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用斯德煅烧炉煅烧硫石膏生产建筑石膏粉
  一、概述
  电厂、热电厂以及大型锅炉采用湿法脱硫产生大量的付产硫石膏,脱硫后的硫石膏经吸滤机过滤,表面水含量在10~15%,粒度分布10~100μm左右,硫酸钙含量普遍大于90%~95%。

  经多种试验表明脱硫石膏经干燥煅烧处理后,可生产优质建筑石膏粉。由于用脱硫石膏生产半水石膏在我国还刚起步,将硫石膏煅烧为建筑材料目前还没有专用的干燥煅烧生产设备,用生产天然石膏设备生产硫石膏工艺上有较大差异。国内一公司引进国外设备用以快速煅烧硫石膏生产建材石膏,目前使用中仍存在技术问题不断改进和调整。北京兴达开元脱硫石膏有限公司采用辽宁东大粉体工程技术有限公司设计制造的"斯德煅烧炉"用于煅烧硫石膏生产建筑石膏粉,于2006年4月开始调试并投入生产,在调试过程中依据硫石膏的特性制定出合理的煅烧工艺制度,生产出的半水石膏符合(GB9776-88)标准,达到并超过优等品的性能。该煅烧炉在硫石膏煅烧上的成功应用,给由硫石膏生产建筑石膏提供了先进可靠的工艺数据与设备。

  二、硫石膏煅烧的工艺过程与基本原理
  按上述的煅烧系统工艺,系统设备主要由热源、斯德煅烧炉、气固分离器、陈化仓、储仓组成。

  斯德煅烧炉是上述系统中的主要设备,斯德煅烧炉是一种快速煅烧设备,其主要结构由机械打散机构、气体分布室、干燥煅烧室、离心均化器组成。由燃烧室加热的热空气进入斯德煅烧炉气体分布室,送料机将欲煅烧物料送入斯德炉内,经设置在炉内底部的机械分散、经气体分布室进入炉内产生的旋转空气运动,使物料快速分散,形成较大比表面,热载体同物料快速传热,将干燥煅烧过程瞬间完成。

  本系统在热源上采用煤为燃料并采用了机烧燃煤烟气热风炉,用燃烧产生的高温烟气经降尘处理直接作为干燥、煅烧的热源。

  采用斯德煅烧炉煅烧硫石膏工艺过程如下:硫石膏经提升运输机送入斯德煅烧炉的给料机,并进入煅烧炉内,经煅烧炉内的机械分散以及由热源部分产生的高温烟气进入煅烧炉内同分散的硫石膏进行快速传热,硫石膏在干燥区间表面水快速气化,物料温度急速升温进入煅烧区间,经过5~10秒钟时间干燥煅烧过程完成。转变为半水的石膏粉,由斯德煅烧炉出口进入气固分离器气固分离,收集下的半水石膏由输送机送入陈化仓,尾气经袋式除尘进一步净化排入大气。

  三、斯德煅烧炉主要特点和工艺数据
  采用斯德煅烧炉煅烧硫石膏,需要将煅烧炉的操作工艺同硫石膏煅烧工艺性相结合,确定基本操作规程。在调试过程中,通过调整斯德煅烧炉进出口温度,调整系统中物料进给速度以及干燥与煅烧界面因素,找出影响初、终凝、抗压、抗折的相关条件,确定基本操作规程。以下数据是在调试中反映的相关结果。

取样
主机进口℃
主机出口℃
加水量%
初凝时间/分
终凝时间/分
抗折强度
A
A1
A2
60
6
13
6.78
B
B1
B2
64
5
14
5.75
C
C1
C2
64
5
14
5.6
D
D1
D2
62
6
15
4.7
E
E1
E2
70
6
15
3.55


  在完成调试、确定基本操作规程后,设备进入正常生产,通过对比总结,采用斯德煅烧炉煅烧硫石膏主要表现如下特点:

  1.干燥与煅烧一步完成
  斯德炉的特点是干燥与煅烧一次完成,硫石膏表面水一般在10~15%左右,物料呈粘性和结团状态,如采用流态化煅烧由于受进料粒度和含湿量限制,煅烧前须经过干燥和粉碎工艺过程,形成生产工艺线长,设备占地面积大。斯德炉占地仅是上述工艺的1/2。该工艺无需破碎环节,工艺路线简捷,生产能力大,年产5~10万吨,设备及操作空间占地200余平米。

  2.煅烧后物料颗粒可形成良好级配
  经斯德煅烧炉煅烧后的硫石膏粒径变小,表面积增大,活性提高,产品性能增强,这是斯德炉煅烧突出特点,煅烧后可省略粉磨工序,煅烧前原料粒度与煅烧后产品粒度明显变细,比表面积可提高5~10倍。(见硫石膏煅烧前后粒度分布图)

  3.连续化生产,产品质量稳定。
  从设备生产运行中监测的有关数据可以看出,调整运行中相关的温度参数,可得到相对应的初、终凝时间,初凝时间可在5~7分钟内任意调整,终凝时间可在20分钟内调整。抗折强度均大于3.2MPa/cm2产品煅烧后经置放1、3、7天检测,性能稳定。产品质量稳定的主要因素是煅烧温度稳定,斯德炉采用的热源和控制方式可使温度变动在±5℃范围以内。物料含湿的不稳定,对产品性能影响较小。

  形成产品质量稳定的另一原因是物料受热均匀,煅烧中无死角,无生烧和过烧,连续化生产,可实现快速陈化目的。

  利用干燥时形成的湿空气分压平衡结晶水逸出速度,形成合理的空气湿度,使产品不过火,相成分转变稳定。

  4.生产效率高,能耗低。
  斯德煅烧炉突出特点是快速煅烧,生产效率高,能耗低。在快速煅烧时物料的分解温度比低温慢速煅烧温度低20~30℃,使能耗可节省15%左右。

  根据生产统计和设备运行检测,生产每吨建筑石膏粉其能耗见下表。

名称
表面水W0%
电耗kwh/吨产品
能耗 1×104kcal/吨产品
硫石膏
10~12%
18~20
35~37
折合用煤(标煤)55~58kg/吨产品


  5.操作方便,可自动控制。
  设定斯德炉进出口温度,采用自动、手动方式控制温度的变动范围,即可连续、稳定地生产出合格产品。

  6.投资少,运行费低。
  由于采用一步法干燥煅烧比传统煅烧方式工艺更简捷,从投资分析看,采用一步法工艺,同采用二步法工艺综合投资相比较,投资减少30%以上,运行成本降低20%,设备故障率低,对环境无污染,有利于文明化生产。

  简捷,从投资分析看,采用一步法工艺,同采用二步法工艺综合投资相比较,投资减少30%以上,运行成本降低20%,设备故障率低,对环境无污染,有利于文明化生产。

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