TWI432393B - 石膏之加壓煅燒之方法及裝置 - Google Patents

Description

石膏之加壓煅燒之方法及裝置

本發明揭露使硫酸鈣二水合物(有時稱為石膏或土石膏(天然形式)、合成石膏(syngyp，合成衍生形式)、或由化學式CaSO₄ ．2H₂ O所示)煅燒成主要為α型硫酸鈣半水合物((α型))之經改良的技術及設備。

石膏及以硫酸鈣為基質之組成物和混合物可用於眾多產業中，包含建造業。硫酸鈣二水合物是一種可開採的天然礦物。硫酸鈣二水合物的其他來源包含由燃媒火力電廠之煙氣脫硫作用所產生之合成石膏(FGD石膏)及各種來源的回收石膏，例如回收之牆板及回收自澆鑄或鑄模之石膏。

為使石膏可用作建造材料，其可經煅燒或經加熱以使其部分去水合以成為α及β型之硫酸鈣半水合物。可由以下式子代表生石膏之去水合或煅燒成為硫酸鈣半水合物：

煅燒係硫酸鈣二水合物轉換成半水合物、可溶之無水物(soluble anhydrite)、和/或不可溶之無水物(insoluble anhydrite)的過程。可使用若干不同的技術來煅燒石膏。可例如藉由於高溫下急驟乾燥(flash drying)、在大鍋中烹煮、於熔爐或旋轉窯中加熱、使用蒸汽、或於含水懸浮體中烹煮來進行煅燒。這些不同的技術會得到具有大範圍組成及特性之硫酸鈣產品，但通常會形成兩種類型的半水合物：α半水合物型及β半水合物型。

在前述煅燒製程之反向過程中，該等半水合物係溶解於水中直至飽和為止，且該等可溶之半水合物係以放熱方式轉換回溶解度較低之二水合物，其係自該溶液析出，因此可進一步推得以下反應：

隨著所產生之二水合物量的增加，石膏會凝固。石膏凝固之後可接著測量釋出的熱，釋出的熱係由逐漸增加的漿料溫度表示。

已經實現改善煅燒半水合物之熱效率之方法，但通常必須依賴使用乾燥劑(aridizing agent)，例如潮解性鹽類CaCl₂ ，其作用為降低煅燒溫度。然而，使用CaCl₂ 作為添加劑，與連續製程相比，係更適用於批次製程中。再者，添加鹽類可能會對牆板品質例如塑性流動以及紙對石膏芯的接合有害。

α及β半水合物可藉由製造一具有細研磨粉末狀半水合物之可傾倒漿料所需之水量來分辨。α硫酸鈣半水合物，亦稱為α半水合物需要低於約50毫升水/100克熟石膏(plaster)，而β硫酸鈣半水合物，亦稱為β半水合物則需要實質上較多的水，通常係超過70毫升/100克熟石膏以上。此水量即為「水量需求」。從牆板生產的觀點來看，較高水量需求(有時稱為水/灰泥比(W/S))係較不具效率的，因為在板乾燥製程中需要較多的能量來移除過量水。大量的能量會使燃料成本增加。傳統的β半水合物較多孔且具有0.7至0.8之W/S比，而α半水合物則具有0.32至0.45之W/S比。

半水合物之α及β形式在結晶形狀和密度方面亦不相同。此外，B-base形式之α半水合物通常是以批次製程方式製得，而β半水合物則是以連續製程方式製得。儘管後者有優勢，但α半水合物因其較低水量需求而比β水合物更佳。然而，目前煅燒技術在生產硫酸鈣產品之α半水合物方面較不具效率。因此，傳統石膏牆板製造業者係使用β半水合物，其係在周遭壓力下藉由鍋煅燒或急驟煅燒而製造。

於牆板製造中使用α半水合物代表可顯著節省能量及降低製造成本。因為α半水合物之W/S比較低，故可降低用以乾燥板之燃料(通常為天然氣)且增加牆板生產線之速度，從而增加生產力。亦可減少與燃燒有關之汙染氣體的排放。

市售牆板製造業者在上述生產方面的考量，可藉由提供一透過在壓力下煅燒石膏以獲得α半水合物之連續製程的方法及裝置而解決。提供一經加壓之反應器，其含有一熱源，較佳為一熱交換器；以及一裝置，用以注入經加熱之氣體與空氣，以產生一流體化床。將開採之石膏或合成石膏以連續方式注入該反應器中，以於該反應器內進行煅燒。以此方式，可製得具有0.45至0.55之大概範圍的W/S比之煅燒α半水合物。於一較佳實施態樣中，提供一第二熱交換器，如一反應器具有內部經加熱的鑽裝置。於一連續製程中，一連續計量系統係用以將石膏進料至該反應器中並用以維持該反應器內之壓力。本發明方法之特徵亦在於移轉來自一熱源之經加熱之空氣以供該熱交換器，以亦提供該流體化床反應器使用之經加熱的氣體。

特定而言，係提供一種煅燒石膏之方法。將該石膏注入一經加壓之反應器中。亦將燃燒氣體與空氣注入該經加壓之反應器中，以產生一石膏之流體化床。於該反應器內充分地加熱該石膏，以形成一煅燒半水合物。

於另一實施態樣中，係提供一種連續煅燒石膏之裝置，包含至少一石膏進料斗，其具有一進料斗入口以及一進料斗出口；該進料斗出口係與一雙閥進料器連接；以及一經加壓之反應器，其係與該雙閥進料器連接。

於又一實施態樣中，係提供一種煅燒石膏之方法，包含以下步驟：將石膏連續注入一經加壓之反應器中；加熱該石膏以形成一具有較低水量需求之煅燒半水合物，該煅燒半水合物具有0.45至0.55之大致範圍的水/灰泥比。

應瞭解後附圖式並未依比例繪示。對於本領域具有通常知識者而言，非理解本發明所揭露之方法及裝置所必需的細節或使其他細節難以描繪的細節已被省略。當然，應瞭解此揭露不應限於本文所例述之特定實施態樣。

現請參照第一圖，一種煅燒石膏之系統大概如10所示。系統10之優點為其係一煅燒較低水量需求半水合物之連續製程，與傳統方法所用之批次製程相反。於本發明製程中，該較低水量需求較佳係藉由增加α半水合物晶體之生產而達到。應瞭解系統10內含有所繪示之裝置，且係應用於後述實施方法或製程中。於系統10中，透過一入口或進料口11而將石膏供應至一進料斗12中，進料斗12可為一經加壓之進料斗。入口11可包含本技術領域者所熟知之任何類型的輸送器或負載系統。該石膏通常係經研磨並以微粒形式供應。

所揭露之裝置及技術可減少對於使用乾燥劑(例如氯化鈣，CaCl₂ )的依賴。然而，可使用潮解性鹽類或水分吸收鹽類形式之乾燥劑。因此，可提供一乾燥劑入口13，其係通向一乾燥劑進料斗14。進料斗12、14之出口15、16可個別以各種方式結合，第1圖中所示僅為其中一種。如第1圖所示，出口15、16各含有各自之控制元件17、18，以控制材料流進入一連續計量裝置，例如鎖(lock)19，其較佳為一旋轉鎖。一空氣壓力管線20提供壓力至一L-進料器21，其在壓力下運送進料物至一經加壓之反應器27中。

一額外的控制閥22可設置於空氣壓力管線20內或設置於管線20與L-進料器21之間，或設置於L-進料器21與入口28之間。應注意第1圖僅系統10所需的部分而非全部之控制元件，如同本技術領域者所熟知的。

可使用一雙重連續計量裝置或雙重鎖垂直進料器(較佳請參照第2圖及以下敘述)來取代鎖19及L-進料器21，該雙重連續計量裝置或雙重鎖垂直進料器係依靠一石膏進料之較長垂直柱狀物來加壓該進料柱狀物，與依靠該經加壓之空氣供應器20相反。利用兩個旋轉閥或鎖，包含一接近反應器27之入口處的較低閥以及一設置於該柱狀物較高處且靠近石膏進料斗12之較高閥。此類型設置係本領域具有通常技術者所熟知的。

儘管窯型反應器容器係已知用以煅燒石膏者，然而本發明容器27之一優點為其係經過加壓。於該較佳實施態樣中，容器27係經設計以維持14.7磅/平方吋(絕對值)(pounds per square inch absolute，psia)(1大氣壓(表壓))至55.3磅/平方吋(絕對值)(3.8大氣壓)(表壓)。

較佳地，反應器容器27提供一在其上部29與底部31之間的石膏材料之流體化床。石膏之煅燒會在此流體化床中發生。於反應器容器27之底部31處，提供一用以接收一或多種流體之入口32，該等流體包含例如：(1)經加壓之空氣，其係由一空氣入口33所提供，入口33係通向一送氣器34，送氣器34包含與反應器入口32以流體連接之一出口35以及一控制閥36；(2)蒸汽，其係由一藉由一蒸汽控制閥38以及一蒸汽出口55而與入口32連接之蒸汽入口37所提供；以及(3)來自一燃燒器41之燃燒氣體，燃燒器41係使用經壓縮之空氣來燃燒接收自一燃料供應器42之燃料，該經壓縮之空氣係透過一空氣入口43以及一送氣器44而提供。燃料管線42及空氣管線43之控制元件係分別標示為45、46。所用燃料的種類並不重要，且其範圍可為天然氣或其他輕量碳氫化合物氣體(例如丙烷、丁烷等)至石油或煤，端視所處位置以及可取得性而定。為了控制反應器27內之濕度以及加熱之目的而添加蒸汽。經考慮認為，亦可將水注入或選擇性地將水注入反應器27中。

燃燒器41之一出口47可轉向至或分離成48、49所示之出口。出口49係直接朝向反應器底部入口32且可透過一額外的控制元件51而通行。代表該燃燒器出口之其他部分，出口48係直接朝向一用以加熱該流體化床之熱交換器52。提供一控制元件53以控制熱流，該熱流較佳為來自燃燒器41之熱燃燒氣體的形式。較佳地，熱交換器52係設置於經加壓之反應器容器27的中央部分54以及由來自底部入口管線32之向上的流所產生之該流體化床的中間處。因此，使用來自出口35之一或多種之經加壓的空氣、來自出口55之蒸汽以及來自管線56之燃燒氣體，可於反應器27內提供一經加壓之向上的流體流，其與來自入口21之石膏結合，進而於可於反應器27內產生一流體化床。儘管熱交換器52較佳係以其間接加熱該流體化床之方式來使用，經考慮認為，亦可使用其他熱源，包含如以下所討論之可直接或間接提高該流體化床之溫度至所欲範圍的類型。舉例言之，燃燒氣體和/或蒸汽能直接加熱該床。

57所示為一經穿孔、通常為平面之空氣分配器，其係用以協助一均勻向上之液體流穿過容器27以及協助該流體化床之產生與維持。於該較佳實施態樣中，空氣分配器57包含兩個經穿孔的板59、61，於其中夾有一視需要的纖維氈片62。空氣分配器57之細節與此揭露並無密切關係，因而未說明該些細節。本領域技術者應理解可使用各種用於煅燒反應器及流體化床反應器之空氣分配器。可參考例如美國專利第7,175,426號，該專利內容併於此以供參考。若使用一纖維氈片62，較佳之氈片為二氧化矽纖維氈片，因其能抵擋熱之能力而被選用。空氣分配器57可均勻地延伸橫越容器27如圖所示，或可包含複數個別的板，其中各個板皆包含一夾於經穿孔之板之間的氈片。

於該較佳實施態樣中，熱交換器52含有一垂直管63以及二或多個螺旋水平管64，位於穿過反應器容器27之向上流的通道中。熱交換器52之一出口係與一排氣管(stack)65連接。因此，經計量之石膏透過上部入口28進入反應器容器27中並向下落下直至與穿過空氣分配器57之向上的熱流體流接觸為止，如圖所示。透過熱交換器52之各種管63、64來提供熱量。如前所述，該熱量較佳係藉由燃燒器41之管線48來提供。燃燒器41之出口47處的溫度通常為約1482℃至約1760℃(約2700℉至約3200℉)。通過熱交換器排氣管65之熱交換器排出氣體的溫度為約232℃至約316℃(約450℉至約600℉)。

經考慮認為，反應器容器27內之溫度為約121℃至約177℃(約250℉至約350℉)，更佳為約138℃至約149℃(約280℉至約300℉)。蒸汽係目前較佳之水份來源，其可透過該蒸汽入口通道37、55來提供。然而，可透過一水入口66來添加水至反應器容器27中，當然，水入口66可包含一控制元件67。如同本領域技術者所熟知，水入口66應與一噴灑器(圖未示出)結合。容器27內之總壓力可為約14.7磅/平方吋(絕對值)至55.3磅/平方吋(絕對值)(約1.0大氣壓至約3.8大氣壓)(表壓)。

反應器容器27之上部29較佳係包含一塵埃收集器68，通常包含複數垂直排列之袋子69，其可抓住煅燒石膏塵埃之細微粒並使該些細微粒返回至反應器容器27之中間部分54。70所示為具有一控制閥71之一熔爐排出蒸汽或反應器出口，其可釋放來自該塵埃收集器68之經過濾的排出氣體。

煅燒石膏產品流穿過一產品出口72並進入一直立管73中。產品出口72較佳係位於熱交換器52之上及塵埃收集器68之下，以接收移除之該流體化床的上部邊緣。此外，出口72通常包含其本身擁有之控制元件(圖未示出)。為確保該產品係乾燥適宜，直立管73穿過一第二熱交換器74，其接收來自一第二蒸汽或加熱介質入口75之蒸汽或加熱介質，例如燃燒氣體、排出氣體、石油等。經考慮認為，第二熱交換器74可避免與該石膏產品一同流動之挾帶水汽凝結。76所示為一蒸汽或加熱介質出口，以及77所示為一控制元件。該經乾燥之煅燒半水合物產品流穿過一出口78及一連續計量裝置(例如一鎖80，與鎖19相似)而進入一螺旋輸送器79，其透過一管線81而運送該產品至一貯藏箱、容器、車箱(train car)、車斗(truck bed)或區域82中。83所示為該螺旋輸送器之馬達。顯然地，可使用其他類型之輸送器系統且對於讀完此揭露之本領域具有通常知識者而言是顯而易知的。較佳地，一額外的連續計量裝置84係置於該直立管73之一入口處，以維持密封於反應器27內之壓力。

現請參照第2圖及第3圖，90所示為本發明系統之一選擇性實施態樣。與系統10共有之元件係標示為相同之元件符號。系統90與系統10之間的一個差別在於使用一雙重鎖設置92、94來取代單鎖19及L-進料器21，以提供一來自進料斗12之連續的石膏流並維持一經加壓之流體化反應器(一般標示為96)內之壓力。於該較佳實施態樣中，較低鎖94係藉由重力而直接進料至反應器92中。

藉由送氣器34將經壓縮之空氣注入並通過控制閥36而進入反應器96之一經穿孔之殼體98，以於反應器96內流體化該石膏床。連續將經加熱之氣體、石油或蒸汽注入至少一個，較佳為兩個含有中空交叉螺旋鑽葉片106、108之中空鑽軸102、104的末端之一入口100中，葉片106、108及該等軸102、104為一可調速度、自我清潔之雙螺旋對向旋轉鑽110(最佳請參照第3圖)之一部分，其係設置於反應器96內以煅燒該石膏之流體化床。儘管較佳地，中空鑽軸102、104係以隔開、水平定向、彼此平行關係的方式設置，但經考慮認為，兩個中空鑽軸102、104可以彼此不同的方式設置於反應器96中。

在系統10的情況下，經加熱之流體例如空氣或石油係藉助於與一熱交換器112(例如鍋爐等)流體連接之軸102、104而提供至入口100，從而係由燃燒器41所供應的。熱流體因而係在各軸102、104以及所連結之鑽葉片106、108中循環，以加熱經加壓之反應器96內之石膏。於該較佳實施態樣中，該經加熱之流體最終會為從各軸102、104之一出口114穿過以再循環至燃燒器41。

一電源116，較佳為一變速馬達係與軸102、104中之至少一者，較佳為兩者操作性連接，以如該技術領域中已知的用以旋轉軸102、104，從而轉動鑽葉片106、108。由於鑽葉片106、108之螺旋形狀，反應器96內之石膏可從鄰近一反應器入口118之反應器96的一端移至鄰近一反應器出口120之另一端。於該較佳實施態樣中，鑽葉片106、108係彼此交叉的，以使當軸102、104旋轉時，各自葉片106、108上之殘留石膏可藉由鄰近葉片106、108之緊鄰旋轉作用而除去。從第3圖可看出，葉片106、108彼此幾乎係在其整個半徑上重疊。本發明反應器96之另一特徵在於，軸102、106之旋轉速度可配合實際應用而改變。不同的石膏顆粒尺寸和/或滯留時間需求可能需要不同的軸旋轉速度。因此，可調速度的雙螺旋對向旋轉鑽110將該石膏之煅燒流體化床從反應器入口118連續地輸送至反應器/產品出口120。

藉由煅燒所產生之蒸汽以及於入口37處注入蒸汽與該燃燒氣體和空氣來維持反應器96內之所欲蒸氣壓力及相對濕度，亦可用於增加反應器96內之該流體化床的溫度。蒸汽與該燃燒氣體之結合可幫助避免反應器96內之冷凝作用。儘管所示為一單牆之經穿孔之殼體98，反應器96亦可包含一雙牆蒸汽罩113，其係用以額外加熱該石膏之煅燒流體化床。反應器殼體98較佳係包含一冷凝物排出閥122，其可釋放於反應器96內增加之冷凝物。再者，提供一安全洩壓閥124以在超過預定程度時，可釋放反應器96內之壓力。若需要，可考慮於系統10中使用一類似之閥。

一類似於先前所討論之單元19、92及94之連續計量裝置126能幫助維持反應器壓力，並將該煅燒石膏從反應器96連續進料至第二熱交換器74中。於該較佳實施態樣中，第二熱交換器74係用以維持從反應器96離開之該煅燒石膏的溫度以及濕度。在離開第二交換器74之後，一第二連續計量裝置128能幫助維持第二熱交換器74內之壓力，並將該煅燒石膏連續進料至貯藏區域82中。再者，於系統10中，可考慮將複數計量裝置(126、128)與第二熱交換器74搭配使用。一旦離開第二熱交換器74之後，該煅燒石膏可轉移至一粉碎研磨機132中，其係同時加熱及研磨該煅燒半水合物。該經加熱之研磨機可藉由燃燒氣體而加熱。如該技術領域中已知，可考慮一球型或管型研磨機等。

現請參考第4圖至第7圖，第4圖之條狀圖表係顯示現有之煅燒製程的煅燒石膏產品之分析結果，以及實驗室設備對來自各種產地之石膏來源材料使用經加壓之煅燒的分析結果。於第4圖及第5圖中，Southard C-base及B-base值為傳統煅燒之結果，且需要相對較多之能量。理想地，該經加壓之煅燒應近似於煅燒B-base半水合物之值。Allegheny及Killen值為使用後述之Chemineer實驗室技術的經加壓之煅燒的結果。Aliquippa及Southard CKS值為於一熔爐中所產生之傳統β半水合物灰泥。該些結果顯示出不同類型之灰泥基於手持濃度測量(hand consistency measurements)之水量需求(100克灰泥所需之水量)變化為約36cc至75cc。該些結果指出與傳統熔爐煅燒之β半水合物相比，使用經加壓之煅燒的水量需求較低。

第5圖顯示無論哪一類型之灰泥或哪一類型之煅燒，結合水的百分比(%)變化為約5.8%至約7.2%。此範圍為產生標準半水合物所需的。第6圖指出煅燒時間會隨反應器溫度增加而減少。第7圖則示出反應器壓力會隨反應器溫度增加而增加。

現請參考表1，藉由一實驗室尺寸之Chemineer經加壓之蒸汽反應器(Chemineer,Inc.,Dayton,Ohio 45401)來進行使用煙氣脫硫作用(FGD)石膏及天然岩石之一系列批次煅燒。所記錄之煅燒條件包含溫度、壓力、濕度、煅燒時間、初始自由濕度、攪拌及研磨。可於煅燒中使用晶體改質劑及晶種。將所製得之灰泥的特性，例如顆粒尺寸、結合水之晶體結構、水量需求(手持濃度、坍塌尺寸)及凝固時間等，與USG Southard工廠所製得之B-base灰泥做比較。

現請參考第8a圖至第8f圖，該Chemineer單元之實驗室測試係以生石膏材料來進行，並添加水以維持一近似於FGD材料之自由濕度的7.5%至13%之自由或表面濕度程度。將作為晶體改質劑之琥珀酸溶解於水中，並在煅燒之前添加作為一晶種之C-base灰泥與生石膏。使用不鏽鋼鋼球及攪拌來研磨並維持顆粒的分離狀態。在煅燒之後，該灰泥係於周遭壓力下、在該Chemineer單元中乾燥。使所製得之灰泥通過一50網眼篩並進行結合水測試，並以掃描電子顯微鏡(SEM)對該晶體結構進行檢查。於適當煅燒條件下，天然及FGD合成石膏兩者皆可用於一非漿料製程中，以製造具有α半水合物晶體結構之低水量需求之灰泥。該等晶體煅燒之前及之後的特性係繪示於第8a圖至第8f圖中。第8a圖為B-base灰泥之晶體結構。第8b圖及第8c圖為進料材料之圖像，以及第8d圖至第8f圖為煅燒晶體之圖像，其反映出所欲之α半水合物晶體的塊狀結構。

一種煅燒石膏之例示方法包含將石膏注入一經加壓之反應器的上部；將經加熱之空氣、蒸汽、來自一燃燒器之燃燒氣體流的一部分注入該經加壓之反應器的下部，以於該反應器內產生一石膏之流體化床；一穿過該石膏之流體化床的熱交換器係使用來自該燃燒器的剩餘部分之燃燒氣體，以加熱該經加壓之反應器至約121℃至約149℃(約250℉至約300℉)的溫度；維持該經加壓之反應器內的蒸汽壓在1.01×10⁵ 帕(Pa)至3.85×10⁵ 帕(1.0大氣壓至3.8大氣壓)範圍內；以及維持該經加壓之反應器內的溫度在約121℃至約149℃(約250℉至約300℉)範圍內。

使用前述裝置以及技術，可得到一經改良之硫酸鈣產品，其具有高百分比之α型半水合物以及低百分比之β型半水合物。簡言之，使用所揭露之裝置以及使用所揭露之參數和方法，可得到一具有較低水量需求以及經改良特性之硫酸鈣產品。此外，可視需要使用乾燥劑，但並非必須。

再者，石膏進料物之平均顆粒尺寸並不重要，因為可改變流體化參數以符合顆粒尺寸的變化。總言之，可使用具有50微米至1毫米範圍內之平均顆粒尺寸的石膏進料物。端視所欲最後產品或應用而定，所得之半水合物產品隨後可進行研磨。

將來自燃燒器41之燃燒氣體與蒸汽結合使用，能確保入口流體流32係足夠熱以避免於反應器容器27內或接近空氣分配器57之任何冷凝作用。因此，將來自導管56之燃燒氣體、來自導管35之經加壓之空氣以及來自導管55之蒸汽結合並進入結合入口32之一優點係在於，使用蒸汽來增加濕度並不會於反應器27內產生冷凝作用之不利的影響。可於底部入口32處添加水，但因為有冷凝作用的風險從而較佳係添加蒸汽。

儘管僅有特定實施態樣已被提出，但熟悉本領域技術者顯然可經由上述說明來進行替代或修改。這些以及其他替代係等同於且在此揭露與後附專利申請範圍內。

10、90．．．系統

11、32、100．．．入口

12．．．進料斗

13．．．乾燥劑入口

14．．．乾燥劑進料斗

15、16、35、47、48、49、70、78、114．．．出口

17、18、45、46、53、67、77．．．控制元件

19、80、92、94．．．鎖

20．．．空氣壓力管線

21．．．L-進料器

22．．．額外的控制閥

27．．．經加壓之反應器

28．．．上部入口

29．．．上部

31．．．底部

33、43．．．空氣管線

34、44．．．送氣器

36、71．．．控制閥

37．．．蒸汽入口

38．．．蒸汽控制閥

41．．．燃燒器

42．．．燃料供應器

51．．．額外的控制元件

52、112．．．熱交換器

54．．．中央部分

55．．．蒸汽出口

56．．．管線、導管

57．．．空氣分配器

59、61．．．經穿孔的板

62．．．纖維氈片

63．．．垂直管

64．．．螺旋水平管

65．．．排氣管

66．．．水入口

68．．．塵埃收集器

69．．．袋子

72．．．產品出口

73．．．直立管

74．．．第二熱交換器

75．．．第二蒸汽或加熱介質入口

76．．．蒸汽或加熱介質出口

79．．．螺旋輸送器

81．．．管線

82．．．貯藏區域

83．．．馬達

84．．．額外的連續計量裝置

96．．．經加壓之流體化反應器

98．．．經穿孔之殼體

102、104．．．中空鑽軸

106、108．．．中空交叉螺旋葉片

110．．．雙螺旋對向旋轉鑽

113．．．雙牆蒸汽罩

116．．．電源

118．．．反應器入口

120．．．反應器出口

122．．．冷凝物排出閥

124．．．安全洩壓閥

126、128．．．連續計量裝置

132．．．粉碎研磨機

第1圖為概要性地例示實施本發明之煅燒石膏方法的第一實施態樣之裝置；

第2圖為概要性地例示實施本發明之煅燒石膏方法的另一實施態樣之裝置；

第3圖為第2圖所繪示之雙螺旋對向旋轉鑽的部分剖面俯視圖；

第4圖為比較不同灰泥之水量需求的條狀圖表；

第5圖為比較不同灰泥之結合水的條狀圖表；

第6圖為例示煅燒時間與反應器溫度間之關係的圖表；

第7圖為例示煅燒壓力與反應器溫度間之相關性的圖表；以及

第8a圖至第8f圖為本發明製程之前及之後的晶體結構之掃描電子顯微鏡圖像。

10．．．系統

11、32．．．入口

12．．．進料斗

13．．．乾燥劑入口

14．．．乾燥劑進料斗

15、16、35、47、48、49、70、78．．．出口

17、18、45、46、53、67、77．．．控制元件

19、80．．．鎖

20．．．空氣壓力管線

21．．．L-進料器

22．．．額外的控制閥

27．．．經加壓之反應器

28．．．上部入口

29．．．上部

31．．．底部

33、43．．．空氣管線

34、44．．．送氣器

36、71．．．控制閥

37．．．蒸汽入口

38．．．蒸汽控制閥

41．．．燃燒器

42．．．燃料供應器

51．．．額外的控制元件

52．．．熱交換器

54．．．中央部分

55．．．蒸汽出口

56．．．管線、導管

57．．．空氣分配器

59、61．．．經穿孔的板

62．．．纖維氈片

63．．．垂直管

64．．．螺旋水平管

65．．．排氣管

66．．．水入口

68．．．塵埃收集器

69．．．袋子

72．．．產品出口

73．．．直立管

74．．．第二熱交換器

75．．．第二蒸汽或加熱介質入口

76．．．蒸汽或加熱介質出口

79．．．螺旋輸送器

81．．．管線

82．．．貯藏區域

83．．．馬達

84．．．額外的連續計量裝置

Claims (7)

1. 一種煅燒石膏之方法，包含：將石膏注入一經加壓之反應器中；將燃燒氣體與空氣注入該經加壓之反應器中，以於該反應器內產生一石膏之流體化床；加熱該經加壓之反應器內之該石膏之流體化床，以充分地煅燒該石膏至形成一煅燒半水合物，於一燃燒器內燃燒燃料與空氣，以產生該燃燒氣體；轉移部分該燃燒氣體至該經加壓之反應器，以產生該流體化床；以及將剩餘部分之該燃燒氣體導入一熱交換器，其係用以加熱該流體化床。
2. 如請求項1所述之方法，其中該經乾燥之煅燒半水合物具有0.45至0.55之大致範圍的水對灰泥比。
3. 如請求項1所述之方法，進一步包含透過一連續計量裝置而將該石膏連續進料至該經加壓之反應器中。
4. 如請求項1所述之方法，進一步提供一空氣分配器以接收剩餘部分之該燃燒氣體。
5. 一種煅燒石膏之方法，包含：將石膏連續注入至一經加壓之反應器中；以及加熱該石膏以形成一具有較低水量需求之煅燒半水合物，該煅燒半水合物具有0.45至0.55之大致範圍的水對灰泥比；以及 透過一排出閥而將該經乾燥之煅燒半水合物從一第二熱交換器移至一經加熱之研磨機(mill)中，該研磨機係同時加熱及研磨該煅燒半水合物。
6. 如請求項5所述之方法，其中該經加壓之反應器係連續加熱及輸送從該反應器之一入口至一出口之產物。
7. 一種連續煅燒石膏之裝置，包含：至少一石膏進料斗，其具有一進料斗入口以及一進料斗出口；該進料斗出口係與一連續計量裝置連接；以及一經加壓之反應器，其係與該連續計量裝置連接，其中該經加壓之反應器包含一具有中空軸及中空葉片之可調速度的雙螺旋對向旋轉鑽，其係設置於該經加壓之反應器內以連續加熱及輸送一從該反應器之一入口至該反應器之一出口之石膏的流體化床。