WO2021068499A1 - 一种无水石膏制备系统 - Google Patents
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Abstract
一种无水石膏制备系统，包括第一热风炉(1)、烘干破碎机(2)、选粉机(3)、收尘器(4)、风机(5)、烟囱(6)、预热脱水模块(7)、第二热风炉(8)、冷却装置(9)、第一风阀(10)、第二风阀(11)、第一冷风阀(12)、烟气净化装置(13)、第三风阀(14)和第二冷风阀(15)；第一热风炉(1)、烘干破碎机(2)、选粉机(3)、收尘器(4)、风机(5)和烟囱(6)在气路上依次相连；烘干破碎机(2)、选粉机(3)、收尘器(4)、预热脱水模块(7)和冷却装置(9)在料路上依次相连；采用悬浮煅烧装置来实现逐级换热，从而将磷石膏中的水分彻底除去，以制得高质量的Ⅱ型无水石膏，且具备温控功能，能在断料或其他异常工况时防止热风烧坏设备，消除了安全隐患。
Description
本发明涉及一种无水石膏制备系统。
磷石膏是在制备磷酸时产生的一种工业副产物，磷石膏中的主要矿物成分为石膏，以二水硫酸钙为主，其次是石英和选矿剂残渣；磷石膏随意堆放会破坏土壤的酸碱性，水溶性的磷和氟随雨水流入江河也会严重污染水体质量，因此必须进行处理后才能堆放；由于磷石膏含有水份含量较高，也含有一定的杂质，尽管主要成分与天然石膏相同，但还不能直接像天然石膏一样进行处理。
磷石膏可以通过除杂、烘干外水、分解结晶水等工艺技术制成二水石膏干粉、半水石膏和无水石膏，以用于建筑材料领域；根据工艺条件不同，制备的产品与晶型也不一样，用高压或者蒸煮的方式将二水石膏加热到135℃至200℃可制得α型半水石膏，α型半水石膏强度较高，但工艺复杂，控制条件较为严格，生产方式为间断式生产，难以大型工业化生产；若采用煅烧方式，加热到160℃至200℃可制得β型半水石膏，β型半水石膏具有保温、轻质、凝固快、收缩小等优点，但半水石膏的强度及耐水性能欠佳；若采用煅烧方式，并将煅烧温度控制在360℃～1180℃、常压条件下石膏能转化为Ⅱ型无水石膏，Ⅱ型无水石膏具有良好的耐水性及强度，其强度比α型半水石膏还高。
将磷石膏通过煅烧脱水的方式制备成Ⅱ型无水石膏是目前磷石膏资源化利用的一种较好的方式，现有的无水石膏制备系统大都采用集中煅烧的方式来处理磷石膏，磷石膏中的水分无法充分彻底的除去，制得产物质量较低；而且缺少温控功能，导致煅烧产生的热风很容易在断料或其他异常工况时，烧坏设备，存在安全隐患，有待于进一步改进。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种采用悬浮煅烧装置来实现逐级换热以将磷石膏中的水分彻底除去并提高了Ⅱ型无水石膏的质量，且具备温控功能以消除了安全隐患的无水石膏制备系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无水石膏制备系统，包括第一热风炉、烘干破碎机、选粉机、收尘器、风机、烟囱、预热脱水模块、第二热风炉、冷却装置、第一风阀、第二风阀、第一冷风阀、烟气净化装置、第三风阀和第二冷风阀，其特征在于，所述第一热风炉、烘干破碎机、选粉机、收尘器、风机和烟囱在气路上依次相连；所述烘干破碎机、选粉机、收尘器、预热脱水模块和冷却装置在料路上依次相连；所述第二热风炉与预热脱水模块的进风口相连，所述预热脱水模块的出风口与烘干破碎机的进风管相连；所述第一热风炉的出风管上设置有第一风阀，所述预热脱水模块的出风口与烘干破碎机的进风管之间设置有第二风阀，所述第一热风炉的出风管上还设置有第一冷风阀；所述收尘器与风机之间还设置有烟气净化装置，所述预热脱水模块的出风管与收尘器的进风管之间设置有第三风阀，所述预热脱水模块与第二热风炉之间设置有第二冷风阀。
优选地，所述预热脱水模块包括多个相互串联的旋风预热装置。
优选地，还包括输送带，所述输送带设置在收尘器的排渣口下方。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明采用悬浮煅烧装置来实现逐级换热，从而将磷石膏中的水分彻底除去，以制得高质量的Ⅱ型无水石膏，且具备温控功能，能在断料或其他异常工况时防止热风烧坏设备，消除了安全隐患。
图1为本发明的结构原理图。
如图1所示，一种无水石膏制备系统，包括第一热风炉1、烘干 破碎机2、选粉机3、收尘器4、风机5、烟囱6、预热脱水模块7、第二热风炉8、冷却装置9、第一风阀10、第二风阀11、第一冷风阀12、烟气净化装置13、第三风阀14、第二冷风阀15和输送带17；第一热风炉1、烘干破碎机2、选粉机3、收尘器4、风机5和烟囱6在气路上依次相连；烘干破碎机2、选粉机3、收尘器4、预热脱水模块7和冷却装置9在料路上依次相连；第二热风炉8与预热脱水模块7的进风口相连，预热脱水模块7的出风口与烘干破碎机2的进风管相连；预热脱水模块7包括多个相互串联的旋风预热装置16；输送带17设置在收尘器4的排渣口下方；第一热风炉1的出风管上还设置有第一风阀10，第一风阀10用来控制与调节第一热风炉1的烟气；在预热脱水模块7的出风口与烘干破碎机2的进风管之间还设置有第二风阀11，第二风阀11用来控制与调节预热脱水模块7输送至烘干破碎机2中的风量，通过第一风阀10与第二风阀11的调控，实现两股废气的比例适中，以方便调节选粉风量、带料浓度与烘干、脱水效果；第一热风炉1的出风管上还设置有第一冷风阀12，用来控制与调节第一热风炉1出口烟气的风量与温度，以更好地适应烘干破碎机2与选粉机3所需风量，并满足气流带料与选粉要求；同时，还可以使出第一热风炉1的烟气温度不至于过高，当出现断料的异常工况时，通过打开第一冷风阀12以掺入冷风，从而防止过高的烟气温度将烘干破碎机2及后续设备烧坏，收尘器4与风机5之间还设置有烟气净化装置13，用来除去烟气中硫、磷等有害物质，以满足环保要求的排放指标；预热脱水模块7的出风管与收尘器4的进风管之间还设置有第三风阀14，用来控制与调节收尘器4的进风风量，也可以与第二风阀11联合调节，从而调节从预热脱水模块7中排出至烘干破碎机2与收尘器4两路烟气的风量大小；预热脱水模块7与第二热风炉8之间还设置有第二冷风阀15，用来调节进入预热脱水模块7中用以脱除磷石膏结晶水的热风温度，使其不至于过高，当出现断料 的异常工况时，不至于过高的温度将预热脱水模块7及后续设备烧坏，起到应急保护作用。
工艺流程：第一热风炉1提供燃料烟气给烘干破碎机2，烟气从烘干破碎机2的进气口进入到烘干破碎机2内，磷石膏原料从烘干破碎机2的进料口进入到烘干破碎机2内，在烘干破碎机2内完成打散与外水烘干去除的步骤，打散后的粉状磷石膏被烘干热风带入选粉机3内以进行粉体分级，粗粉返回烘干破碎机2内，细粉被气流带入收尘器4内，进而实现干粉状磷石膏(或部分半水石膏)的收集，收尘器4中产生的废气经由风机5和烟囱6排入大气；若烘干破碎机2内的温度较高(≥150℃)，从烘干破碎机2排出的物料可制得大部分半水石膏，由于烘干时间较短，还会含有部分干粉状二水石膏；烘干的干粉状磷石膏送入预热脱水模块7中进行结晶水的脱除，第二热风炉8给预热脱水模块7提供热烟气，进而将干粉状磷石膏的结晶水脱掉，制备成粉状无水石膏，之后，再送至冷却装置9内进行降温；物料沿预热脱水模块7内的多个旋风预热装置16物料自上而下运行，第二热风炉8产生的热风沿多个旋风预热装置16自下而上运行，热风与物料进行逐级换热，以此在换热过程中完成结晶水脱除，其中，最下一级热风控制在400℃以上，以实现磷石膏剩余的半个结晶水全部脱除，并制备成Ⅱ型无水石膏；预热脱水模块7中的出风管分为两路，一路接烘干破碎机2的进风管，与来自第一热风炉1的热烟气一起进入烘干破碎机2内，进而对高水份磷石膏进行烘干、脱除外水；另一路接收尘器4的进风管，磷石膏经预热脱水模块7脱除结晶水后的热烟气直接与烘干破碎系统的选粉机3的排出的废气汇合，一起进入收尘器4中，汇合废气经过收尘器4将粉尘过滤后通过风机5与烟囱6排入大气；收尘器4中吸收的杂质可以通过输送带17定期排出；当磷石膏水份较大时，可以将第三风阀14关闭，热烟气全部进入烘干破碎机2内，以减少第一热风炉1的热风热量，进而降低系统能耗； 当磷石膏水份较小时，可以切断第一风阀10，烘干破碎机2内的烘干热风全部来自预热脱水模块7，使得烘干破碎机2产生的废气与预热脱水模块7的气路串联；当预热脱水模块7的废气温度低于烘干破碎机2排出的废气温度时，可以关闭第二风阀11关闭并打开第三风阀14，预热脱水模块7产生的废气全部进入收尘器4内，烘干破碎机2产生的废气与预热脱水模块7的气路相互并联。
将磷石膏通过煅烧脱水的方式制备成Ⅱ型无水石膏是磷石膏资源化利用的一种较好的方式，现有的无水石膏制备系统大都采用集中煅烧的方式来处理磷石膏，磷石膏中的水分无法充分彻底的除去，制得产物质量较低；而且缺少温控功能，导致煅烧产生的热风很容易在断料或其他异常工况时，烧坏设备，存在安全隐患；本发明采用悬浮煅烧装置来实现逐级换热，从而将磷石膏中的水分彻底除去，以制得高质量的Ⅱ型无水石膏，且具备温控功能，能在断料或其他异常工况时防止热风烧坏设备，消除了安全隐患。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (3)
- 一种无水石膏制备系统，包括第一热风炉、烘干破碎机、选粉机、收尘器、风机、烟囱、预热脱水模块、第二热风炉、冷却装置、第一风阀、第二风阀、第一冷风阀、烟气净化装置、第三风阀和第二冷风阀，其特征在于，所述第一热风炉、烘干破碎机、选粉机、收尘器、风机和烟囱在气路上依次相连；所述烘干破碎机、选粉机、收尘器、预热脱水模块和冷却装置在料路上依次相连；所述第二热风炉与预热脱水模块的进风口相连，所述预热脱水模块的出风口与烘干破碎机的进风管相连；所述第一热风炉的出风管上设置有第一风阀，所述预热脱水模块的出风口与烘干破碎机的进风管之间设置有第二风阀，所述第一热风炉的出风管上还设置有第一冷风阀；所述收尘器与风机之间还设置有烟气净化装置，所述预热脱水模块的出风管与收尘器的进风管之间设置有第三风阀，所述预热脱水模块与第二热风炉之间设置有第二冷风阀。
- 根据权利要求1所述的一种无水石膏制备系统，其特征在于，所述预热脱水模块包括多个相互串联的旋风预热装置。
- 根据权利要求1所述的一种无水石膏制备系统，其特征在于，还包括输送带，所述输送带设置在收尘器的排渣口下方。
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