一體式β石膏粉回轉(zhuǎn)窯

技術(shù)領(lǐng)域

1.本實(shí)用新型涉及β石膏粉生產(chǎn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

2.我國是煤炭大國，電力以煤電為主，燃煤電廠又占據(jù)了總發(fā)電量的90%以上。但燃煤電廠排放大量的二氧化硫，嚴(yán)重污染了環(huán)境。石灰石-石膏法成為多數(shù)電廠煙氣脫硫的首選，然而產(chǎn)生的脫硫石膏卻又造成二次污染。目前脫硫石膏幾乎所有的應(yīng)用都在建材行業(yè)，如α-石膏粉、石膏制品、水泥添加劑等各種建筑材料中，其應(yīng)用技術(shù)非常成熟，工藝設(shè)備已專業(yè)化。其中，將脫硫石膏高溫煅燒生產(chǎn)建筑石膏粉，而后將其應(yīng)用于建材行業(yè)是多數(shù)企業(yè)的首選。

3.脫硫石膏煅燒技術(shù)裝備主要有立式炒鍋、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐、彼得磨等。本發(fā)明主要介紹通過設(shè)備改造提升一體化內(nèi)管加熱式回轉(zhuǎn)窯的煅燒技術(shù)，達(dá)到制備高強(qiáng)度的β石膏粉的目的。

4.一體化內(nèi)管加熱式回轉(zhuǎn)窯（以下簡稱一體式）煅燒工藝過程如下：脫硫石膏經(jīng)稱量皮帶送入雙螺旋給料機(jī)，定量的給回轉(zhuǎn)窯供料，物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)與蒸汽通過蒸汽管道間接熱交換，隨著料溫的升高，脫除石膏中的自由水，更高溫度下脫去石膏中的一個(gè)半結(jié)晶水，實(shí)現(xiàn)脫硫石膏的干燥與煅燒在同一臺(tái)設(shè)備中完成，生產(chǎn)出性能穩(wěn)定的半水石膏。此工藝減少了工藝流程，降低了蒸汽耗量，節(jié)省了電能，但這種間接加熱方式物料停留時(shí)間較短，且物料的溫度不容易控制，煅燒質(zhì)量不易穩(wěn)定，產(chǎn)品性能波動(dòng)較大，熱排氣損失較大等缺點(diǎn)。

5.一體式回轉(zhuǎn)窯適用于有蒸汽的地方，內(nèi)部設(shè)有許多換熱管，管內(nèi)通蒸汽，石膏在筒體與換熱管接觸間接受熱，蒸汽在管內(nèi)放熱后凝結(jié)成水。內(nèi)加熱管式蒸汽回轉(zhuǎn)窯采用槳葉式輸送機(jī)進(jìn)料，隨回轉(zhuǎn)窯慢速（1~5r/min）轉(zhuǎn)動(dòng)而前行，石膏分布在筒體下截面，呈堆積態(tài)，不能與所有換熱管同時(shí)接觸，換熱效率較低，設(shè)計(jì)揚(yáng)料板或擋料板，可保證石膏在筒體截面內(nèi)均勻分散，提高與換熱管熱交換效率。整個(gè)窯體設(shè)備較長，蒸汽系統(tǒng)較為復(fù)雜，造價(jià)較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

6.本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：如何提供一種簡單可行、造價(jià)較低、效果較好方法，制備高強(qiáng)度β石膏粉的一體式回轉(zhuǎn)窯。

7.本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一體式β石膏粉回轉(zhuǎn)窯，該回轉(zhuǎn)窯的窯尾出口（7）的環(huán)形擋板（9）的外徑與內(nèi)徑的差值為回轉(zhuǎn)窯的窯尾筒體直徑的5-15%。

8.窯尾出口（7）連接u型雙除裝置，所述u型雙除裝置包括旋風(fēng)分離器（2）布袋除塵器（4）、螺旋輸送裝置（5）、離心機(jī)（6），旋風(fēng)分離器（2）的固體出口連接螺旋輸送裝置（5）的第一進(jìn)口，旋風(fēng)分離器（2）的氣體出口通過管道連接布袋除塵器進(jìn)口，布袋除塵器（4）的固體出口連接連接螺旋輸送裝置（5）的第二進(jìn)口，布袋除塵器（4）的氣體出口管道連接離心機(jī)（6）。

9.本發(fā)明的有益效果是：在提高回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料量及轉(zhuǎn)速的前提下，通過增加回轉(zhuǎn)窯窯

尾擋板高度，延長物料在窯中的煅燒時(shí)間，保證物料受熱均勻，更易于控制運(yùn)行參數(shù)，通過u型雙除裝置，脫除水汽及部分過燒無水石膏，煅燒出來的建筑石膏粉，過燒和欠燒石膏都較少，質(zhì)量穩(wěn)定，強(qiáng)度能夠達(dá)到4.5~5.0mpa，且均一性好。產(chǎn)品用作抹灰石膏、石膏砌塊、紙面石膏板等質(zhì)量問題減少，后續(xù)產(chǎn)品反饋效果良好。

附圖說明

10.圖1是本實(shí)用新型u型雙除裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

11.圖2是本實(shí)用新型的回轉(zhuǎn)窯的窯尾結(jié)構(gòu)示意圖；

12.圖3是本實(shí)用新型窯尾的環(huán)形單板結(jié)構(gòu)示意圖；

13.其中，1、旋風(fēng)分離器進(jìn)口管路，2、旋風(fēng)分離器，3、旋風(fēng)分離器出口管路，4、布袋除塵器，5、螺旋輸送裝置，6、離心機(jī)，7、窯尾出口，8、石膏粉，9、環(huán)形擋板。

具體實(shí)施方式

14.一體式回轉(zhuǎn)窯為了節(jié)省空間沒有預(yù)干燥部分，窯長20-40米。物料進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯后，窯頭溫度降低，物料在窯中與蒸汽管道換熱，進(jìn)而脫水，溫度達(dá)到150℃以上后開始脫去一個(gè)半結(jié)晶水，此時(shí)物料需要大量熱源，才能保持脫水效率達(dá)到90%以上。煅燒一噸半水石膏約需要消耗7.0

×

105-8.0

×

105kj熱量。若脫硫石膏自由水含量在15%左右，窯長為20米，減小進(jìn)料量5噸/小時(shí)，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)置為1.5-2.0r/min，窯尾出料溫度仍然達(dá)不到160℃以上，物料脫水不完全，煅燒不充分，產(chǎn)品性能不穩(wěn)定。

15.為了克服上述設(shè)備不足，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

16.（1）回轉(zhuǎn)窯窯尾擋料板（環(huán)形擋板）高度增加至回轉(zhuǎn)窯直徑的5-15%；

17.（2）除塵系統(tǒng)采用u型雙除裝置。

18.物料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)停留時(shí)間與轉(zhuǎn)速成反比，物料平鋪厚度與窯長成正比，若要延長物料在回轉(zhuǎn)窯的煅燒時(shí)間，只有通過減小轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)，而且回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料平鋪厚度不能隨意改變。

19.實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)料量可能需要調(diào)整，一旦提高進(jìn)料量，通過提高轉(zhuǎn)速來加快出料量，物料在回轉(zhuǎn)窯停留時(shí)間縮短，就會(huì)出現(xiàn)煅燒不充分的現(xiàn)象，石膏粉初終凝時(shí)間縮短，強(qiáng)度降低，且性能波動(dòng)，從而影響后期產(chǎn)品質(zhì)量。因此需要找出一種提產(chǎn)增質(zhì)的合理方法來提高物料煅燒程度，提高產(chǎn)品性能。

20.本發(fā)明與原設(shè)備的主要區(qū)別在于：首先通過增加窯尾擋板高度至回轉(zhuǎn)窯直徑的5-15%，物料在回轉(zhuǎn)窯停留時(shí)間延長至2-2.5倍，窯尾出料溫度達(dá)到170-180℃，物料的煅燒程度提高，物料中二水硫酸鈣含量大大降低，物料成分中甚至出現(xiàn)無水硫酸鈣。

21.其次，除塵設(shè)備采用u型雙除裝置，先球磨機(jī)出口氣流風(fēng)向改變90°，經(jīng)過旋風(fēng)分離器，氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用分離原理，將70%-80%粉塵機(jī)械脫落下來，剩余粉氣混合體氣流方向改變90°后經(jīng)過布袋除塵器，與蒸汽脫離，經(jīng)螺旋輸送裝置重回到球磨機(jī)。

22.若脫硫石膏自由水含量在15%左右，窯長為20米，通過增加回轉(zhuǎn)窯窯尾擋板高度及雙除設(shè)備，進(jìn)料量由5噸/小時(shí)增加至20噸/小時(shí)以上，回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速提高至2.0-3.0r/min，窯尾出料溫度達(dá)到150-160℃，物料煅燒充分，產(chǎn)品性能強(qiáng)度達(dá)到4.5~5.0mpa以上。

23.原設(shè)計(jì)進(jìn)料量5噸/小時(shí)，原回轉(zhuǎn)窯轉(zhuǎn)速控制為2.0r/min，物料煅燒時(shí)間為25min，

經(jīng)檢測(cè)，二水石膏含量3%，半水石膏含量為84%，成品凝結(jié)時(shí)間在5-9分鐘波動(dòng)，強(qiáng)度在3.0級(jí)者居多。窯尾擋板高度增加至窯直徑的10%，回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料量增加至15噸/小時(shí)以上，轉(zhuǎn)速提高至3.0r/min，物料煅燒時(shí)間延長至45min。如圖三所示，使用u型雙除設(shè)備，能夠?qū)⑦^燒無水石膏與欠燒的二水石膏回收至球磨機(jī)，繼續(xù)進(jìn)行熱交換，最終產(chǎn)品中二水石膏含量為1.0%，半水石膏含量為90%，初終凝時(shí)間穩(wěn)定在6-7分鐘，強(qiáng)度達(dá)到4.5mpa以上，產(chǎn)品質(zhì)量大大提升。

24.本專利在原有設(shè)備基礎(chǔ)上，通過增加窯尾擋板高度來延長物料煅燒時(shí)間，同時(shí)窯內(nèi)物料增加，蒸汽可作為熱源協(xié)助烘干濕石膏，提高窯內(nèi)蒸汽壓強(qiáng)，加快石膏脫水，除塵選用雙除設(shè)備，能夠更有效地將不完全燃燒物料回收，完全實(shí)現(xiàn)提產(chǎn)增質(zhì)目的。

25.窯尾出口出來的石膏粉通過旋風(fēng)分離器進(jìn)口管路進(jìn)入旋風(fēng)分離器中，在旋風(fēng)分離器作用下，旋風(fēng)分離器的固體出口出來的石膏通過螺旋輸送裝置的第一進(jìn)口進(jìn)入球磨機(jī)，旋風(fēng)分離器的氣體出口通過管道連接布袋除塵器進(jìn)口，布袋除塵器的固體出口連接連接螺旋輸送裝置的第二進(jìn)口，從布袋除塵器的固體出口出來的石膏通過螺旋輸送裝置的第一進(jìn)口進(jìn)入球磨機(jī)，布袋除塵器的氣體出口管道連接離心機(jī)。技術(shù)特征：

1.一體式β石膏粉回轉(zhuǎn)窯，其特征在于：該回轉(zhuǎn)窯的窯尾出口（7）的環(huán)形擋板（9）的外徑與內(nèi)徑的差值為回轉(zhuǎn)窯的窯尾筒體直徑的5-15%；窯尾出口（7）連接u型雙除裝置，所述u型雙除裝置包括旋風(fēng)分離器（2）布袋除塵器（4）、螺旋輸送裝置（5）、離心機(jī)（6），旋風(fēng)分離器（2）的固體出口連接螺旋輸送裝置（5）的第一進(jìn)口，旋風(fēng)分離器（2）的氣體出口通過管道連接布袋除塵器進(jìn)口，布袋除塵器（4）的固體出口連接連接螺旋輸送裝置（5）的第二進(jìn)口，布袋除塵器（4）的氣體出口管道連接離心機(jī)（6）。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型涉及β石膏粉生產(chǎn)領(lǐng)域。一體式β石膏粉回轉(zhuǎn)窯，該回轉(zhuǎn)窯的窯尾出口（7）的環(huán)形擋板（9）的外徑與內(nèi)徑的差值為回轉(zhuǎn)窯的窯尾筒體直徑的5-15%。本發(fā)明的有益效果是：在提高回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料量及轉(zhuǎn)速的前提下，通過增加回轉(zhuǎn)窯窯尾擋板高度，延長物料在窯中的煅燒時(shí)間，保證物料受熱均勻，更易于控制運(yùn)行參數(shù)，通過U型雙除裝置，脫除水汽及部分過燒無水石膏，煅燒出來的建筑石膏粉，過燒和欠燒石膏都較少，質(zhì)量穩(wěn)定，強(qiáng)度能夠達(dá)到4.5~5.0MPa，且均一性好。產(chǎn)品用作抹灰石膏、石膏砌塊、紙面石膏板等質(zhì)量問題減少，后續(xù)產(chǎn)品反饋效果良好。后續(xù)產(chǎn)品反饋效果良好。后續(xù)產(chǎn)品反饋效果良好。

技術(shù)研發(fā)人員：張慧月 張美霞 唐慶渝 劉鵬 范卉娟 劉興華

受保護(hù)的技術(shù)使用者：太原鋼鐵（集團(tuán)）有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.05.20

技術(shù)公布日：2022/3/8