專利名稱：半水石膏煅燒系統(tǒng)及其制取工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半水石膏的煅燒工藝及其煅燒系統(tǒng)，屬于半水石膏的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
石膏經(jīng)一定溫度煅燒或蒸煮后，生成半水石膏(CaSO4·0.5H2O)，具有質(zhì)量輕、防火性能好、裝飾性能好、隔音保溫性能好、再加工再制作性能好等特點(diǎn)，廣泛用于石膏膠凝材料、建筑石膏制品、工業(yè)用模具和藝術(shù)模型等。目前國(guó)內(nèi)外使用較多的石膏煅燒設(shè)備是炒鍋、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐等。炒鍋分為間歇炒鍋和連續(xù)炒鍋等。間歇炒鍋因無(wú)法連續(xù)生產(chǎn)，故存在產(chǎn)量低、每批料、每鍋料之間的產(chǎn)品性能不穩(wěn)定，差距較大等缺點(diǎn)。連續(xù)性炒鍋雖然可以連續(xù)生產(chǎn)，但工藝上要求原料的細(xì)度必須達(dá)到最終產(chǎn)品的細(xì)度，因而對(duì)前面的粉磨設(shè)備要求較高。回轉(zhuǎn)窯分為直接加熱式和間接加熱式，直接加熱式回轉(zhuǎn)窯中，熱源與原料直接接觸，為保證產(chǎn)品的質(zhì)量，減少雜質(zhì)含量，就需提高對(duì)熱源的要求，盡可能采用潔凈度較高的熱源。采用間接加熱式回轉(zhuǎn)窯，熱源通過(guò)傳熱給窯壁，再對(duì)窯內(nèi)的原料進(jìn)行加熱，勢(shì)必使熱效率低下。沸騰爐的熱效率要比炒鍋和回轉(zhuǎn)窯的高，但該設(shè)備要求使用具有一定壓力的氣體使物料呈沸騰狀，并達(dá)到一定的流化速度，因此在這方面將造成一定的能源消耗，同時(shí)因?yàn)樵摬糠謿怏w排出時(shí)的粉塵攜帶量比較大，故除塵負(fù)荷較高，除塵設(shè)備投資大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有上述各種半水石膏煅燒設(shè)備存在的不足，提供一種熱效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、操作維修簡(jiǎn)便的半水石膏煅燒系統(tǒng)，以及采用該系統(tǒng)的半水石膏制取工藝。
本發(fā)明的半水石膏煅燒系統(tǒng)包括脫硫石膏稱量皮帶、混合石膏稱量調(diào)速皮帶、雙螺旋給料機(jī)、回轉(zhuǎn)煅燒爐、疏水槽、脈沖布袋除塵器、除塵引風(fēng)機(jī)、螺旋輸送機(jī)、斗提機(jī)、冷卻螺旋輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)冷卻爐、空氣過(guò)濾器及冷卻引風(fēng)機(jī)；脫硫石膏稱量皮帶設(shè)置在混合石膏稱量調(diào)速皮帶的上方，混合石膏稱量調(diào)速皮帶設(shè)置在雙螺旋給料機(jī)的上方；雙螺旋給料機(jī)與回轉(zhuǎn)煅燒爐的進(jìn)料口連接，回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)設(shè)有換熱管，換熱管與蒸汽管路連接，蒸汽管路上設(shè)有減壓閥；回轉(zhuǎn)煅燒爐的出料口下方設(shè)有出料刮板；疏水槽與回轉(zhuǎn)煅燒爐的冷凝水出口連接；脈沖布袋除塵器與回轉(zhuǎn)煅燒爐的出氣口連接；除塵引風(fēng)機(jī)與脈沖布袋除塵器連接；螺旋輸送機(jī)設(shè)置在脈沖布袋除塵器的下方并與煅燒機(jī)出料刮板連接；斗提機(jī)與出料刮板連接，其出口端與冷卻螺旋輸送機(jī)連接；冷卻螺旋輸送機(jī)與回轉(zhuǎn)冷卻爐進(jìn)料口相連，回轉(zhuǎn)冷卻爐的排料口下方設(shè)有成品輸送刮板；空氣過(guò)濾器與回轉(zhuǎn)冷卻爐進(jìn)風(fēng)口連接，冷卻引風(fēng)機(jī)連接在回轉(zhuǎn)冷卻爐出風(fēng)口與回轉(zhuǎn)煅燒爐進(jìn)風(fēng)口之間。
回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)的換熱管以同心圓方式排列有2-4圈。換熱管外纏繞有螺旋狀翅片，在靠近加料端的翅片的螺距和翅高大于靠近出料端翅片的螺距和翅高。
采用上述半水石膏煅燒系統(tǒng)的半水石膏制取工藝的流程為天然石膏送至混合石膏稱量調(diào)速皮帶上，用脫硫石膏稱量皮帶稱取一定量的脫硫石膏，并運(yùn)送到混合石膏稱量調(diào)速皮帶上形成混合石膏，天然石膏的重量占混合石膏的90％，脫硫石膏的重量占混合石膏的10％；經(jīng)混合石膏稱量調(diào)速皮帶稱重調(diào)節(jié)后，將一定量的混合石膏通過(guò)雙螺旋給料機(jī)送入回轉(zhuǎn)煅燒爐中；飽和蒸汽經(jīng)減壓閥減壓至0.8-1.0MPa，通入回轉(zhuǎn)煅燒爐中的換熱管中，蒸汽通過(guò)換熱管管壁與混合石膏原料進(jìn)行接觸換熱，脫除表面游離水以及結(jié)晶水，形成半水石膏；煅燒后的半水石膏產(chǎn)品從回轉(zhuǎn)煅燒爐出料端排出，經(jīng)煅燒機(jī)出料刮板、斗提機(jī)、冷卻螺旋輸送機(jī)送入回轉(zhuǎn)冷卻爐中進(jìn)行冷卻，降溫至70-80℃；冷卻后的半水石膏產(chǎn)品由成品輸送刮板輸出；排出冷卻爐的空氣在冷卻引風(fēng)機(jī)的作用下，進(jìn)入回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)內(nèi)，攜帶石膏煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸汽由回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)出料端的出氣口排出；其中攜帶的粉塵由脈沖布袋除塵器收集，經(jīng)其下方的螺旋輸送機(jī)送入煅燒機(jī)出料刮板，與回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)排出的產(chǎn)品一同進(jìn)入冷卻工序；除塵后的氣體通過(guò)除塵引風(fēng)機(jī)排空。
本發(fā)明的半水石膏煅燒系統(tǒng)采用蒸汽作為熱源的間接換熱形式，熱源與原料不直接接觸，對(duì)產(chǎn)品不會(huì)造成污染，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。通入回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)的氣體僅僅作為帶走煅燒水蒸汽的攜濕氣體，因此所需氣量不大，在回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)的氣速很低，攜帶粉塵量少，減少了除塵設(shè)備的負(fù)荷，降低了除塵設(shè)備的投資成本。煅燒爐所使用的攜濕氣體為經(jīng)冷卻機(jī)預(yù)熱后的熱空氣，避免了直接使用冷空氣時(shí)在回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)所消耗的熱量，提高了回轉(zhuǎn)煅燒爐的熱利用率。本發(fā)明具有熱效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、操作維修簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。采用上述半水石膏煅燒系統(tǒng)的半水石膏制取工藝同時(shí)具有運(yùn)行穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量可靠的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的半水石膏煅燒系統(tǒng)的組成示意圖。
圖2是本發(fā)明中的回轉(zhuǎn)煅燒爐的橫截面示意圖。
圖3是本發(fā)明中回轉(zhuǎn)煅燒爐的換熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、天然石膏窯頭倉(cāng)，2、脫硫石膏窯頭倉(cāng)，3、脫硫石膏稱量皮帶，4、混合石膏稱量調(diào)速皮帶，5、雙螺旋給料機(jī)，6、回轉(zhuǎn)煅燒爐，7、脈沖布袋除塵器，8、除塵引風(fēng)機(jī)，9、螺旋輸送機(jī)，10、出料刮板，11、斗提機(jī)，12、冷卻螺旋輸送機(jī)，13、回轉(zhuǎn)冷卻爐，14、空氣過(guò)濾器，15、成品輸送刮板，16、冷卻引風(fēng)機(jī)，17、疏水槽，18、減壓閥，19、換熱管，20、大螺距、大翅高的翅片，21、小螺距、小翅高的翅片，22、不凝汽小管，23、煅燒爐筒體，24、管架支撐。
具體實(shí)施例方式
圖1給出了本發(fā)明的半水石膏煅燒系統(tǒng)的組成示意圖。該系統(tǒng)包括脫硫石膏稱量皮帶3、混合石膏稱量調(diào)速皮帶4、雙螺旋給料機(jī)5、回轉(zhuǎn)煅燒爐6、疏水槽17、脈沖布袋除塵器7、除塵引風(fēng)機(jī)8、螺旋輸送機(jī)9、斗提機(jī)11、冷卻螺旋輸送機(jī)12、回轉(zhuǎn)冷卻爐13、空氣過(guò)濾器14及冷卻引風(fēng)機(jī)16。脫硫石膏稱量皮帶3置于混合石膏稱量調(diào)速皮帶4的上方，天然石膏與脫硫石膏按比例稱重后在混合石膏稱量調(diào)速皮帶4上混合。混合石膏稱量調(diào)速皮帶4置于雙螺旋給料機(jī)5的上方，將混合石膏輸入雙螺旋給料機(jī)5內(nèi)。雙螺旋給料機(jī)5與回轉(zhuǎn)煅燒爐6的進(jìn)料口連接，將混合石膏輸入回轉(zhuǎn)煅燒爐6內(nèi)與換熱管接觸進(jìn)行煅燒。如圖2給出的回轉(zhuǎn)煅燒爐6的橫截面示意圖所示，回轉(zhuǎn)煅燒爐6內(nèi)設(shè)有以同心圓方式排列的2-4圈換熱管19，這些同心圓以煅燒爐筒體23為圓心，每根換熱管內(nèi)設(shè)有不凝汽小管22，每根換熱管19外均纏繞有螺旋狀翅片，以增大換熱面積。各換熱管通過(guò)管架支撐24固定。如圖3所示，在換熱管19的不同位置處，其翅片形式不同，在靠近加料口端，因物料含水率較高，為防止物料掛在管壁上，采用大螺距、大翅高的翅片20；而在靠近出料端，因物料的含水率降低，粘性降低，故可采用小螺距、小翅高的翅片21，以增大換熱面積，增強(qiáng)換熱效果。換熱管19與蒸汽管路連接，蒸汽管路上設(shè)有減壓閥18?；剞D(zhuǎn)煅燒爐6的排料口下方設(shè)有煅燒機(jī)出料刮板10。疏水槽17與回轉(zhuǎn)煅燒爐6的冷凝水出口連接。脈沖布袋除塵器7與回轉(zhuǎn)煅燒爐6的出氣口相連，除塵引風(fēng)機(jī)8與脈沖布袋除塵器7連接。螺旋輸送機(jī)9置于脈沖布袋除塵器7的下方并與出料刮板10連接。斗提機(jī)11與出料刮板10連接，其出口端與冷卻螺旋輸送機(jī)12連接；冷卻螺旋輸送機(jī)12與回轉(zhuǎn)冷卻爐13的進(jìn)料口相連，回轉(zhuǎn)冷卻爐13的排料口下方設(shè)有成品輸送刮板15；空氣過(guò)濾器14與回轉(zhuǎn)冷卻爐13的進(jìn)風(fēng)口連接，冷卻引風(fēng)機(jī)16連接在回轉(zhuǎn)冷卻爐13的出風(fēng)口與回轉(zhuǎn)煅燒爐6的進(jìn)風(fēng)口之間。
回轉(zhuǎn)煅燒爐6配有調(diào)速裝置，使煅燒爐的轉(zhuǎn)速在一定范圍內(nèi)可調(diào)，滿足蒸汽、原料等條件發(fā)生變化時(shí)的使用需要。
煅燒產(chǎn)品所需溫度可通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。蒸汽冷凝產(chǎn)生的冷凝水在回轉(zhuǎn)煅燒爐6的斜度作用下，隨回轉(zhuǎn)煅燒爐6的轉(zhuǎn)動(dòng)，排出回轉(zhuǎn)煅燒爐6，進(jìn)入疏水槽17。疏水槽17內(nèi)冷凝水達(dá)到一定液位后，排水閥門開啟，將冷凝水排入冷凝水總管。在回轉(zhuǎn)煅燒爐6的運(yùn)行過(guò)程中，換熱管內(nèi)產(chǎn)生的不凝縮性氣體由每根換熱管內(nèi)的不凝汽小管22排至爐體外的不凝汽總管中，并定期排放。
整個(gè)系統(tǒng)采用PLC自動(dòng)控制，提高了系統(tǒng)操作的自動(dòng)化程度和運(yùn)行穩(wěn)定性，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度。
采用上述半水石膏煅燒系統(tǒng)的半水石膏制取工藝的流程為天然石膏窯頭倉(cāng)1中的天然石膏落在混合石膏稱量調(diào)速皮帶4上，用脫硫石膏稱量皮帶3從脫硫石膏窯頭倉(cāng)2中稱出一定量的脫硫石膏，并運(yùn)送到混合石膏稱量調(diào)速皮帶4上形成混合石膏，天然石膏的重量占混合石膏的90％，脫硫石膏的重量占混合石膏的10％。經(jīng)混合石膏稱量調(diào)速皮帶4稱重調(diào)節(jié)后，將一定量的混合石膏通過(guò)雙螺旋給料機(jī)5送入回轉(zhuǎn)煅燒爐6中。飽和蒸汽經(jīng)減壓閥18減壓至0.8-1.0MPa，通入回轉(zhuǎn)煅燒爐6中的換熱管19中。蒸汽通過(guò)換熱管管壁與混合石膏原料進(jìn)行接觸換熱，脫除表面游離水以及結(jié)晶水，形成半水石膏。煅燒后的半水石膏產(chǎn)品從回轉(zhuǎn)煅燒爐6出料端排出，經(jīng)出料刮板10、斗提機(jī)11、冷卻螺旋輸送機(jī)12送入回轉(zhuǎn)冷卻爐13中進(jìn)行冷卻，降溫至70-80℃，冷卻后的半水石膏產(chǎn)品由成品輸送刮板15輸出。
自然空氣經(jīng)空氣過(guò)濾器14過(guò)濾后，首先進(jìn)入回轉(zhuǎn)冷卻爐13內(nèi)，對(duì)高溫半水石膏產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，排出冷卻爐的空氣具有一定的溫度，在冷卻引風(fēng)機(jī)16的作用下，進(jìn)入回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)6內(nèi)，作為攜濕氣體，攜帶石膏煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸汽由回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)6出料端的出氣口排出。其中攜帶的少量粉塵由脈沖布袋除塵器7收集，經(jīng)其下方的螺旋輸送機(jī)9送入回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)6后面的出料刮板10，與回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)6排出的產(chǎn)品一同進(jìn)入冷卻工序。除塵后的氣體通過(guò)除塵引風(fēng)機(jī)8排空。
權(quán)利要求
1.一種半水石膏煅燒系統(tǒng)，包括脫硫石膏稱量皮帶、混合石膏稱量調(diào)速皮帶、雙螺旋給料機(jī)、回轉(zhuǎn)煅燒爐、疏水槽、脈沖布袋除塵器、除塵引風(fēng)機(jī)、螺旋輸送機(jī)、斗提機(jī)、冷卻螺旋輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)冷卻爐、空氣過(guò)濾器及冷卻引風(fēng)機(jī)；其特征是脫硫石膏稱量皮帶設(shè)置在混合石膏稱量調(diào)速皮帶的上方，混合石膏稱量調(diào)速皮帶設(shè)置在雙螺旋給料機(jī)的上方；雙螺旋給料機(jī)與回轉(zhuǎn)煅燒爐的進(jìn)料口連接，回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)設(shè)有換熱管，換熱管與蒸汽管路連接，蒸汽管路上設(shè)有減壓閥；回轉(zhuǎn)煅燒爐的出料口下方設(shè)有出料刮板；疏水槽與回轉(zhuǎn)煅燒爐的冷凝水出口連接；脈沖布袋除塵器與回轉(zhuǎn)煅燒爐的出氣口連接；除塵引風(fēng)機(jī)與脈沖布袋除塵器連接；螺旋輸送機(jī)設(shè)置在脈沖布袋除塵器的下方并與煅燒機(jī)出料刮板連接；斗提機(jī)與出料刮板連接，其出口端與冷卻螺旋輸送機(jī)連接；冷卻螺旋輸送機(jī)與回轉(zhuǎn)冷卻爐進(jìn)料口相連，回轉(zhuǎn)冷卻爐的排料口下方設(shè)有成品輸送刮板；空氣過(guò)濾器與回轉(zhuǎn)冷卻爐進(jìn)風(fēng)口連接，冷卻引風(fēng)機(jī)連接在回轉(zhuǎn)冷卻爐出風(fēng)口與回轉(zhuǎn)煅燒爐進(jìn)風(fēng)口之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半水石膏煅燒系統(tǒng)，其特征是所述回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)的換熱管以同心圓方式排列有2-4圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半水石膏煅燒系統(tǒng)，其特征是所述回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)的換熱管外纏繞有螺旋狀翅片，在靠近加料端的翅片的螺距和翅高大于靠近出料端翅片的螺距和翅高。
4.一種采用權(quán)利要求1所述半水石膏煅燒系統(tǒng)的半水石膏制取工藝，其特征是該工藝的流程為天然石膏送至混合石膏稱量調(diào)速皮帶上，用脫硫石膏稱量皮帶稱取一定量的脫硫石膏，并運(yùn)送到混合石膏稱量調(diào)速皮帶上形成混合石膏，天然石膏的重量占混合石膏的90％，脫硫石膏的重量占混合石膏的10％；經(jīng)混合石膏稱量調(diào)速皮帶稱重調(diào)節(jié)后，將一定量的混合石膏通過(guò)雙螺旋給料機(jī)送入回轉(zhuǎn)煅燒爐中；飽和蒸汽經(jīng)減壓閥減壓至0.8-1.0MPa，通入回轉(zhuǎn)煅燒爐中的換熱管中，蒸汽通過(guò)換熱管管壁與混合石膏原料進(jìn)行接觸換熱，脫除表面游離水以及結(jié)晶水，形成半水石膏；煅燒后的半水石膏產(chǎn)品從回轉(zhuǎn)煅燒爐出料端排出，經(jīng)煅燒機(jī)出料刮板、斗提機(jī)、冷卻螺旋輸送機(jī)送入回轉(zhuǎn)冷卻爐中進(jìn)行冷卻，降溫至70-80℃；冷卻后的半水石膏產(chǎn)品由成品輸送刮板輸出；排出冷卻爐的空氣在冷卻引風(fēng)機(jī)的作用下，進(jìn)入回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)內(nèi)，攜帶石膏煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸汽由回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)出料端的出氣口排出；其中攜帶的粉塵由脈沖布袋除塵器收集，經(jīng)其下方的螺旋輸送機(jī)送入煅燒機(jī)出料刮板，與回轉(zhuǎn)煅燒機(jī)排出的產(chǎn)品一同進(jìn)入冷卻工序；除塵后的氣體通過(guò)除塵引風(fēng)機(jī)排空。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種半水石膏煅燒系統(tǒng)及其制取工藝。半水石膏煅燒系統(tǒng)包括混合石膏稱量調(diào)速皮帶、雙螺旋給料機(jī)、回轉(zhuǎn)煅燒爐、脈沖布袋除塵器、除塵引風(fēng)機(jī)、螺旋輸送機(jī)、斗提機(jī)、冷卻螺旋輸送機(jī)、回轉(zhuǎn)冷卻爐、空氣過(guò)濾器及冷卻引風(fēng)機(jī)。半水石膏制取工藝的流程為天然石膏和脫硫石膏按比例通過(guò)混合石膏稱量調(diào)速皮帶形成混合石膏，將混合石膏通過(guò)雙螺旋給料機(jī)送入回轉(zhuǎn)煅燒爐中，通過(guò)回轉(zhuǎn)煅燒爐中的換熱管加熱脫除表面游離水以及結(jié)晶水，形成半水石膏；半水石膏產(chǎn)品送入回轉(zhuǎn)冷卻爐中進(jìn)行冷卻后由成品輸送刮板輸出。本發(fā)明的半水石膏煅燒系統(tǒng)具有熱效率高、運(yùn)行穩(wěn)定、操作維修簡(jiǎn)便的特點(diǎn)。半水石膏制取工藝同時(shí)具有運(yùn)行穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量可靠的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C04B11/032GK1927753SQ20061006900
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2006年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月20日
發(fā)明者吳靜, 柴本銀, 李鐵, 田青, 金鵬, 苗楠, 牛振國(guó), 甄廣杰 申請(qǐng)人:山東天力干燥設(shè)備有限公司