石膏粉煅燒工藝介紹及對(duì)比

1、 泰安匯森機(jī)電科技有限公司石膏粉煅燒工藝介紹及對(duì)比一 石膏粉的煅燒按原料區(qū)分有，天然石膏、脫硫石膏、磷石膏等，不同的原料會(huì)有幾種對(duì)應(yīng)的煅燒工藝，有的只適用于天然石膏，也有的只適用于化學(xué)石膏。天然石膏的煅燒有的工藝是先燒后磨，如回轉(zhuǎn)窯煅燒，可以先煅燒顆粒，然后再磨；有的工藝是先磨后燒，如連續(xù)炒鍋、錐型炒鍋、連續(xù)回轉(zhuǎn)窯、間歇回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐等，國(guó)內(nèi)都在大量的應(yīng)用；還有就是磨燒一體機(jī)，如皮特磨，隨研磨隨煅燒。化學(xué)石膏的煅燒工藝和天然石膏有些區(qū)別，主要是因?yàn)榛瘜W(xué)石膏大部分都含游離水，有些煅燒工藝可以烘干煅燒一體完成，有些工藝烘干和煅燒是分開的，也就是所謂一步法和兩步法。石膏粉的煅燒按煅燒溫度區(qū)分可以分為

2、低溫慢速煅燒和高溫快速煅燒，隨著科技進(jìn)步的發(fā)展和其他行業(yè)的引入，國(guó)內(nèi)涌現(xiàn)出很多類型的設(shè)備，低溫煅燒設(shè)備老一些的如連續(xù)炒鍋、錐型炒鍋、沸騰爐，新上市的如FC煅燒爐；高溫快速煅燒國(guó)內(nèi)最早的是北京一熱從國(guó)外引進(jìn)的錘式煅燒機(jī)，國(guó)內(nèi)后期出現(xiàn)的司德爐，新式的錘式煅燒機(jī)。國(guó)內(nèi)外還有很多介于高溫和低溫之間的一些設(shè)備。二 炒鍋的特點(diǎn)介紹炒鍋分間歇炒鍋、連續(xù)炒鍋、錐形炒鍋國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在在大量的使用，間歇炒鍋和連續(xù)炒鍋結(jié)構(gòu)差別不大，大部分后期都改成了連續(xù)式的，它屬于低溫慢燒，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定均勻度高，生產(chǎn)中粉體特性變化不大，國(guó)外熱源一般為天然氣，國(guó)內(nèi)因?yàn)樘烊粴獾膬r(jià)格昂貴，石膏粉的價(jià)格偏低，一般企業(yè)承受不起，所以都是以煤為熱

3、源，也有外資企業(yè)用天然氣為熱源在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)石膏粉，因?yàn)檫B續(xù)炒鍋開發(fā)時(shí)主要考慮以天然氣為主，所以用煤的時(shí)候出現(xiàn)一些弊病，煤燃燒時(shí)產(chǎn)生煤煙附著在炒鍋外壁和加熱管上，形成一層保護(hù)隔熱膜，用上一段時(shí)間后產(chǎn)量下降煤耗增加，清理很困難，而且單機(jī)產(chǎn)量都不高，國(guó)內(nèi)外規(guī)模板線上配套時(shí)都配56臺(tái)才能滿足生產(chǎn)需要。 錐形炒鍋國(guó)內(nèi)一直有介紹，但從沒(méi)見有用的，據(jù)介紹可以燃煤和天然氣，國(guó)外在用的都是天然氣的，它延續(xù)了連續(xù)炒鍋的優(yōu)點(diǎn)，去除了攪拌電機(jī)，降低了維修量，和連續(xù)炒鍋同等體積時(shí)的產(chǎn)量是連續(xù)炒鍋的35倍，而且尾煙最后和低溫石膏粉直接接觸，排煙溫度只有100多度，在已知的煅燒設(shè)備中，據(jù)說(shuō)能耗是最低的，但是此設(shè)備只在歐洲銷售

4、，絕對(duì)禁止在亞洲銷售。在國(guó)內(nèi)使用過(guò)程中由于產(chǎn)量和熱源的局限，國(guó)人根據(jù)國(guó)情開發(fā)出了一系列類似煅燒設(shè)備，如沸騰爐（杭院開發(fā)）石膏沸騰煅燒爐的工作原理石膏沸騰煅燒爐的床層狀態(tài)屬于前面所描述過(guò)的鼓泡床，因此將這種爐子形象地稱作“沸騰爐”。沸騰爐煅燒部分為一個(gè)立式直筒狀容器在其底部裝有一個(gè)氣體分布板，氣體分布板可設(shè)計(jì)多孔板。目的是在停止工作時(shí)支撐固體粉料不致漏粉，在工作時(shí)使氣流從底部均勻地進(jìn)入床層。在床層的上界面以上裝有連續(xù)進(jìn)料的投料機(jī)。在床層上界面處的爐壁上有溢流孔，用于出料。在床層內(nèi)裝有大量的加熱管，管內(nèi)的加熱介質(zhì)為飽和蒸汽或載熱油，熱量通過(guò)管壁傳遞給管外處于流態(tài)化的石膏粉，使石膏粉脫水分解。在煅燒

5、部分上部，裝有一個(gè)靜電除塵器，氣體離開流化床時(shí)帶出來(lái)的少量粉塵，由靜電除塵器收集后自動(dòng)返回流化床，已除塵的尾氣由排風(fēng)機(jī)抽出，排入大氣。正常工作時(shí)，從沸騰爐底部鼓入空氣，通過(guò)氣體分布板進(jìn)入流化床。鼓入的空氣不需要很多，稍稍超過(guò)臨界氣速，使床層實(shí)現(xiàn)流態(tài)化即可。此時(shí)淹沒(méi)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(dá)到脫水分解的溫度，二水石膏就在流化床中脫去結(jié)晶水并變?yōu)檎羝?，這些蒸汽與爐底鼓入的空氣混合在一起，通過(guò)床層向上運(yùn)動(dòng)。由于蒸汽量比鼓入的空氣量多得多，所以整個(gè)鼓泡床的流態(tài)化主要是靠石膏脫水形成的蒸汽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于在流化床中粉料激烈的翻滾、混合，所以在整個(gè)流化床中各處的物料溫度和成分幾乎

6、是一致的。連續(xù)投入的石膏粉，一進(jìn)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。為了避免剛加入的生料未完成脫水過(guò)程就過(guò)早排出，設(shè)計(jì)時(shí)在爐子中加了一塊隔板，將流化床分成大小兩部分，兩部分底部是連通的。生石膏粉先進(jìn)入大的部分，在此脫掉大部分結(jié)晶水，然后通過(guò)下部的通道進(jìn)入小的部分，在這里完成最終的脫水過(guò)程，再由床層上部自動(dòng)溢流出爐。設(shè)備小巧，生產(chǎn)能力大。沸騰爐生產(chǎn)能力的大小實(shí)質(zhì)上由熱源通過(guò)加熱器壁傳遞給物料的熱量多少來(lái)決定。沸騰爐由于物料實(shí)現(xiàn)了徹底的流態(tài)化，因此爐內(nèi)不需要安裝攪拌設(shè)備。在爐內(nèi)就可以高密度地安裝很多加熱管，因此尺寸不大的爐子就可以有非常大的傳熱面積。另外，沸騰爐采

7、用的熱源為載熱油，其傳熱系數(shù)K比熱煙氣為熱源的傳熱系數(shù)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。從傳熱方程式就可以看出，由于傳熱系數(shù)和傳熱面積都較大，總傳熱量Q也就大。這就是說(shuō)沸騰爐的生產(chǎn)能力比較大，比如產(chǎn)量為56t/h的沸騰爐，其長(zhǎng)寬只有1.3m，產(chǎn)量為20t/h的沸騰爐，其長(zhǎng)寬也只有2m就足夠了，這是其他傳統(tǒng)的外熱式煅燒設(shè)備無(wú)法相比的。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易損壞。由于物料實(shí)現(xiàn)了流態(tài)化，爐子就不需要有轉(zhuǎn)動(dòng)的部件，爐子的結(jié)構(gòu)就簡(jiǎn)單得多。不但制造方便，投產(chǎn)后也幾乎不需要維修保養(yǎng)。由于用的是低溫?zé)嵩矗ㄝd熱油約260），爐子在任何情況下都沒(méi)有被燒壞的危險(xiǎn)，設(shè)備使用壽命也特別長(zhǎng)。設(shè)備緊湊，占地少沸騰爐是立式布置的設(shè)備，除塵器套在爐體上

8、方，與爐子連成一個(gè)整體，設(shè)備非常緊湊。不但占地少，還可以避免除塵器結(jié)露。能耗較低沸騰爐的熱能消耗和電力消耗都較低。熱能方面：從熱源傳遞給物料的熱能，除了小部分用于加熱爐底鼓入的冷空氣以及少量的爐體散熱損失外，幾乎都有效地用于物料的脫水分解。爐子本身的熱效率在95%以上。當(dāng)然沸騰爐使用的是二次熱源，最終的熱效率還要將爐子的熱效率乘上鍋爐的熱效率。但熱油鍋爐都是很成熟的熱工設(shè)備，其熱效率是比較高的，熱油鍋爐能達(dá)到70%80%.因此沸騰爐總的熱效率是比較高的。采用蒸汽，可達(dá)57%67%；采用熱油，可達(dá)67%76%。一般的外熱式煅燒設(shè)備雖然直接使用一次熱源，但熱效率很少超過(guò)50%。國(guó)內(nèi)沸騰爐的熱耗指標(biāo)

9、為7.7105kJ/t建筑石膏。電能方面：沸騰爐不需要轉(zhuǎn)動(dòng)，也沒(méi)有攪拌機(jī)，物料主要是靠石膏脫水產(chǎn)生的水蒸氣來(lái)實(shí)現(xiàn)流態(tài)化的，需要在爐底鼓入的空氣也很有限，因此鼓風(fēng)機(jī)的功率也很小，因此沸騰爐的電能消耗比傳統(tǒng)的煅燒設(shè)備少得多。如生產(chǎn)3萬(wàn)噸建筑石膏粉所用沸騰爐的裝機(jī)容量為10kW左右。操作方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制流化床有一個(gè)特點(diǎn)，就是床層中物料溫度一致。因此操作中只要控制物料一個(gè)設(shè)定溫度，就可以連續(xù)穩(wěn)定地生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。單一的控制參數(shù)，很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。產(chǎn)品質(zhì)量好，熟石膏相組成比較理想，物理性能穩(wěn)定由于采用低溫?zé)嵩?，石膏不易過(guò)燒，只要控制出料溫度合適，成品中不含二水石膏，無(wú)水石膏也只在5%以內(nèi)，其余均

10、為半水石膏。這樣的相組成很理想，物理性能也很穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)類似產(chǎn)品還有FC分室煅燒，如下圖所示工藝：與其他煅燒流程相比較，F(xiàn)C-分室石膏煅燒系統(tǒng)具有顯著的經(jīng)濟(jì)性：1）不需購(gòu)買運(yùn)行費(fèi)用較高的蒸汽鍋爐或熱油鍋爐,FC-分室石膏煅燒系統(tǒng)可直接配套各種熱源：燃煤高溫?zé)犸L(fēng)爐特點(diǎn)1燃煤高溫?zé)犸L(fēng)爐電廠余汽燃油或燃?xì)馊紵?）生產(chǎn)線占地少，車間面積小一個(gè)年產(chǎn)20萬(wàn)噸的脫硫石膏工廠,煅燒車間的建筑面積為20x55m2一個(gè)年產(chǎn)10萬(wàn)噸的脫硫石膏工廠,煅燒車間的建筑面積為15x40m2一個(gè)年產(chǎn)5萬(wàn)噸級(jí)的脫硫石膏工廠,煅燒車間的建筑面積為15x30m23）設(shè)備緊湊，節(jié)省安裝費(fèi)用和輸送成本FC-分室石膏煅燒系統(tǒng)除煅燒天然石

11、膏外，更適合于煅燒高含水率的磷石膏、脫硫石膏、氟石膏、檸檬酸石膏，允許最高含水率25%，原料粒度6MM。節(jié)能該系統(tǒng)采用高溫?zé)犸L(fēng)和主爐尾風(fēng)預(yù)熱高濕原料，使預(yù)熱后的原料含水率降低10%左右，料溫達(dá)到6090.同時(shí)該系統(tǒng)選用了高效燃煤爐高溫沸騰爐作熱源，對(duì)燃料的要求低，煤的燃燼率達(dá)到98%以上。主煅燒爐采用高溫?zé)峁軗Q熱技術(shù)和高溫氣流攪拌流態(tài)化兩種傳熱傳質(zhì)方式作用于粉體，進(jìn)行高效換熱。FC-分室石膏煅燒系統(tǒng)的主煅燒室采用流態(tài)化原理?yè)Q熱，每一石膏粉顆粒在換熱場(chǎng)中處于沸騰狀態(tài)，從而顯著提高了與傳熱管的接觸概率和換熱效率，避免因煅燒不均而導(dǎo)致的石膏粉質(zhì)量下降。換熱部件，F(xiàn)C-分室石膏煅燒爐的換熱管全部采用特

12、種耐熱鋼制成，可以確保換熱體的換熱效率及高壽命。FC分室煅燒方式能有效防止石膏粉煅燒過(guò)程中的生熟料混和現(xiàn)象,傳統(tǒng)的煅燒技術(shù)如立式炒鍋、回轉(zhuǎn)窯、一般沸騰爐等，由于機(jī)械、氣流的攪拌作用，石膏粉在沸騰脫水過(guò)程中，二水石膏、半水石膏和無(wú)水石膏三相相互摻和，致使最終產(chǎn)品的相組成不可避免的出現(xiàn)多相化，顯著降低了產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。而分室沸騰煅燒按照石膏粉的溫升曲線變化人為地將煅燒過(guò)程區(qū)分成四個(gè)相對(duì)獨(dú)立的脫水空間，有效避免了高低溫物料的摻和現(xiàn)象，最終產(chǎn)品的相組成得到優(yōu)化。三 回轉(zhuǎn)窯的特點(diǎn)介紹回轉(zhuǎn)窯的應(yīng)用起源于水泥生產(chǎn)，介于它的優(yōu)異特性，很快便被引入了石膏的工業(yè)生產(chǎn)中。但與回轉(zhuǎn)窯技術(shù)傳統(tǒng)的高溫煅燒不同，石膏制備工藝

13、屬于低溫煅燒，且晶體反應(yīng)溫度段集中，狹窄，控制起來(lái)難度增大，因此必須在原有回轉(zhuǎn)窯技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷完善改進(jìn)，使之很好的應(yīng)用于石膏領(lǐng)域。發(fā)展的過(guò)程分別經(jīng)歷了間歇式回轉(zhuǎn)窯，直接加熱回轉(zhuǎn)圓筒石膏烘干窯和間接加熱的連續(xù)式旋管煅燒窯。直熱式工業(yè)副產(chǎn)石膏煅燒（一步法）工藝，就是將工業(yè)副產(chǎn)石膏的烘干和煅燒在同一設(shè)備內(nèi)一次性處理完成，成品半水石膏含量可達(dá)80-90%；而傳統(tǒng)工藝需分二步完成，先在烘干設(shè)備中除去外表水，然后轉(zhuǎn)出來(lái)再經(jīng)煅燒設(shè)備煅燒掉部分結(jié)晶水。經(jīng)烘干、煅燒后的合格熟石膏粉，可以用于生產(chǎn)紙面石膏面板、水泥緩凝劑、石膏基干混砂漿、模盒，以及陶瓷材料、石膏晶須和石膏纖維等。 與天然石膏相比較，工業(yè)副產(chǎn)石膏

14、具有質(zhì)量均勻性不好、含自由水較高、雜質(zhì)不易清除、粉體細(xì)且潮濕等特點(diǎn)，容易造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，難以利用。近20年來(lái)，我國(guó)工業(yè)副產(chǎn)石膏排放量已達(dá)世界第一，接近一億噸。因此積極利用工業(yè)副產(chǎn)石膏，既使污染環(huán)境的廢棄物變成了再生資源，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，又可節(jié)省寶貴的天然石膏資源，具有十分重要的意義。 該成套設(shè)備由二十多項(xiàng)自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)專利技術(shù)組成；熱源由自有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家火炬計(jì)劃項(xiàng)目GXDF型高溫?zé)煔夥序v爐提供，該爐具有高效潔凈燃燒特性。該成套設(shè)備工藝集烘干、分篩、煅燒、粉磨、改性于一體，通過(guò)系統(tǒng)的分選裝置可有效去除雜物，脫硫石膏或磷石膏由輸送管送入氣固分離系統(tǒng)，冷卻、均化貯存后袋裝或散裝出廠。 該套設(shè)備工

15、藝流程簡(jiǎn)潔、能耗低、運(yùn)行穩(wěn)定、質(zhì)量穩(wěn)定，工藝參數(shù)控制合理，干燥煅燒后產(chǎn)品中半水石膏量就可達(dá)8090%。年工業(yè)副產(chǎn)石膏已達(dá)600萬(wàn)噸以上工業(yè)副產(chǎn)石膏煅燒線設(shè)計(jì)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)：自由水W1=10%，化合水W2=16-20%（實(shí)際生產(chǎn)中自由水W1=5-25%，也可煅燒）；電耗：16千瓦時(shí)/噸熟膏粉；煤耗：46公斤標(biāo)煤/噸熟膏粉；煤燃盡率99%；供熱系統(tǒng)熱效率95%。四 快速煅燒的特點(diǎn)介紹石膏斯德煅燒技術(shù)與設(shè)備 工藝流程簡(jiǎn)介 硫石膏含水一般在10左右制成半水石膏。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)采用一步法的工藝。斯德動(dòng)態(tài)煅燒爐內(nèi)完成四道工序：1.打散。2.干燥。3.分級(jí)。4.煅燒。首先脫出表面水，再脫出部分結(jié)晶水獲得半水石膏，在生產(chǎn)

16、過(guò)程中設(shè)備將干燥與煅燒分一步法工藝過(guò)程進(jìn)行，這樣可獲得較高性能的半水石膏。含濕硫石膏由送料機(jī)送入具有干燥、分散、分級(jí)、煅燒功能的斯德煅燒爐內(nèi)，燃煤熱空氣進(jìn)入斯德煅燒爐內(nèi)同物料相混合，使迅速連續(xù)干燥成粉狀物料并且分級(jí)，并進(jìn)入第二道工序動(dòng)態(tài)煅燒，經(jīng)39秒時(shí)間即煅燒成為半水石膏。煅燒后的石膏粉經(jīng)過(guò)風(fēng)冷、均化后送入的料倉(cāng)。斯德石膏 煅燒爐：目的工藝技術(shù)立足國(guó)內(nèi)，東大粉體工程技術(shù)有限公司()研究開發(fā)，硫、磷等化學(xué)石膏經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)干燥、動(dòng)態(tài)煅燒、均化后的石膏，可以達(dá)到建筑石膏粉國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?？捎米魇嗥鰤K磚、石膏板等。 本工藝特點(diǎn) 1. 依據(jù)硫石膏特點(diǎn)，確定合理的干燥煅燒工藝，用該工藝生產(chǎn)的半水石膏可獲得優(yōu)等品,

17、生產(chǎn)出的石膏粉產(chǎn)品可直接用于生產(chǎn)面板、砌塊等制品。 2. 設(shè)備工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，連續(xù)自動(dòng)化生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大，能耗低，煅燒時(shí)間短，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，無(wú)粉塵泄漏，無(wú)污染，環(huán)保達(dá)標(biāo)。可有效地利用當(dāng)?shù)鼗瘜W(xué)石膏工業(yè)廢渣生產(chǎn)出合格的建筑石膏粉，解決了工業(yè)廢渣堆放和污染問(wèn)題，變廢為寶，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。 3. 產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定，由于干燥與煅燒同步步進(jìn)行，在煅燒時(shí)可獲得穩(wěn)定產(chǎn)品。 【】該設(shè)備已經(jīng)在北京某公司調(diào)試運(yùn)行，小時(shí)產(chǎn)量達(dá)到8噸。 煅燒后的石膏粉測(cè)試結(jié)果： 抗折強(qiáng)度：2.83.2 MPa 凝時(shí)間：78 分鐘 終凝時(shí)間：1518 分鐘 粉碎、

18、干燥、煅燒、分級(jí)在煅燒爐內(nèi)完成。全過(guò)程大概時(shí)間幾秒鐘。 年產(chǎn)量：2萬(wàn)噸、5萬(wàn)噸、10萬(wàn)噸等類型。 石膏膠凝材料的主要原料是天然二水石膏(CaSO42H2O)和天然無(wú)水石膏(CaSO4)(又稱硬石膏)，二者統(tǒng)稱為生石膏。除天然石膏外，還可以利用硫酸鈣為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)品及廢渣來(lái)制取石膏;1.排煙脫硫石膏 flue gas desulfurization gypsum 工廠排煙脫硫裝置產(chǎn)生的副產(chǎn)品。2.磷石膏phosphogypsum (ardealite)，用硫酸與磷礦石制取磷酸的副產(chǎn)品。而磷酸是磷肥工業(yè)的濕法磷酸生產(chǎn)工藝都是通過(guò)磷酸礦粉生產(chǎn)萃取料漿，然后過(guò)慮洗滌制得磷酸，過(guò)慮洗滌的過(guò)程中生產(chǎn)磷石膏廢棄物。3.檸檬酸的提取工藝大多采用鈣鹽法，檸檬酸在提取過(guò)程中產(chǎn)生大量的化學(xué)石膏?；瘜W(xué)