一体式β石膏粉回转窑
技术领域
1.本实用新型涉及β石膏粉生产领域。
背景技术：
2.我国是煤炭大国，电力以煤电为主，燃煤电厂又占据了总发电量的90%以上。但燃煤电厂排放大量的二氧化硫，严重污染了环境。石灰石-石膏法成为多数电厂烟气脱硫的首选，然而产生的脱硫石膏却又造成二次污染。目前脱硫石膏几乎所有的应用都在建材行业，如α-石膏粉、石膏制品、水泥添加剂等各种建筑材料中，其应用技术非常成熟，工艺设备已专业化。其中，将脱硫石膏高温煅烧生产建筑石膏粉，而后将其应用于建材行业是多数企业的首选。
3.脱硫石膏煅烧技术装备主要有立式炒锅、回转窑、沸腾炉、彼得磨等。本发明主要介绍通过设备改造提升一体化内管加热式回转窑的煅烧技术，达到制备高强度的β石膏粉的目的。
4.一体化内管加热式回转窑（以下简称一体式）煅烧工艺过程如下：脱硫石膏经称量皮带送入双螺旋
给料机，定量的给回转窑供料，物料在回转窑内与蒸汽通过蒸汽管道间接热交换，随着料温的升高，脱除石膏中的自由水，更高温度下脱去石膏中的一个半结晶水，实现脱硫石膏的干燥与煅烧在同一台设备中完成，生产出性能稳定的半水石膏。此工艺减少了工艺流程，降低了蒸汽耗量，节省了电能，但这种间接加热方式物料停留时间较短，且物料的温度不容易控制，煅烧质量不易稳定，产品性能波动较大，热排气损失较大等缺点。
5.一体式回转窑适用于有蒸汽的地方，内部设有许多换热管，管内通蒸汽，石膏在筒体与换热管接触间接受热，蒸汽在管内放热后凝结成水。内加热管式蒸汽回转窑采用桨叶式输送机进料，随回转窑慢速（1~5r/min）转动而前行，石膏分布在筒体下截面，呈堆积态，不能与所有换热管同时接触，换热效率较低，设计扬料板或挡料板，可保证石膏在筒体截面内均匀分散，提高与换热管热交换效率。整个窑体设备较长，蒸汽系统较为复杂，造价较高。
技术实现要素：
6.本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种简单可行、造价较低、效果较好方法，制备高强度β石膏粉的一体式回转窑。
7.本实用新型所采用的技术方案是：一体式β石膏粉回转窑，该回转窑的窑尾出口（7）的环形挡板（9）的外径与内径的差值为回转窑的窑尾筒体直径的5-15%。
8.窑尾出口（7）连接u型双除装置，所述u型双除装置包括旋风分离器（2）布袋
除尘器（4）、螺旋输送装置（5）、离心机（6），旋风分离器（2）的固体出口连接螺旋输送装置（5）的第一进口，旋风分离器（2）的气体出口通过管道连接布袋除尘器进口，布袋除尘器（4）的固体出口连接连接螺旋输送装置（5）的第二进口，布袋除尘器（4）的气体出口管道连接离心机（6）。
9.本发明的有益效果是：在提高回转窑进料量及转速的前提下，通过增加回转窑窑
尾挡板高度，延长物料在窑中的煅烧时间，保证物料受热均匀，更易于控制运行参数，通过u型双除装置，脱除水汽及部分过烧无水石膏，煅烧出来的建筑石膏粉，过烧和欠烧石膏都较少，质量稳定，强度能够达到4.5~5.0mpa，且均一性好。产品用作抹灰石膏、石膏砌块、纸面石膏板等质量问题减少，后续产品反馈效果良好。
附图说明
10.图1是本实用新型u型双除装置结构示意图；
11.图2是本实用新型的回转窑的窑尾结构示意图；
12.图3是本实用新型窑尾的环形单板结构示意图；
13.其中，1、旋风分离器进口管路，2、旋风分离器，3、旋风分离器出口管路，4、布袋除尘器，5、螺旋输送装置，6、离心机，7、窑尾出口，8、石膏粉，9、环形挡板。
具体实施方式
14.一体式回转窑为了节省空间没有预干燥部分，窑长20-40米。物料进入回转窑后，窑头温度降低，物料在窑中与蒸汽管道换热，进而脱水，温度达到150℃以上后开始脱去一个半结晶水，此时物料需要大量热源，才能保持脱水效率达到90%以上。煅烧一吨半水石膏约需要消耗7.0
×
105-8.0
×
105kj热量。若脱硫石膏自由水含量在15%左右，窑长为20米，减小进料量5吨/小时，回转窑转数设置为1.5-2.0r/min，窑尾出料温度仍然达不到160℃以上，物料脱水不完全，煅烧不充分，产品性能不稳定。
15.为了克服上述设备不足，本发明采用以下技术方案：
16.（1）回转窑窑尾挡料板（环形挡板）高度增加至回转窑直径的5-15%；
17.（2）除尘系统采用u型双除装置。
18.物料在回转窑内停留时间与转速成反比，物料平铺厚度与窑长成正比，若要延长物料在回转窑的煅烧时间，只有通过减小转速来实现，而且回转窑内物料平铺厚度不能随意改变。
19.实际生产中进料量可能需要调整，一旦提高进料量，通过提高转速来加快出料量，物料在回转窑停留时间缩短，就会出现煅烧不充分的现象，石膏粉初终凝时间缩短，强度降低，且性能波动，从而影响后期产品质量。因此需要找出一种提产增质的合理方法来提高物料煅烧程度，提高产品性能。
20.本发明与原设备的主要区别在于：首先通过增加窑尾挡板高度至回转窑直径的5-15%，物料在回转窑停留时间延长至2-2.5倍，窑尾出料温度达到170-180℃，物料的煅烧程度提高，物料中二水硫酸钙含量大大降低，物料成分中甚至出现无水硫酸钙。
21.其次，除尘设备采用u型双除装置，先球磨机出口气流风向改变90°，经过旋风分离器，气流作旋转运动，利用分离原理，将70%-80%粉尘机械脱落下来，剩余粉气混合体气流方向改变90°后经过布袋除尘器，与蒸汽脱离，经螺旋输送装置重回到球磨机。
22.若脱硫石膏自由水含量在15%左右，窑长为20米，通过增加回转窑窑尾挡板高度及双除设备，进料量由5吨/小时增加至20吨/小时以上，回转窑转速提高至2.0-3.0r/min，窑尾出料温度达到150-160℃，物料煅烧充分，产品性能强度达到4.5~5.0mpa以上。
23.原设计进料量5吨/小时，原回转窑转速控制为2.0r/min，物料煅烧时间为25min，
经检测，二水石膏含量3%，半水石膏含量为84%，成品凝结时间在5-9分钟波动，强度在3.0级者居多。窑尾挡板高度增加至窑直径的10%，回转窑进料量增加至15吨/小时以上，转速提高至3.0r/min，物料煅烧时间延长至45min。如图三所示，使用u型双除设备，能够将过烧无水石膏与欠烧的二水石膏回收至球磨机，继续进行热交换，最终产品中二水石膏含量为1.0%，半水石膏含量为90%，初终凝时间稳定在6-7分钟，强度达到4.5mpa以上，产品质量大大提升。
24.本专利在原有设备基础上，通过增加窑尾挡板高度来延长物料煅烧时间，同时窑内物料增加，蒸汽可作为热源协助烘干湿石膏，提高窑内蒸汽压强，加快石膏脱水，除尘选用双除设备，能够更有效地将不完全燃烧物料回收，完全实现提产增质目的。
25.窑尾出口出来的石膏粉通过旋风分离器进口管路进入旋风分离器中，在旋风分离器作用下，旋风分离器的固体出口出来的石膏通过螺旋输送装置的第一进口进入球磨机，旋风分离器的气体出口通过管道连接布袋除尘器进口，布袋除尘器的固体出口连接连接螺旋输送装置的第二进口，从布袋除尘器的固体出口出来的石膏通过螺旋输送装置的第一进口进入球磨机，布袋除尘器的气体出口管道连接离心机。技术特征：
1.一体式β石膏粉回转窑，其特征在于：该回转窑的窑尾出口（7）的环形挡板（9）的外径与内径的差值为回转窑的窑尾筒体直径的5-15%；窑尾出口（7）连接u型双除装置，所述u型双除装置包括旋风分离器（2）布袋除尘器（4）、螺旋输送装置（5）、离心机（6），旋风分离器（2）的固体出口连接螺旋输送装置（5）的第一进口，旋风分离器（2）的气体出口通过管道连接布袋除尘器进口，布袋除尘器（4）的固体出口连接连接螺旋输送装置（5）的第二进口，布袋除尘器（4）的气体出口管道连接离心机（6）。
技术总结
本实用新型涉及β石膏粉生产领域。一体式β石膏粉回转窑，该回转窑的窑尾出口（7）的环形挡板（9）的外径与内径的差值为回转窑的窑尾筒体直径的5-15%。本发明的有益效果是：在提高回转窑进料量及转速的前提下，通过增加回转窑窑尾挡板高度，延长物料在窑中的煅烧时间，保证物料受热均匀，更易于控制运行参数，通过U型双除装置，脱除水汽及部分过烧无水石膏，煅烧出来的建筑石膏粉，过烧和欠烧石膏都较少，质量稳定，强度能够达到4.5~5.0MPa，且均一性好。产品用作抹灰石膏、石膏砌块、纸面石膏板等质量问题减少，后续产品反馈效果良好。后续产品反馈效果良好。后续产品反馈效果良好。
技术研发人员：张慧月 张美霞 唐庆渝 刘鹏 范卉娟 刘兴华
受保护的技术使用者：太原钢铁（集团）有限公司
技术研发日：2021.05.20
技术公布日：2022/3/8
声明：
“一体式β石膏粉回转窑的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：太原钢铁（集团）有限公司
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2024年12月27日 ~ 29日 
