脫硫石膏煅燒工藝
作者:百度文庫
來源:百度文庫
發布時間:2018-08-31
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湖南銘億為您介紹脫硫石膏煅燒工藝:
1、脫硫石膏煅燒機理
脫硫石膏不能直接進行應用,通常需要制備成半水石膏(CaSO4·0.5H2O,工業上稱為熟石膏)。二水石膏加熱到一定溫度容易失去部分結晶水,成熟石膏。煅燒工藝一直是影響脫硫石膏制品質量和應用的主要因素。在脫硫石膏煅燒過程中,當溫度升高、脫水速度加快時,由于石膏導熱性能不良,容易造成石膏的內外溫度分布不均勻,形成多相混合物。因此,需要選擇合適的煅燒工藝措施,才能保證煅燒后產品的質量。有研究表明:煅燒溫度在180℃時,石膏水化晶體發育完整,生長致密,在凝結時間、標準稠度及強度等方面均表現出優異的性能。
2、脫硫石膏煅燒方式和設備
根據不同鍛燒方式可分別獲得α型半水石膏和β型半水石膏。α型半水石膏是用飽和蒸汽在壓力狀態下蒸煮后烘干獲得,也叫高強度石膏,主要用于陶瓷、醫藥行業的模具制造;β型半水石膏是在氣相條件下加熱脫水獲得,也叫建筑石膏,主要用于制造石膏板、石膏砌塊、或加入添加劑后加工成粉刷石膏。石膏煅燒技術裝備主要有回轉窯、立式炒鍋、沸騰爐、彼得磨等。各種裝備的技術性能和煅燒產品的綜合指標分析,各有其優缺點。脫硫石膏綜合利用技術應用是否成功,其關鍵在于干燥煅燒工藝技術和設備的先進性。目前我國主要采用回轉窯和炒鍋生產建筑石膏,近年來成功地將間歇式炒鍋改造成連續式炒鍋,并進行沸騰爐煅燒石膏。當今石膏煅燒工藝的發展趨勢為:從間歇出料到連續出料;從間接加熱到直接加熱;從慢速脫水到快速脫水。現在石膏生產常用的煅燒方式和設備有如下幾種:
(1)連續炒鍋煅燒技術
國內煅燒化學石膏較理想的設備是炒鍋,但能耗比氣流煅燒設備要高。脫硫石膏可采用干燥管進行干燥,這種干燥器比較適合小顆粒的粉狀脫硫石膏,處理能力大,能耗低。脫硫石膏含水量10%以上,經干燥后要求水分小于2%。干燥后的脫硫石膏可直接進入連續式炒鍋進行炒制。和天然石膏相比,可以省去顎式破碎、粉磨收塵等工序和設備,故工藝簡單,煅燒費用也低。綜合來看,較天然建筑石膏有競爭優勢。炒鍋具有物料溫度容易控制、產品均勻、結構簡單等優點。但必須保證石膏粉料在達到一次沸騰時保持流態化,否則炒鍋內部會出現脫水速度不均一的情況。國內大都使用傳統式的炒鍋,熱效率較低,設備維護費用高,而且工作環境較差。
(2)回轉窯煅燒技術
回轉窯煅燒技術有直接煅燒回轉爐和間接煅燒回轉爐兩種方式。利用直接加熱式回轉窯可以直接煅燒石膏,在煅燒前,脫硫石膏不必進行預干燥處理,但窯體應有一定長度的干燥帶,并注意排潮和收塵。因為在窯體內有較大分壓的水蒸汽,因此煅燒的石膏質量好且穩定。另外,煅燒石膏應用較多的是帶有一體化冷卻器的內管加熱式回轉窯。這種回轉窯采用間接加熱且物料停留時間較長。在回轉窯內,通過煙氣管道將煙氣的熱量傳遞給物料,在其后的冷卻管中,物料得以陳化。回轉窯具有連續進料、連續出料的特點,且能適應原料粒度的變化,運轉穩定,可靠性高。但回轉窯占地面積較大、流程長、初期投資較大、物料的溫度不容易控制,煅燒的產品質量不容易控制,能耗較高。
(3)沸騰爐煅燒技術
石膏沸騰煅燒爐的床層狀態屬于鼓泡床,因此將這種爐子形象地稱作“沸騰爐”。正常工作時,從沸騰爐底部鼓入空氣,通過氣體分布板進入流化床。鼓入空氣使床層實現流態化,在流化床中的加熱管向物料傳遞大量的熱量,使二水石膏粉達到脫水分解的溫度,二水石膏就在流化床中脫去結晶水并變為蒸氣,這些蒸氣與爐底鼓入的空氣混合在一起,通過床層向上運動。由于在流化床中粉料激烈的翻滾、混合,所以在整個流化床中各處的物料溫度和成分幾乎是一致的。連續投入的生石膏粉,一進入床層,幾乎瞬間就與床層中大量熱粉料混合均勻,在熱粉料中迅速脫水分解。生石膏粉先進入大的部分,在此脫掉大部分結晶水,然后通過下部的通道進入小的部分,在這里完成最終的脫水過程,再由床層上部自動溢流出爐。
沸騰爐煅燒工藝的最大優點是:有效換熱面積大及操作控制準確,從而保留了炒鍋煅燒的優點,同時可方便地回收蒸汽或熱介質油所攜帶的熱量,再循環利用。由于無機械攪拌裝置和采用內管換熱,使設備維修工作簡單化,因而可延長設備本體的使用壽命。
(4)彼得磨煅燒技術
脫硫石膏經裝料車送入給料倉,然后通過皮帶機送入脫硫石膏濕料倉,再配合電子秤能精確地向錘式磨給料。錘式磨中脫硫石膏在錘頭的攪動下,分散后與熱煙氣直接充分地進行熱交換,并在3~5s內料溫迅速升高,使其快速脫去脫硫石膏自由水的同時,脫去石膏中的一個半結晶水,實現脫硫石膏的干燥與煅燒在同一臺設備中瞬間完成,生產出無水石膏Ⅲ含量較多的熟石膏。此石膏穩定性較差,一般采取研磨與冷卻的手段,將建筑石膏的性能穩定下來,為大型紙面石膏板生產又提供了一個新的原料生產工藝。此工藝過程輸送環節少,工藝流程簡單,雖然石膏的白度降低,但很好地適應紙面石膏板的生產。彼得磨具有將粉磨煅燒一體化,煙氣與物料直接接觸,換熱強度較高,設備比較簡潔緊湊,占地面積較小等優點。但要求石膏的成分相對穩定,系統的溫度控制及操作要求嚴格,特別對原料的雜質含量和原料的品位波動要求較嚴。
(5)蒸汽管回轉窯煅燒技術
脫硫石膏經裝料車送入計量給料倉,定量的給回轉窯供料,與回轉窯的蒸汽通過齒片管進行間接熱交換,隨著料溫的升高,脫去脫硫石膏中的自由水,再升溫后脫去石膏中的一個半結晶水,實現脫硫石膏的干燥與煅燒在同一臺設備中完成,生產出性能穩定的半水石膏。此工藝過程減少了輸送環節,縮短了工藝流程,降低了蒸汽耗量,節省了電能,為大型紙面石膏板生產提供了一個新型的、先進的原料生產工藝。高溫氣流煅燒具有熱利用合理、設備緊湊、占地面積較小、初投資較小等特點。但同時具有物料停留時間較短、系統的熱惰性較差、煅燒產品的性能波動較大和排氣熱損失較大等缺點,煅燒過程中物料易牯壁、堵塞,影響系統的連續可靠運行。
(6)流態代煅燒技術
流態化煅燒爐,它包括爐體、位于爐體下部的高溫煙氣入口、爐體上部的廢氣出口以及位于爐體內部的流化床;還包括振動裝置以及安裝在振動裝置上的復合振動攪拌裝置,振動裝置以及復合振動攪拌裝置安裝在流化床的頂部或底部。本實用新型的流態化煅燒爐既改善了流化床層的流化質量,又解決了物料在流化床內壁粘附問題。流態化煅燒爐中氣流與物料直接接觸,具有換熱效率較高、設備比較緊湊、占地面積較小、前期投資較小等諸多優點。缺點是設備本身對進料的狀態、粒級分布和水分要求比較嚴格,控制不當則容易造成騰涌、溝流、結塊等流態化惡化現象,嚴重時會板結、死床,影響生產的連續穩定運行。在流化床式焙燒爐的基礎上開發出的新型煅燒裝置-LD流化床石膏煅燒系統,初步解決了流態化技術在煅燒石膏過程中的適應性問題,可以大批量處理脫硫石膏、磷石膏、天然石膏,為當今國內最為先進的石膏煅燒技術之一,投資省,運行成本低,在節能及環保方面都達到了令人滿意的效果。
1、脫硫石膏煅燒機理
脫硫石膏不能直接進行應用,通常需要制備成半水石膏(CaSO4·0.5H2O,工業上稱為熟石膏)。二水石膏加熱到一定溫度容易失去部分結晶水,成熟石膏。煅燒工藝一直是影響脫硫石膏制品質量和應用的主要因素。在脫硫石膏煅燒過程中,當溫度升高、脫水速度加快時,由于石膏導熱性能不良,容易造成石膏的內外溫度分布不均勻,形成多相混合物。因此,需要選擇合適的煅燒工藝措施,才能保證煅燒后產品的質量。有研究表明:煅燒溫度在180℃時,石膏水化晶體發育完整,生長致密,在凝結時間、標準稠度及強度等方面均表現出優異的性能。
2、脫硫石膏煅燒方式和設備
根據不同鍛燒方式可分別獲得α型半水石膏和β型半水石膏。α型半水石膏是用飽和蒸汽在壓力狀態下蒸煮后烘干獲得,也叫高強度石膏,主要用于陶瓷、醫藥行業的模具制造;β型半水石膏是在氣相條件下加熱脫水獲得,也叫建筑石膏,主要用于制造石膏板、石膏砌塊、或加入添加劑后加工成粉刷石膏。石膏煅燒技術裝備主要有回轉窯、立式炒鍋、沸騰爐、彼得磨等。各種裝備的技術性能和煅燒產品的綜合指標分析,各有其優缺點。脫硫石膏綜合利用技術應用是否成功,其關鍵在于干燥煅燒工藝技術和設備的先進性。目前我國主要采用回轉窯和炒鍋生產建筑石膏,近年來成功地將間歇式炒鍋改造成連續式炒鍋,并進行沸騰爐煅燒石膏。當今石膏煅燒工藝的發展趨勢為:從間歇出料到連續出料;從間接加熱到直接加熱;從慢速脫水到快速脫水。現在石膏生產常用的煅燒方式和設備有如下幾種:
(1)連續炒鍋煅燒技術
國內煅燒化學石膏較理想的設備是炒鍋,但能耗比氣流煅燒設備要高。脫硫石膏可采用干燥管進行干燥,這種干燥器比較適合小顆粒的粉狀脫硫石膏,處理能力大,能耗低。脫硫石膏含水量10%以上,經干燥后要求水分小于2%。干燥后的脫硫石膏可直接進入連續式炒鍋進行炒制。和天然石膏相比,可以省去顎式破碎、粉磨收塵等工序和設備,故工藝簡單,煅燒費用也低。綜合來看,較天然建筑石膏有競爭優勢。炒鍋具有物料溫度容易控制、產品均勻、結構簡單等優點。但必須保證石膏粉料在達到一次沸騰時保持流態化,否則炒鍋內部會出現脫水速度不均一的情況。國內大都使用傳統式的炒鍋,熱效率較低,設備維護費用高,而且工作環境較差。
(2)回轉窯煅燒技術
回轉窯煅燒技術有直接煅燒回轉爐和間接煅燒回轉爐兩種方式。利用直接加熱式回轉窯可以直接煅燒石膏,在煅燒前,脫硫石膏不必進行預干燥處理,但窯體應有一定長度的干燥帶,并注意排潮和收塵。因為在窯體內有較大分壓的水蒸汽,因此煅燒的石膏質量好且穩定。另外,煅燒石膏應用較多的是帶有一體化冷卻器的內管加熱式回轉窯。這種回轉窯采用間接加熱且物料停留時間較長。在回轉窯內,通過煙氣管道將煙氣的熱量傳遞給物料,在其后的冷卻管中,物料得以陳化。回轉窯具有連續進料、連續出料的特點,且能適應原料粒度的變化,運轉穩定,可靠性高。但回轉窯占地面積較大、流程長、初期投資較大、物料的溫度不容易控制,煅燒的產品質量不容易控制,能耗較高。
(3)沸騰爐煅燒技術
石膏沸騰煅燒爐的床層狀態屬于鼓泡床,因此將這種爐子形象地稱作“沸騰爐”。正常工作時,從沸騰爐底部鼓入空氣,通過氣體分布板進入流化床。鼓入空氣使床層實現流態化,在流化床中的加熱管向物料傳遞大量的熱量,使二水石膏粉達到脫水分解的溫度,二水石膏就在流化床中脫去結晶水并變為蒸氣,這些蒸氣與爐底鼓入的空氣混合在一起,通過床層向上運動。由于在流化床中粉料激烈的翻滾、混合,所以在整個流化床中各處的物料溫度和成分幾乎是一致的。連續投入的生石膏粉,一進入床層,幾乎瞬間就與床層中大量熱粉料混合均勻,在熱粉料中迅速脫水分解。生石膏粉先進入大的部分,在此脫掉大部分結晶水,然后通過下部的通道進入小的部分,在這里完成最終的脫水過程,再由床層上部自動溢流出爐。
沸騰爐煅燒工藝的最大優點是:有效換熱面積大及操作控制準確,從而保留了炒鍋煅燒的優點,同時可方便地回收蒸汽或熱介質油所攜帶的熱量,再循環利用。由于無機械攪拌裝置和采用內管換熱,使設備維修工作簡單化,因而可延長設備本體的使用壽命。
(4)彼得磨煅燒技術
脫硫石膏經裝料車送入給料倉,然后通過皮帶機送入脫硫石膏濕料倉,再配合電子秤能精確地向錘式磨給料。錘式磨中脫硫石膏在錘頭的攪動下,分散后與熱煙氣直接充分地進行熱交換,并在3~5s內料溫迅速升高,使其快速脫去脫硫石膏自由水的同時,脫去石膏中的一個半結晶水,實現脫硫石膏的干燥與煅燒在同一臺設備中瞬間完成,生產出無水石膏Ⅲ含量較多的熟石膏。此石膏穩定性較差,一般采取研磨與冷卻的手段,將建筑石膏的性能穩定下來,為大型紙面石膏板生產又提供了一個新的原料生產工藝。此工藝過程輸送環節少,工藝流程簡單,雖然石膏的白度降低,但很好地適應紙面石膏板的生產。彼得磨具有將粉磨煅燒一體化,煙氣與物料直接接觸,換熱強度較高,設備比較簡潔緊湊,占地面積較小等優點。但要求石膏的成分相對穩定,系統的溫度控制及操作要求嚴格,特別對原料的雜質含量和原料的品位波動要求較嚴。
(5)蒸汽管回轉窯煅燒技術
脫硫石膏經裝料車送入計量給料倉,定量的給回轉窯供料,與回轉窯的蒸汽通過齒片管進行間接熱交換,隨著料溫的升高,脫去脫硫石膏中的自由水,再升溫后脫去石膏中的一個半結晶水,實現脫硫石膏的干燥與煅燒在同一臺設備中完成,生產出性能穩定的半水石膏。此工藝過程減少了輸送環節,縮短了工藝流程,降低了蒸汽耗量,節省了電能,為大型紙面石膏板生產提供了一個新型的、先進的原料生產工藝。高溫氣流煅燒具有熱利用合理、設備緊湊、占地面積較小、初投資較小等特點。但同時具有物料停留時間較短、系統的熱惰性較差、煅燒產品的性能波動較大和排氣熱損失較大等缺點,煅燒過程中物料易牯壁、堵塞,影響系統的連續可靠運行。
(6)流態代煅燒技術
流態化煅燒爐,它包括爐體、位于爐體下部的高溫煙氣入口、爐體上部的廢氣出口以及位于爐體內部的流化床;還包括振動裝置以及安裝在振動裝置上的復合振動攪拌裝置,振動裝置以及復合振動攪拌裝置安裝在流化床的頂部或底部。本實用新型的流態化煅燒爐既改善了流化床層的流化質量,又解決了物料在流化床內壁粘附問題。流態化煅燒爐中氣流與物料直接接觸,具有換熱效率較高、設備比較緊湊、占地面積較小、前期投資較小等諸多優點。缺點是設備本身對進料的狀態、粒級分布和水分要求比較嚴格,控制不當則容易造成騰涌、溝流、結塊等流態化惡化現象,嚴重時會板結、死床,影響生產的連續穩定運行。在流化床式焙燒爐的基礎上開發出的新型煅燒裝置-LD流化床石膏煅燒系統,初步解決了流態化技術在煅燒石膏過程中的適應性問題,可以大批量處理脫硫石膏、磷石膏、天然石膏,為當今國內最為先進的石膏煅燒技術之一,投資省,運行成本低,在節能及環保方面都達到了令人滿意的效果。
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