專利名稱：穩(wěn)定、冷卻和干燥熟石膏的方法和裝置的制作方法
穩(wěn)定、冷卻和干燥熟石膏的方法和裝置本發(fā)明涉及連續(xù)調(diào)節(jié)熟石膏的方法。石膏是二水硫酸鈣(CaSO4.2H20)化學(xué)化合物的礦物學(xué)工藝名稱。通過供應(yīng)熱能，石膏每公式單位失去其化學(xué)結(jié)合的結(jié)晶水的IV2個(gè)分子，二水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣CaSO4.V2H2O。半水硫酸鈣存在兩種工藝形式，盡管它們?cè)诨瘜W(xué)礦物學(xué)上相同，但是在實(shí)踐中通常以α變型(Modifikation)和β變型的形式區(qū)分。當(dāng)在大氣壓下進(jìn)行熱能的供應(yīng)時(shí)，貝1J獲得半水硫酸鈣的β變型。β變型是熟石膏的主要組分，熟石膏作為粘合劑對(duì)于石膏泥和石膏板的制備來說具有重大意義。半水硫酸鈣的α變型的制備從過飽和水溶液，即在酸和鹽的電解質(zhì)溶液中進(jìn)行或者在升高的溫度和升高的蒸汽壓下在高壓釜中進(jìn)行。該反應(yīng)通常使用添加劑進(jìn)行，所述添加劑以期望的方式影響所產(chǎn)生的晶體的形態(tài)。本發(fā)明涉及熟石膏的穩(wěn)定、冷卻和干燥，目標(biāo)主要是制備半水硫酸鈣的β變型。工藝上通過供應(yīng)熱能除去石膏中結(jié)合的結(jié)晶水的常用手段是煅燒。存在不同的石膏煅燒法，根據(jù)熱能的供應(yīng)而分為間接煅燒法和直接煅燒法。蒸煮器和旋轉(zhuǎn)管式煅燒器屬于間接煅燒法的類別，其中石膏不與燃燒氣體接觸。如果待煅燒的石膏與燃燒氣體接觸，則為直接煅燒法。直接法包括研磨煅燒、在旋轉(zhuǎn)管式爐中煅燒，在流管中和在相似裝置中煅燒。根據(jù)工藝條件，來自不同煅燒法的熟石膏的性質(zhì)不同。因此，在蒸煮器或旋轉(zhuǎn)管式煅燒器中煅燒的熟石膏具有較高的相位穩(wěn)定性。其原因是每單位時(shí)間較小的熱負(fù)荷。在間接法中，煅燒石膏的時(shí)間可以持續(xù)至多數(shù)小時(shí)。而在研磨煅燒法中或者在流管中煅燒時(shí)，與燃燒氣體的接觸時(shí)間至多為20至30秒。直接煅燒法在工業(yè)上經(jīng)常使用，因?yàn)樵O(shè)備更緊湊并且因此更經(jīng)濟(jì)，并且熱效率更高。熟石膏的凝結(jié)時(shí)間也更短，這有利于石膏板的工業(yè)制造。制備石膏泥和石膏板期望的相是半水硫酸鈣CaSO4.72Η20，其在工藝上在150° C至170° C的過程溫度下形成。當(dāng)過程溫度在180° C至約300° C的范圍內(nèi)時(shí)，則形成可溶性無水硫酸鈣(無水合物III)。可溶性無水合物不含結(jié)合的結(jié)晶水。當(dāng)然，可溶性無水合物在水或甚至水蒸汽的存在下轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣。其為可逆放熱反應(yīng)，其中釋放出210kJ至225kJ/kg半水硫酸I丐的熱能。當(dāng)過程溫度超過300° C時(shí)，形成難溶性無水硫酸鈣。在熟石膏中不期望該相。難溶性無水合物在熟石膏的正常使用中不參與凝結(jié)過程。當(dāng)然，向難溶性無水合物的轉(zhuǎn)化需要熱能，這對(duì)制備的熟石膏來說沒有益處。熟石膏中難溶性無水合物的存在基本上意味著不經(jīng)濟(jì)的煅燒法。工藝煅燒的熟石膏很少是純相的，而是具有至多四個(gè)硫酸鈣相的組成。期望的是半水硫Ifef丐CaSO4.V2H2O相。在較大熟石骨顆粒的芯部中可以存在沒有接收足夠熱能的二水硫酸鈣(石膏)CaSO4.2Η20殘留物。相反，較小熟石膏顆粒可以具有可溶性無水硫酸鈣CaSO4相。熟石膏中二水硫酸鈣和可溶性無水硫酸鈣的存在影響熟石膏的凝結(jié)時(shí)間及其需水量。目的是消除這兩個(gè)相或者至少將其穩(wěn)定地降低至盡可能小的含量。
對(duì)于熟石膏的需水量來說，在調(diào)節(jié)之前構(gòu)成大部分經(jīng)煅燒熟石膏的初級(jí)半水合物的缺陷的修復(fù)與可溶性半水硫酸鈣的分解同樣重要。產(chǎn)生晶內(nèi)缺陷、表面缺陷以及半水合物晶體彼此之間的晶間應(yīng)力或半水合物晶體與另外三個(gè)硫酸鈣相之間的晶間應(yīng)力。過去進(jìn)行了大量努力使可溶性無水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣。EP1547984A1中描述了一種方法，其中在旋轉(zhuǎn)裝置中潤(rùn)濕熟石膏，從而使可溶性無水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣。為此引入水或水蒸汽。裝置與熟石膏接觸的所有外表面加熱至超過100° C。無意進(jìn)行熟石膏的冷卻。W02008074137A1中也描述了引入水蒸汽從而調(diào)節(jié)熟石膏。使處于靜止裝置中的熟石膏與水蒸汽接觸。將裝置內(nèi)的水蒸汽壓設(shè)定為高于大氣壓。無意進(jìn)行熟石膏的冷卻和干燥。相位穩(wěn)定過程不連續(xù)地進(jìn)行。根據(jù)W02009135688A1，在反應(yīng)容器中通過引入熱的潮濕氣體對(duì)通過快速煅燒獲得的石膏進(jìn)行后煅燒，其中在反應(yīng)容器中的停留時(shí)間遠(yuǎn)大于在前述快速煅燒中的停留時(shí)間。在該方法中也無意進(jìn)行熟石膏的冷卻和干燥。在前述方法中，在各個(gè)反應(yīng)室中分別引入水或水蒸汽從而分解可溶性無水硫酸鈣。根據(jù)W02009135688A1的方法也是如此。其中水蒸汽當(dāng)然以過熱形式存在于潮濕空氣中。根據(jù)煅燒法的工藝條件、石膏的純度和表面濕度以及燃燒氣體中的水蒸汽含量，潮濕氣體中的水蒸汽含量至少為30% (體積百分比)。前述方法中均無意在根據(jù)該發(fā)明的處理之后進(jìn)行干燥熟石膏的措施。即使當(dāng)引入熱能以干燥熟石膏時(shí)(如根據(jù)EP1547984A1的情況)，如果沒有可以吸收水蒸汽殘留物的載體介質(zhì)(例如空氣)，熟石膏中還會(huì)殘留過熱水蒸汽的殘余物。當(dāng)這種熟石膏在之后的輸送裝置中遇到溫度低于水蒸汽露點(diǎn)的表面時(shí)，則進(jìn)行不可避免的冷凝。存在熟石膏顆粒在這些接觸表面上形成冷凝物并造成沉積的危險(xiǎn)。根據(jù)上述任一方法獲得的熟石膏特別用于制造石膏板。石膏板是最為推廣的石膏部件。在兩個(gè)紙板層之間存在完全被這兩個(gè)紙板層包圍的石膏芯。在石膏芯的制備過程中，熟石膏中的變動(dòng)相造成變動(dòng)的需水量和變化的凝結(jié)行為。除了主要組分熟石膏和水之外，在混合器中加入大量的添加劑，從而實(shí)現(xiàn)期望的熟石膏凝結(jié)。添加劑，例如分散劑、促進(jìn)劑和延緩劑，造成期望的凝結(jié)行為。熟石膏的性質(zhì)越穩(wěn)定，水和添加劑的需求越小。在此，通過相位穩(wěn)定的熟石膏產(chǎn)生極大的成本降低的趨勢(shì)。當(dāng)熟石膏和水的懸浮體的溫度為35° C并且不超過40° C時(shí)，熟石膏的凝結(jié)最佳地進(jìn)行。出于該原因，必須將熟石膏冷卻至約80° C，從而實(shí)現(xiàn)最佳的懸浮體溫度。石膏工業(yè)對(duì)熟石膏使用直接和間接冷卻體系。直接冷卻體系基于在流體管和流化床冷卻器中與冷卻空氣直接接觸。然而，最為推廣的是間接冷卻體系，其中使用旋轉(zhuǎn)管式冷卻器。已知在旋轉(zhuǎn)管式冷卻器中，除了冷卻熟石膏之外還一定程度地減少可溶性無水硫酸鈣。當(dāng)然，幾乎不發(fā)生二水硫酸鈣的減少，因?yàn)樵诳扇苄詿o水硫酸鈣向半水硫酸鈣的轉(zhuǎn)化時(shí)釋放的熱能被冷卻空氣吸收。根據(jù)本發(fā)明的方法的目的在于，提供一種用于制備相位穩(wěn)定的、干燥且冷卻的熟石膏的方法和裝置，所述方法以節(jié)能的方式經(jīng)濟(jì)且工藝可靠地發(fā)揮其作用。根據(jù)本發(fā)明，在連續(xù)調(diào)節(jié)熟石膏的方法中這樣解決該目的，從上游煅燒設(shè)備將熟石膏以顆粒形式引入熟石膏冷卻器中，其中在熟石膏冷卻器中，首先使可溶性無水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣并且使二水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣，并且修復(fù)晶體缺陷，然后使熟石膏與環(huán)境空氣接觸并且通過環(huán)境空氣干燥，同時(shí)間接冷卻。通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)用于穩(wěn)定、冷卻和干燥熟石膏的連續(xù)方法，不必出于穩(wěn)定的目的而引入水或水蒸汽。熟石膏的干燥也不需要額外的熱能。與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用于獲得熟石膏的裝置不同，通過使從煅燒設(shè)備導(dǎo)出的熟石膏首先在熟石膏冷卻器的第一區(qū)域中停留，在所述第一區(qū)域中發(fā)生二水硫酸鈣的減少形成半水硫酸鈣，其中吸收在可溶性無水硫酸鈣向半水硫酸鈣的轉(zhuǎn)化時(shí)釋放的熱能，使得該過程不需要從外部引入熱能。從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中給出本發(fā)明的有利的實(shí)施方案。優(yōu)選地，在熟石膏冷卻器中引入密度為O. 7至O. 9kg/dm3的熟石膏。有利地，將熟石膏和煅燒系統(tǒng)攜帶的工藝氣體一起引入反應(yīng)容器中。在此，工藝氣體優(yōu)選具有O. 65至O. 7kg/m3的密度。優(yōu)選地，以工藝氣體在標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積計(jì)，引入水蒸汽含量為O. 25至O. 40kg/m3的工藝氣體。在此，熟石膏首先通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)管式冷卻器中的穩(wěn)定區(qū)域而引入。有利地，熟石膏在穩(wěn)定區(qū)域中停留10至15分鐘。穩(wěn)定區(qū)域這樣構(gòu)造，通過在熟石膏的流動(dòng)方向上位于穩(wěn)定區(qū)域下游的冷卻區(qū)域中供應(yīng)環(huán)境空氣從而排出在穩(wěn)定區(qū)域中由于熟石膏中的相變而釋放的水蒸汽。優(yōu)選地，環(huán)境空氣在熟石膏上方與熟石膏的流動(dòng)方向逆向流動(dòng)從而吸收水蒸汽，從而保證良好的水吸收和良好的熱傳導(dǎo)。被證明特別有利的是，環(huán)境空氣以小于O. lm/s的流速引入冷卻區(qū)域。優(yōu)選地，引入的環(huán)境空氣通過與熟石膏接觸而加熱至大于80° C的溫度。同樣有利的是，環(huán)境空氣在穩(wěn)定區(qū)域和冷卻區(qū)域之間的過渡之處在熟石膏的流動(dòng)方向上逆轉(zhuǎn)(即180° C逆轉(zhuǎn))，并且再次從熟石膏冷卻器中引出。通過流向逆轉(zhuǎn)避免了環(huán)境空氣在穩(wěn)定區(qū)域除去水蒸汽，水蒸汽在穩(wěn)定區(qū)域中對(duì)于熟石膏相的相位穩(wěn)定來說是必須的。在冷卻區(qū)域中，熟石膏首先通過引入冷卻管的環(huán)境空氣而間接冷卻。對(duì)于間接冷卻所使用的環(huán)境空氣在此加熱至至多100° C的溫度。根據(jù)本發(fā)明的方法特別有利的是，在冷卻管中加熱的環(huán)境空氣作為冷卻器廢氣作為預(yù)熱的燃燒空氣再次引入煅燒設(shè)備的至少一個(gè)燃燒器中，從而節(jié)省燃料能。因此，根據(jù)本發(fā)明，熟石膏的相位穩(wěn)定、干燥和冷卻在兩個(gè)區(qū)域中進(jìn)行首先在穩(wěn)定區(qū)域中，可溶性無水硫酸鈣通過吸收水蒸汽和釋放轉(zhuǎn)化熱能而轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣；二水硫酸鈣通過利用釋放的熱能而轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣，并且修復(fù)了初級(jí)半水硫酸鈣的缺陷。然后通過這種方式相位穩(wěn)定的熟石膏在冷卻區(qū)域中與環(huán)境空氣直接接觸而干燥，并且與環(huán)境空氣間接接觸而冷卻。根據(jù)本發(fā)明，存在于熟石膏顆粒之間的來自上游煅燒系統(tǒng)的工藝氣體的水蒸汽促進(jìn)了可溶性無水硫酸鈣向半水硫酸鈣的轉(zhuǎn)化。之后，在向半水硫酸鈣轉(zhuǎn)化時(shí)釋放的來自二水硫酸鈣結(jié)合的結(jié)晶水的水蒸汽繼續(xù)了可溶性無水硫酸鈣向半水硫酸鈣的轉(zhuǎn)化。因此，熟石膏的穩(wěn)定在裝置的第一區(qū)域中進(jìn)行。冷卻和干燥在第二區(qū)域中進(jìn)行。本發(fā)明涉及用于進(jìn)行所述方法的裝置。
根據(jù)本發(fā)明，所述裝置的特征在于其包括熟石膏冷卻器，所述熟石膏冷卻器以旋轉(zhuǎn)管式冷卻器的形式形成并且包括分離的穩(wěn)定區(qū)域和分離的冷卻區(qū)域。優(yōu)選地，在穩(wěn)定區(qū)域和冷卻區(qū)域之間設(shè)置環(huán)形密封件，特別是至少一個(gè)擋板。例如安裝多個(gè)豎直擋板，所述擋板避免熟石膏流體從熟石膏進(jìn)料槽至穩(wěn)定區(qū)域出口的捷徑(Kurzschluss)。優(yōu)選地，在冷卻區(qū)域中設(shè)置冷卻管從而在熟石膏和作為冷卻空氣引入的環(huán)境空氣之間進(jìn)行間接換熱。被證明同樣有利的是，在冷卻區(qū)域中，特別是在其中軸上，設(shè)置干燥管。有利地，在旋轉(zhuǎn)管式冷卻器的前板的中間設(shè)置具有密封件的進(jìn)料槽從而將熟石膏引入穩(wěn)定區(qū)域。當(dāng)在冷卻區(qū)域上連接熟石膏卸料斗和葉輪閘門(Zellradschleuse)從而輸送熟石膏時(shí)，制造的熟石膏的簡(jiǎn)單輸送是有可能的。在此可以如下設(shè)置通過滾珠座圈(Laufringen)和滾珠軸承(Rollenlagern)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)管式冷卻器的軸承結(jié)構(gòu)，其中一個(gè)以固定軸承的形式形成，一個(gè)以不固定的浮動(dòng)軸承的形式形成從而彌補(bǔ)熱膨脹。旋轉(zhuǎn)管式冷卻器的傳動(dòng)例如以鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)或齒輪傳動(dòng)的方式完成。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)管式冷卻器以3至8轉(zhuǎn)/分鐘旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)管式冷卻器的設(shè)置，穩(wěn)定區(qū)域和冷卻區(qū)域均不需要隔熱體。下文通過實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖分別顯示了

圖1根據(jù)本發(fā)明的由穩(wěn)定區(qū)域和冷卻區(qū)域組成的具有外圍設(shè)備的熟石膏冷卻器，圖2在具有穩(wěn)定區(qū)域的石膏冷卻器的起動(dòng)狀態(tài)下熟石膏中的無水合物II1-含量隨時(shí)間的變化，和圖3在具有穩(wěn)定區(qū)域的石膏冷卻器的起動(dòng)狀態(tài)下結(jié)晶水含量隨時(shí)間的變化。圖1中顯示的熟石膏冷卻器的特征主要在于，其由穩(wěn)定區(qū)域2和冷卻區(qū)域3組成。根據(jù)本發(fā)明對(duì)實(shí)踐中常用的間接冷卻水平旋轉(zhuǎn)管式冷卻器進(jìn)行改進(jìn)，其中合并穩(wěn)定區(qū)域2。穩(wěn)定區(qū)域2內(nèi)部具有擋板10，使得進(jìn)料的經(jīng)煅燒熟石膏A不會(huì)通過捷徑流向穩(wěn)定區(qū)域2的出口。已知?jiǎng)傡褵氖焓郃以流化狀態(tài)存在。在流化狀態(tài)下，熟石膏漂浮在已經(jīng)存在于穩(wěn)定區(qū)域2中的熟石膏上。擋板10避免所述捷徑，并且使進(jìn)料的經(jīng)煅燒熟石膏A與存在于穩(wěn)定區(qū)域2中的熟石膏混合。熟石膏的具有與此相關(guān)的良好流動(dòng)性質(zhì)的流化狀態(tài)也是為什么穩(wěn)定區(qū)域2的入口處熟石膏進(jìn)料槽I就已足夠的原因。不需要進(jìn)料螺桿。進(jìn)料的經(jīng)煅燒熟石膏A根據(jù)相位組成具有2. 55至2. 65kg/dm3的密度。然而，經(jīng)煅燒的熟石膏A的表觀密度僅為O. 7至O. 9kg/dm3。熟石膏顆粒被具有O. 65至O. 7kg/m3的較小密度的工藝氣體包圍。工藝氣體源自上游安裝的煅燒系統(tǒng)。以工藝氣體在標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積計(jì)，工藝氣體中的水蒸汽含量介于O. 25和O. 4kg/m3之間。這么少量的水蒸汽足以開始相位穩(wěn)定過程。不需要從外部額外供應(yīng)水或水蒸汽?？扇苄詿o水硫酸鈣與存在的水蒸汽反應(yīng)并且轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣。在此釋放210至225kJ/kg半水硫fef丐的熱能。穩(wěn)定區(qū)域2的外殼表面不需要從外部加熱，正如專利申請(qǐng)EP1547984B1中所建議。甚至可以避免外殼表面的隔熱體。亦即外殼的內(nèi)表面上溫度可以低于露點(diǎn)，因?yàn)榘鼑焓囝w粒的工藝氣體具有大于70° C的露點(diǎn)溫度。然而溫度低于露點(diǎn)是有利的，因?yàn)榧铀倭丝扇苄詿o水硫酸鈣向半水硫酸鈣的轉(zhuǎn)化。無需擔(dān)心冷凝物中的熟石膏顆粒沉積在外殼內(nèi)表面上，因?yàn)樾D(zhuǎn)的穩(wěn)定區(qū)域2中移動(dòng)的熟石膏避免了沉積。二水硫酸I丐至半水硫酸I丐的轉(zhuǎn)化熱為570至580kJ/kg半水硫酸I丐?？扇苄詿o水硫酸鈣至Ikg半水硫酸鈣的轉(zhuǎn)化熱能有可能使二水硫酸鈣(石膏)轉(zhuǎn)化成O. 35至O. 4kg半水硫酸鈣。其中釋放二水硫酸鈣中的172份的結(jié)合的結(jié)晶水。僅1/2份的結(jié)合的結(jié)晶水用于可溶性無水硫酸鈣的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。結(jié)晶水釋放足夠長(zhǎng)的時(shí)間，直至熟石膏中的二水硫酸鈣部分完全消耗。不需要從外部引入水、水蒸汽或含水蒸汽的工藝氣體。經(jīng)煅燒的熟石膏A在穩(wěn)定區(qū)域2中的停留時(shí)間為10至15分鐘。約運(yùn)行I小時(shí)之后熟石膏的相已經(jīng)被最大程度地穩(wěn)定(參見圖1和2)。熟石膏冷卻器通過鏈傳動(dòng)9或齒輪傳動(dòng)9傳動(dòng)。滾珠座圈8放置在滾珠軸承上，其中一個(gè)軸承設(shè)置為固定軸承。不固定的浮動(dòng)軸承彌補(bǔ)由于熱膨脹而造成的長(zhǎng)度變化。熟石膏冷卻器的轉(zhuǎn)速介于3和8轉(zhuǎn)/分鐘之間。在此，穩(wěn)定區(qū)域2和冷卻區(qū)域3中存在的熟石膏平緩移動(dòng)。由于移動(dòng)造成的熟石膏顆粒之間的摩擦積極影響熟石膏的需水量。熟石膏顆粒的表面在煅燒之后粗糙且龜裂。在直接煅燒系統(tǒng)中燃燒的熟石膏的情況特別如此。在不處理顆粒表面的情況下需要更高的需水量以制備具有熟石膏的懸浮體。通過在具有穩(wěn)定區(qū)域2的自轉(zhuǎn)的熟石膏冷卻器中熟石膏的移動(dòng)和摩擦使得顆粒表面平滑。此時(shí)分離出微細(xì)熟石膏粒子，所述微細(xì)熟石膏粒子積極影響熟石膏的顆粒分布。微細(xì)粒子占據(jù)粗大熟石膏粒子之間的空間并且因此減少用于填充間隙的需水量。通過特別是直接煅燒法中高的熱負(fù)荷，熟石膏粒子經(jīng)受張力并且具有晶間破裂。當(dāng)熟石膏顆粒與水接觸時(shí)，發(fā)生更強(qiáng)的顆粒分解，這導(dǎo)致更高的需水量。可溶性無水硫酸鈣以及初級(jí)半水硫酸鈣均遭受該破裂和缺陷。在穩(wěn)定區(qū)域2中除了可溶性無水硫酸鈣向半水硫酸鈣轉(zhuǎn)化之外，主要還修復(fù)在煅燒中形成的初級(jí)半水合物的晶內(nèi)張力和表面缺陷。兩個(gè)轉(zhuǎn)化過程和晶間張力的修復(fù)一起使得顆粒分解達(dá)到最小化。如上文已述，通過利用可溶性無水硫酸鈣向半水硫酸鈣轉(zhuǎn)化放出的熱使得二水硫酸鈣向半水硫酸鈣相變，從而升高穩(wěn)定區(qū)域2中的水蒸汽含量。除去可溶性無水硫酸鈣向半水硫酸鈣轉(zhuǎn)化不需要的水蒸汽含量。如果過量的水蒸汽到達(dá)冷卻區(qū)域3中，由于溫度低于露點(diǎn)會(huì)在冷卻管上出現(xiàn)冷凝物。普遍已知微細(xì)顆粒狀固體與水接觸會(huì)傾向于沉積在接觸表面上。微細(xì)的熟石膏顆粒會(huì)吸收在表面水分中并覆蓋冷卻管。其結(jié)果是阻礙通過冷卻管導(dǎo)熱。用于干燥熟石膏的最佳載體是環(huán)境空氣。干燥空氣D到達(dá)熟石膏卸料斗5并且從熟石膏卸料斗5進(jìn)入冷卻室3。與熟石膏逆流使得干燥空氣D加熱至至多80° C。冷卻區(qū)域3中的流速小于O. lm/s ο加熱的空氣流有可能從熟石膏中吸收最少量的水蒸汽。干燥空氣D的流向在穩(wěn)定區(qū)域2的出口處180°逆轉(zhuǎn)。這樣確保了干燥空氣D不從穩(wěn)定區(qū)域2吸取水蒸汽，因?yàn)榇颂幮枰羝M(jìn)行相位穩(wěn)定。負(fù)載有水蒸汽的干燥空氣F通過中間干燥管7到達(dá)外部濾塵器12。鼓風(fēng)機(jī)13輸送除塵空氣F通過熟石膏冷卻器和濾塵器12。通過葉輪閘門14將干燥空氣F中包含的石膏粉塵送回至熟石膏冷卻器中。
為了冷卻熟石膏也使用環(huán)境空氣。冷卻空氣C被吸入設(shè)置在冷卻區(qū)域3中的多個(gè)冷卻管11中。通過間接換熱和逆流，熟石膏將其熱量釋放給冷卻空氣C。在此冷卻空氣C被加熱至至多100° C。加熱的冷卻空氣C離開冷卻管11到達(dá)冷卻空氣收集室4并在此處通過鼓風(fēng)機(jī)15吸出。加熱的冷卻器廢氣E不含粉塵并且因此可以作為預(yù)熱的燃燒空氣引入煅燒裝置中的燃燒器。通過起重伊(Hebeschaufeln)(未示出)從冷卻區(qū)域3連續(xù)地排出相位穩(wěn)定的、冷卻并干燥的熟石膏B。通過熟石膏卸料斗5和外部葉輪閘門6可以從出口取出熟石膏。通過根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)方法或者根據(jù)本發(fā)明的裝置保證節(jié)能并且操作安全地進(jìn)行相位穩(wěn)定的、冷卻且干燥的熟石膏的制備，并且提供具有高品質(zhì)的熟石膏。在穩(wěn)定區(qū)域2中，在石膏冷卻器的起動(dòng)狀態(tài)下，熟石膏中的無水硫酸鈣含量在1. 5小時(shí)之后已經(jīng)降低至小于10% (圖2)的重量百分比含量，因此在連續(xù)運(yùn)行中，熟石膏必須在穩(wěn)定區(qū)域2中停留小于一刻鐘，使得無水合物II1-含量降低至該值。半水硫酸鈣上結(jié)合的結(jié)晶水的含量以相應(yīng)的方式平行上升(圖3)，所述含量同樣以重量百分比計(jì)。附圖標(biāo)記列表I 熟石膏進(jìn)料槽2 穩(wěn)定區(qū)域3 冷卻區(qū)域4 冷卻空氣收集室5 熟石膏卸料斗6 葉輪閘門7 干燥管8 滾珠座圈9 鏈傳動(dòng)或齒輪傳動(dòng)10 擋板11 冷卻管12濾塵器13鼓風(fēng)機(jī)14葉輪閘門15鼓風(fēng)機(jī)A 在旋轉(zhuǎn)管式冷卻器入口處的經(jīng)煅燒的熟石膏B 在旋轉(zhuǎn)管式冷卻器出口處的熟石膏(相位穩(wěn)定、冷卻、干燥)C 冷卻空氣D 干燥空氣E 冷卻器廢氣F 干燥廢氣
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)調(diào)節(jié)熟石膏(A)的方法，從上游煅燒設(shè)備將熟石膏以顆粒形式引入熟石膏冷卻器中，其中在熟石膏冷卻器中，首先使可溶性無水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣并且使二水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣，并且修復(fù)晶體缺陷，然后使熟石膏(A)與環(huán)境空氣接觸并且通過環(huán)境空氣干燥，同時(shí)間接冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，引入密度為0.7至0.9kg/dm3的熟石膏(A)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，將熟石膏(A)和煅燒系統(tǒng)攜帶的工藝氣體一起引入熟石膏冷卻器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，引入密度為0.65至0.7kg/m3的工藝氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，以工藝氣體在標(biāo)準(zhǔn)條件下的體積計(jì)，引入水蒸汽含量為0.25至0.40kg/m3的工藝氣體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，熟石膏在以旋轉(zhuǎn)管式冷卻器的形式形成的熟石膏冷卻器中間接冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，熟石膏首先通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)管式冷卻器中的穩(wěn)定區(qū)域(2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，熟石膏在穩(wěn)定區(qū)域(2)中停留10至15分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，通過在熟石膏的流動(dòng)方向上位于穩(wěn)定區(qū)域下游的冷卻區(qū) 域(3)中供應(yīng)環(huán)境空氣從而排出在穩(wěn)定區(qū)域(2)中由于熟石膏(A)中的相變而釋放的水蒸汽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，環(huán)境空氣在熟石膏上方與熟石膏的流動(dòng)方向逆向流動(dòng)從而吸收水蒸汽。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，環(huán)境空氣以小于0.lm/s的流速引入冷卻區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，環(huán)境空氣通過與熟石膏接觸而加熱至大于80° C的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，環(huán)境空氣在穩(wěn)定區(qū)域和冷卻區(qū)域之間的過渡之處在熟石膏的流動(dòng)方向上逆轉(zhuǎn)并且從熟石膏冷卻器中排出。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，熟石膏通過引入冷卻管(11)的環(huán)境空氣而在冷卻區(qū)域(3)中冷卻。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，環(huán)境空氣加熱至至多100°C的溫度。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的方法,其特征在于,在冷卻管(11)中加熱的環(huán)境空氣作為冷卻器廢氣作為預(yù)熱的燃燒空氣引入煅燒設(shè)備的至少一個(gè)燃燒器中。
17.進(jìn)行根據(jù)權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的方法的裝置，其特征在于，所述裝置包括熟石膏冷卻器，所述熟石膏冷卻器以旋轉(zhuǎn)管式冷卻器的形式形成并且包括分離的穩(wěn)定區(qū)域(2)和分離的冷卻區(qū)域(3)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，在穩(wěn)定區(qū)域(2)和冷卻區(qū)域(3)之間設(shè)置環(huán)形密封件，特別是至少一個(gè)擋板(10)。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的裝置，其特征在于，在冷卻區(qū)域(3)中設(shè)置冷卻管(11)從而在熟石膏和作為冷卻空氣引入的環(huán)境空氣(C)之間進(jìn)行間接換熱。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在冷卻區(qū)域(3)中，特別是在其中軸上，設(shè)置干燥管(7) 。
21.根據(jù)權(quán)利要求17至20任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在旋轉(zhuǎn)管式冷卻器的前板的中間設(shè)置具有密封件的進(jìn)料槽(I)從而將熟石膏引入穩(wěn)定區(qū)域(2)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17至21任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在冷卻區(qū)域(3)上連接熟石膏卸料斗(5 )和葉輪閘門(6 )從而輸送熟石膏(B)。
23.根據(jù)權(quán)利要求17至22任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，旋轉(zhuǎn)管式冷卻器以3至8轉(zhuǎn)/分鐘旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
在連續(xù)調(diào)節(jié)熟石膏的方法中，從上游煅燒設(shè)備將熟石膏以顆粒形式引入熟石膏冷卻器中。在熟石膏冷卻器中，首先使可溶性無水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣并且使二水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成半水硫酸鈣，并且修復(fù)晶體缺陷。然后使熟石膏與環(huán)境空氣接觸并且通過環(huán)境空氣干燥，同時(shí)間接冷卻。
文檔編號(hào)F27D15/02GK103080684SQ201180039268
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月11日
發(fā)明者A·布羅西希, G·舍費(fèi)爾 申請(qǐng)人:格倫策巴赫Bsh有限公司