并且节能效果明显。以副产石膏生产建筑石膏粉为例，与现有技术中最节能的“两步法”工艺相比，吨粉生产热消耗降低10％左右，电耗降低35％左右；以天然石膏生产建筑石膏粉为例，与现有技术相比，吨粉生产热消耗降低40％左右，电耗基本相同。

实施例三：

图4为本发明实施例中的第一石膏连续炒锅2的结构示意图。

参见图4，本发明实施例中的第一石膏连续炒锅2，所述锅体20的锅底202上设置有至少一个紧急排料口27。例如，所述锅底202上左右对称设置有两个紧急排料口27。

本发明实施例中的第一石膏连续炒锅2，通过在锅底202设置紧急排料口27，在正常生产过程中，每个紧急排料口27均通过紧急排料门进行封闭；在正常停机或突然停电等特殊情况下，打开紧急排料门，就可在较短时间内将锅体20内的物料从紧急排料口27排走。

本发明实施例克服了传统石膏连续炒锅无法将紧急排料口27设置在锅底202的技术缺陷，通过将紧急排料口27设置在锅底202上，不仅提高了排料速度，而且减少了物料在锅体20内的残留量。与现有技术相比，本发明通过将紧急排料口27设置在锅底202上，在紧急排料时，可以将石膏粉内含有的硬质异物一起排走，这是传统炒锅不具备的功能，对无法保证不含硬质异物的长期堆存工业副产石膏原料采用“一步法”工艺提供了实际生产的可能性。

所述紧急排料口27的数量需综合排料速度、锅底202的强度、第一加热装置23的布置空间而设定。紧急排料口27的数量越多，紧急排料时的排料速度就越快，但是锅底202的强度就越小，第一加热装置23的布置空间就越小。当紧急排料口27的数量较多时，可以通过增加锅底202的厚度，或在锅底202的下表面焊接加强筋的方式以提高锅底202的强度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，包括第一石膏连续炒锅(2)；其特征在于，还包括第二气动炒粉机(4)；

所述第二气动炒粉机(4)包括设备壳体(41)，安装在设备壳体(41)内的气体分布板(42)；所述气体分布板(42)将设备壳体(41)的内腔分隔为位于气体分布板(42)上方的物料腔(43)和位于气体分布板(42)下方的气体腔(44)；

所述设备壳体(41)上设置有与气体腔(44)连通的进气口(45)；所述物料腔(43)内设置有第三加热管(46)；所述设备壳体(41)上设置有与物料腔(43)连通、且位于第三加热管(46)上方的进料口(47)和出料口(48)；所述进料口(47)与第一石膏连续炒锅(2)的溢流管(22)的出口连通。

2.根据权利要求1所述的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，其特征在于，所述第一石膏连续炒锅(2)包括锅体(20)，设置在锅体(20)内的搅拌装置(21)，进口设置在锅体(20)内、出口设置在锅体(20)外的溢流管(22)；

所述锅体(20)包括圆筒形的锅壁(201)和设置在锅壁(201)底部的锅底(202)；所述锅底(202)的下表面安装有对锅底(202)进行加热的第一加热装置(23)；所述第一加热装置(23)内具有输送导热油或蒸汽的第一加热通道；所述锅体(20)内从上向下设置有多层第二加热装置(25)；所述第二加热装置(25)包括至少一组第二加热管束。

3.根据权利要求2所述的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，其特征在于，所述锅底(202)上设置有至少一个紧急排料口(27)。

4.根据权利要求1、2或3所述的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉设备，其特征在于，所述设备壳体(41)上进料口(47)的高度低于所述第一石膏连续炒锅(2)上的溢流管(22)出口的高度。

5.基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，其特征在于，采用如权利要求1所述的石膏炒粉设备生产建筑石膏粉，包括以下步骤：

将二水石膏原料输送至第一石膏连续炒锅(2)中、并在T1温度下炒制，以得到熟石膏粉；熟石膏粉再输送至第二气动炒粉机(4)中、并在T2温度下进行炒制，以得到最终的建筑石膏粉；其中，熟石膏粉在第二气动炒粉机(4)内气流的作用下处于流态化状态。

6.根据权利要求5所述的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，其特征在于，其中，T1＝T2＝161℃。

7.基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，其特征在于，采用如权利要求2所述的石膏炒粉设备生产建筑石膏粉，包括以下步骤：

将二水石膏原料输送至第一石膏连续炒锅(2)中、并在T1温度下炒制，以得到熟石膏粉；熟石膏粉再输送至第二气动炒粉机(4)中、并在T2温度下进行炒制，以得到最终的建筑石膏粉；其中，熟石膏粉在第二气动炒粉机(4)内气流的作用下处于流态化状态。

8.根据权利要求7所述的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，其特征在于，其中，T1＝T2＝161℃。

9.根据权利要求7所述的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，其特征在于，其中，T1＝163℃；T2＝120℃；第一石膏连续炒锅(2)的容积是第二气动炒粉机(4)的容积的三倍。

10.根据权利要求7所述的基于双锅连炒和双温联控的石膏炒粉工艺，其特征在于，其中，T1＝123℃；T2＝158℃。

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