CN112897914A - 工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统 - Google Patents

工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统 Download PDF

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    • C04B40/0263Hardening promoted by a rise in temperature

Abstract

工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,包括:原料系统,用于提供工业副产石膏并将其输送至处理生产线;干燥煅烧系统,包括具有对热量进行二次利用的三轴预烘干机和多箱式煅烧炉;供热系统,用于为多箱式煅烧炉及三轴预烘干机提供热源,并将多箱式煅烧炉内的余热输送至三轴预烘干机;改性系统,包括改性磨和多仓均化库;净化系统,用于回收干燥、煅烧过程中的粉尘及湿气;节能输送系统,包括预热进料输送机构、冷却出料输送机构;余热利用系统,包括对三轴预烘干机的余热进行利用的砌块养护窑;本发明的节能处理系统可使原料受热均匀,煅烧制得的建筑石膏产品相结构单一,质量稳定,同时对热量利用充分、余热利用效率高,节约成本。

Description

工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统
技术领域
本发明涉及工业副产石膏的利用领域,特别涉及工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统。
背景技术
工业副产石膏是指工业生产中由化学反应生成的以硫酸钙(主要为无水和二水硫酸钙)为主要成分的工业副产品。如在磷素化学肥料和复合肥料、各类添加剂的生产过程中产生的磷石膏,大型燃煤设施采用石灰湿法脱硫产生的脱硫石膏,发酵法制柠檬酸的过程中产生的柠檬酸石膏,用硫酸分解萤石制备氟化氢的过程中产生的氟石膏,以及其他各化工生产中产生的盐石膏等。工业副产石膏大量堆存,既占用土地,又浪费资源,其主要成分为二水石膏,具有纯度高、成分稳定、粒度小、有害杂质少等特点,是一种很好的建材资源,经一定温度煅烧或蒸煮后,生成半水石膏(CaSO4·0.5H2O),具有质量轻、防火性能好、装饰性能好、隔音保温性能好、再加工再制作性能好等特点,可广泛用于石膏胶凝材料、建筑石膏制品、工业用模具和艺术模型等。
工业副产石膏在制备成石膏质胶凝材料的整个工艺技术过程中的关键工艺——干燥煅烧工艺的好坏将直接影响到石膏产品的质量和成本。就工业副产石膏的物性方面说,有效成分二水石膏的含量较高,其分子中含有2个结晶水,同时表面上附着一些游离水,干燥去掉游离水的过程叫做烘干,脱去结晶水的过程叫做煅烧。目前现有的工艺及处理设备,对于烘干及煅烧过程是分开的,一方面效率低,另一方面对于热量的利用也是各自独立的,在转运过程会造成热量的散失及环境污染,同时不能实现热量的循环利用。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供的是一种工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,可使原料受热均匀,煅烧制得的石膏质胶凝材料产品相结构单一,质量稳定,同时对热量利用充分、余热利用效率高,节约成本。
本发明所采用的技术方案是:工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,包括:
原料系统,用于提供工业副产石膏并将其输送至处理生产线;
干燥煅烧系统,包括具有对热量进行二次利用的三轴预烘干机和多箱式煅烧炉,所述三轴预烘干机用于烘干所述工业副产石膏,所述多箱式煅烧炉用于对烘干后的工业副产石膏进行煅烧;
供热系统,用于为所述多箱式煅烧炉及三轴预烘干机提供热源,并将所述多箱式煅烧炉内的余热输送至所述三轴预烘干机;
改性系统,包括改性磨和多仓均化库,所述改性磨用于粉磨从多箱式煅烧炉出来的建筑石膏,所述多仓均化库用于提高建筑石膏的成分均匀性;
净化系统,用于回收干燥、煅烧过程中的粉尘及湿气,包括与所述干燥煅烧系统连接的旋风分离器和带式除尘器;
节能输送系统,包括将原料系统输出的工业副产石膏输送至三轴预烘干机的预热进料输送机构,以及将多箱式煅烧炉内的煅烧产品半水石膏输送至改性系统的冷却出料输送机构;
余热利用系统,包括对所述三轴预烘干机的余热进行利用的砌块养护窑。
进一步的,所述原料系统包括原料仓、上料斗、计量输送机、震动分选筛、缓冲料斗,所述缓冲料斗设置在所述三轴预烘干机上方,所述震动分选筛设置在所述原料仓内。
进一步的,所述三轴预烘干机包括保温传热壳体,所述保温传热壳体内设有三根空心导热轴,在所述空心导热轴上沿轴线方向交错安装有与所述空心导热轴连通的多个空心桨叶,所述保温传热壳体、空心导热轴与供热系统连接。
进一步的,所述多箱式煅烧炉内设有煅烧腔和气流腔,所述煅烧腔为保温传热腔体,并由导热空心隔板分隔成连通的四个煅烧室,每个煅烧室内均布设有夹片式换热器;所述煅烧腔及夹片式换热器进口端与供热系统连接,出口端与所述三轴预烘干机连通。
进一步的,所述冷却出料输送机构的输送腔底部设有多个风口,并通过风机将自然风输送至输送腔内进行降温。
进一步的,所述预热进料输送机构的加热腔内设有与所述三轴预烘干机的排气管连通的第一蒸汽通道。
进一步的,所述砌块养护窑的窑壁内设有与所述三轴预烘干机的排气管连通的第二蒸汽通道。
本发明的有益效果:
本发明的节能处理系统将余热利用贯穿于整个生产工艺中,首先是供热系统分别为多箱式煅烧炉和三轴预烘干机提供热源,然后由多箱式煅烧炉排出的高热空气经过净化后引入三轴预烘干机中,辅助供热系统同时对工业副产石膏进行烘干,实现第一次余热利用;其次是由三轴预烘干机排出的高热蒸汽进一步引入预热进料输送机构,经温度调节后,对由原料系统输出的工业副产石膏进行预热,实现第二次余热利用;同时,由三轴预烘干机排出的高热蒸汽还引入了砌块养护窑,实现了第三次余热利用;本发明的节能处理系统做到了在实现工业副产石膏的资源化利用的同时节约能源,大大提高了燃料的利用率,且避免了热空气直接排出对环境的不利影响;
本发明的干燥煅烧系统采用了三轴预烘干机,相较于现有烘干机,本发明的烘干机外壳具有保温及传热功能,即可保护内部结构,减少热量流失,又可使物料与内层壁接触时进行充分的热交换,提高换热效率和干燥效率;其次,烘干机内还设有三组导热轴及桨叶,相较于现有的两轴烘干机,三轴的设计在保持同等进料量的情况下,桨叶与物料的接触面积相对增加,可以提高换热效率;
本发明的干燥煅烧系统采用了多箱式煅烧炉,相较于现有的煅烧炉,本发明的炉体和三轴预烘干机一样也采用了保温及传热腔体设计,最大程度地避免热量外散,减少热损失;其次,煅烧腔内由交错设置的导热空心隔板分为四个连通的煅烧室,原料在底部气流腔的活化风作用下呈流化态状态,通过通贯和溢流的方式,在各个煅烧室内呈S形行走路线,在煅烧室内完成工业副产石膏的煅烧,该设置使原料受热均匀,产品相结构单一,质量稳定;另外,其炉内的夹片式换热器有区别于现有煅烧炉的换热管,当原料被气流腔的压缩空气吹起呈流化态与若干个导热片间接换热接触时,同等体积下夹片式换热器的接触面积较现有的换热管接触面积大,可以极大地提高原料的煅烧效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,并不构成对本发明的不当限定。
图1是工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统的整体示意图;
图2是三轴预烘干机的结构示意图;
图3是多箱式煅烧炉的结构示意图;
附图标记:1、三轴预烘干机,2、多箱式煅烧炉,3、保温传热壳体,4、空心导热轴,5、空心桨叶,6、煅烧腔,601、导热空心隔板,602、煅烧室,603、夹片式换热器,7、气流腔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明的附图、实施例对技术方案进行清楚、完整地描述。下面结合具体实施例详细描述本发明的方案:
作为本发明的实施例,如附图所示,工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,做到了在实现工业副产石膏的资源化利用的同时节约能源,大大提高了燃料的利用率,且避免了热空气直接排出对环境的不利影响,该节能处理系统包括:
原料系统,用于提供工业副产石膏并将其输送至处理生产线,所述原料系统包括原料仓、上料斗、计量输送机、震动分选筛、缓冲料斗,所述缓冲料斗设置在所述三轴预烘干机1上方,所述震动分选筛设置在所述原料仓内;
干燥煅烧系统,包括具有对热量进行二次利用的三轴预烘干机1和多箱式煅烧炉2,所述三轴预烘干机1用于烘干所述工业副产石膏,所述多箱式煅烧炉2用于对烘干后的工业副产石膏进行煅烧;
供热系统,用于为所述多箱式煅烧炉2及三轴预烘干机1提供热源,并将所述多箱式煅烧炉2内的余热输送至所述三轴预烘干机1;
改性系统,包括改性磨和多仓均化库,所述改性磨用于粉磨从多箱式煅烧炉2出来的建筑石膏,所述多仓均化库用于提高建筑石膏的成分均匀性;
净化系统,用于回收干燥、煅烧过程中的粉尘及湿气,包括与所述干燥煅烧系统连接的旋风分离器和带式除尘器;
节能输送系统,包括将原料系统输出的工业副产石膏输送至三轴预烘干机1的预热进料输送机构,以及将多箱式煅烧炉2内的煅烧产品半水石膏输送至改性系统的冷却出料输送机构;
余热利用系统,包括对所述三轴预烘干机1的余热进行利用的砌块养护窑。
作为本发明实施例的补充,所述三轴预烘干机1包括保温传热壳体3,即可保护内部结构,减少热量流失,又可使物料与内层壁接触时进行充分的热交换,提高换热效率和干燥效率;
所述保温传热壳体3内设有三根空心导热轴4,在所述空心导热轴4上沿轴线方向交错安装有与所述空心导热轴4连通的多个空心桨叶5,所述保温传热壳体3、空心导热轴4与供热系统连接;相较于现有的两轴烘干机,本发明三轴的设计在保持同等进料量的情况下,不仅对物料的搅拌程度更大、更均匀,而且多出的一组桨叶也使其与物料的接触面积相对增加,可以提高换热效率。
作为本发明实施例的补充,所述多箱式煅烧炉2内设有煅烧腔6和气流腔7,所述煅烧腔6为保温传热腔体,与三轴预烘干机的保温传热壳体作用一样;
所述煅烧腔6的顶部和底部交错设置有导热空心隔板601,所述导热空心隔板601与所述煅烧腔6连通,煅烧腔6内通入高温蒸汽后,导热空心隔板601中也流通高温蒸汽,原料与导热空心隔板601及煅烧腔6的内壁进行直接接触换热;
所述导热空心隔板601将所述煅烧腔6分隔成连通的四个煅烧室602,原料在底部气流腔7的活化风作用下呈流化态状态,通过通贯和溢流的方式,在各个煅烧室602内呈S形行走路线,在煅烧室602内完成工业副产石膏的煅烧,该设置使原料受热均匀,产品相结构单一,质量稳定;
每个煅烧室602内均布设有夹片式换热器603,该夹片式换热器603有区别于现有煅烧炉的换热管,是由若干个串联的导热片组成的,导热片上下分别设有进气管和排气管,进气管连接供热系统,当原料被气流腔7的活化风作用下呈流化态与夹片式换热器603间接换热接触时,同等体积下夹片式换热器603的接触面积较现有的换热管接触面积大,可以提高物料的煅烧效率;
所述煅烧腔6及夹片式换热器603进口端与供热系统连接,出口端与所述三轴预烘干机1连通;
本发明的多箱式煅烧炉2整体做到了提高燃料的利用率、节约能源,供热系统提供高热蒸汽,分为两路,沿着图中①输入多箱式煅烧炉和三轴预烘干机中,原料在多箱式煅烧炉中经过煅烧换热后,废气沿着图中②排出,先至旋风分离器、再经过带式除尘器,得到较为洁净的高热蒸汽,再输入至三轴预烘干机中进行余热利用,避免了废气直接排出对环境产生不利影响。
作为本发明实施例的补充,所述冷却出料输送机构的输送腔底部设有多个风口,并通过风机将自然风输送至输送腔内进行降温。
作为本发明实施例的补充,三轴预烘干机1中排出的废气沿着图中③依次经过旋风分离器、带式除尘器进行固气分离,再分别输入预热进料输送机构及砌块养护窑中进行余热利用;一方面引入预热进料输送机构,经温度调节后,对由原料系统输出的工业副产石膏进行预热,其通过以下结构实现:所述预热进料输送机构的加热腔内设有与所述三轴预烘干机1的排气管连通的第一蒸汽通道;另一方面引入了砌块养护窑,为窑体提供适宜的养护温度,其通过以下结构实现:所述砌块养护窑的窑壁内设有与所述三轴预烘干机1的排气管连通的第二蒸汽通道。
除此之外,以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,其特征在于,包括:
原料系统,用于提供工业副产石膏并将其输送至处理生产线;
干燥煅烧系统,包括具有对热量进行二次利用的三轴预烘干机(1)和多箱式煅烧炉(2),所述三轴预烘干机(1)用于烘干所述工业副产石膏,所述多箱式煅烧炉(2)用于对烘干后的工业副产石膏进行煅烧;
供热系统,用于为所述多箱式煅烧炉(2)及三轴预烘干机(1)提供热源,并将所述多箱式煅烧炉(2)内的余热输送至所述三轴预烘干机(1);
改性系统,包括改性磨和多仓均化库,所述改性磨用于粉磨从多箱式煅烧炉(2)出来的建筑石膏,所述多仓均化库用于提高建筑石膏的成分均匀性;
净化系统,用于回收干燥、煅烧过程中的粉尘及湿气,包括与所述干燥煅烧系统连接的旋风分离器和带式除尘器;
节能输送系统,包括将原料系统输出的工业副产石膏输送至三轴预烘干机(1)的预热进料输送机构,以及将多箱式煅烧炉(2)内的煅烧产品半水石膏输送至改性系统的冷却出料输送机构;
余热利用系统,包括对所述三轴预烘干机(1)的余热进行利用的砌块养护窑。
2.根据权利要求1所述的工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,其特征在于,所述原料系统包括原料仓、上料斗、计量输送机、震动分选筛、缓冲料斗,所述缓冲料斗设置在所述三轴预烘干机(1)上方,所述震动分选筛设置在所述原料仓内。
3.根据权利要求1所述的工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,其特征在于,所述三轴预烘干机(1)包括保温传热壳体(3),所述保温传热壳体(3)内设有三根空心导热轴(4),在所述空心导热轴(4)上沿轴线方向交错安装有与所述空心导热轴(4)连通的多个空心桨叶(5),所述保温传热壳体(3)、空心导热轴(4)与供热系统连接。
4.根据权利要求1所述的工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,其特征在于,所述多箱式煅烧炉(2)内设有煅烧腔(6)和气流腔(7),所述煅烧腔(6)为保温传热腔体,并由导热空心隔板(601)分隔成连通的四个煅烧室(602),每个煅烧室(602)内均布设有夹片式换热器(603);所述煅烧腔(6)及夹片式换热器(603)进口端与供热系统连接,出口端与所述三轴预烘干机(1)连通。
5.根据权利要求1所述的工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,其特征在于,所述冷却出料输送机构的输送腔底部设有多个风口,并通过风机将自然风输送至输送腔内进行降温。
6.根据权利要求1所述的工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,其特征在于,所述预热进料输送机构的加热腔内设有与所述三轴预烘干机的排气管连通的第一蒸汽通道。
7.根据权利要求1所述的工业副产石膏制备石膏质胶凝材料的节能处理系统,其特征在于,所述砌块养护窑的窑壁内设有与所述三轴预烘干机的排气管连通的第二蒸汽通道。
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