石膏粉煅烧沸腾炉的选用与沸腾炉原理介绍

无论是天然石膏粉还是脱硫石膏粉的煅烧烘干和脱水均可选用导热油沸腾炉，脱硫石膏亦可选用煤沸腾炉煅烧方式，两者虽煅烧方式不同，但在工艺原理以及产出成品质量上是一致和符合国家相关标准的。天然石膏首先需要经过破碎和磨粉，细度可控在80-200目之间；脱硫石膏不用破碎和磨粉就可直接进行煅烧，但应保证进入沸腾炉时不应出现结块、滚球和太多水分。

产量3万吨，选用锅炉不低于120万大卡，沸腾炉尺寸：1.3*1.3*4米；

产量5万吨，选用锅炉不低于160万大卡，沸腾炉尺寸：1.5*1.5*4米；

产量8万吨，选用锅炉不低于200万大卡，沸腾炉尺寸：1.7*1.7*4米；

产量10万吨，选用锅炉不低于400万大卡，沸腾炉尺寸：2.0*2.0*4米；

产量15万吨，选用锅炉不低于700万大卡，沸腾炉尺寸：2.2*2.2*4米；

以上理论煤耗约在30-60kg/吨石膏粉。

三、生产线配置

1电力配置

2人力配置

3生产用水

4蒸汽配置

5压缩空气

6工作体制

7生产车间

建筑石膏的主要用途和市场分析

1、石膏砌块

石膏砌块的生产在国外已有百余年历史,目前世界上许多国家的生产都已基本实现机械化和自动化。其中法国的年产量在1700万平米以上,德国为600万平米,荷兰为300万平米,另外俄罗斯、东欧的波兰、保加利亚、罗马尼亚和亚洲的韩国、印度、伊朗都有较大规模的生产。石膏砌块具有质量轻、可取代粘土砖、少毁耕地等优点,在高层建筑物中作为非承重墙使用,能够增大有效使用面积10%左右。普通石膏砌块是由普通石膏粉加水搅拌,经浇注成型、凝结硬化而成;同其它新型墙体材料综合比较来看,它是国内建筑行业性能良新型墙材(其价格甚至低于粘土砖的成墙价格),完全符合国家关于推广新型建材的产业导向,但由于种种原因,石膏砌块目前在全国还没有得到很好的推广应用;近年我国新型墙体材料产销量为5.75亿立方米,如果其中5%(约3000万立方米)由石膏砌块取代,每年可转化2000万吨的脱硫石膏。

2、石膏砂浆

石膏砂浆是水泥砂浆的换代产品,它能够克服水泥砂浆抹墙后出现空鼓、干裂、脱落等现象,与各种墙体基材都能很好地粘结,尤其适用顶棚抹灰,在加气砼墙上效果更佳,同时它还具有以下特点:

（1）表面装饰性:墙面致密光滑而不起灰,有较高的强度而不收缩,外观典雅,无气味、无裂纹。

（2）防火性能:在发生火灾时,石膏硬化体有大量结晶水在热作用下释放出来,形成蒸汽,阻挡了火焰的蔓延,同时在整个脱水过程中吸收了大量的热,从而提高了耐火性能。

（3）保温隔热:石膏硬化体是一种多孔质材料,导热系数小,保温隔热性能好。

（4）施工方便:有良好的和易性、保水性,现场加水搅拌均匀后直接上墙抹灰,操作自如,劳动强度低,材料消耗少。

（5）节省工期:抹灰层凝结硬化块,养护周期短,整个硬化及强度达标过程1-2天全部完成,可大大提高工作效率,加快工程进度。

（6）具有呼吸功能:当室内环境湿度较大时,呼吸孔自动吸湿;在相反条件下,能自动释放储备的水份,反复循环,将室内湿度控制在适宜范围之内,为居住者创造了良好舒适的生活环境。

（7）有利冬季施工:施工不受季节限制,尤其冬季-5℃以上抢工期时,其水化速度不因气温低而明显减慢,只要拌合水不结冰,即具有早强快凝的特性,是冬季室内抹灰施工的好材料。

（二）建筑石膏生产设备的市场分析

由于用天然石膏生产建筑石膏的现行工艺是采用对粉状物料的煅烧,而脱硫石膏就是粉状的;因此,用脱硫石膏生产建筑石膏的设备与天然石膏的变化不大;但也并不能完全照搬,要根据脱硫石膏和天然石膏的不同点对现有生产工艺和设备进行选择与改造；比如,脱硫石膏不适合流态化煅烧设备,因为它粒径太小,有的未烧就被吹出来了,为解决这个问题需要加大均化仓,并不断倒仓。目前用天然石膏生产建筑石膏的设备主要有:连续炒锅、回转窑、沸腾炉、流化床煅烧炉、以及沙司基打磨、彼特磨、斯德动态煅烧炉等；总体来说都很成熟,但各有千秋,因此竞争激烈。

1、管束干燥机

     管束干燥机按逆流方式操作，根据需要也可采用顺流加热方式，热耗低；干燥物料范围广泛，主要为松散物料干燥，处理能力大，水分蒸发大且可干燥高水份物料；物料干燥弹性大（能视不同的物料性质及水分要求对干燥时间进行调整）可连续生产（自动化程度高），亦可间隙操作（适合于特殊生产工艺）；

        1.1组成结构

(1) 主机转子系统，此为干燥机的核心部件，不同的干燥机有不同的转子结构。旋转列管式干燥机的转子由两端中空轴、封头及数百根管子形成的管束组成；旋转圆盘式干燥机的转子由中空轴和焊接组装在其上的数十只圆盘组成。运转时转子靠两端轴承支撑；一端为固定轴承，一端可以自由游动、消耗热膨胀。转子四周有固定在架子上的抄板。

(2) 传动系统，由电机、减速系统组成（摆线针轮减速和齿轮减速二级）

(3) 管路系统，由调节阀门、金属软管、旋转街头等组成。

(4) 排风和除尘系统，引风机排风，配湿法除尘回收热水和粉尘。

  1.2性能特点

（1）换热充分、热耗低、高效节能、干燥物料范围广、处理量大、水分蒸发量大，并且可以干燥高水分物料。

（2）采用变频电机驱动，电耗比传统管束节约30%以上。

（3）该机附加配套设备少，占地面积小，工艺布局紧凑，可在单层厂房内放置，大大节约了土建费用。

（4）物料在滚筒内翻拌彻底，没有残留物料。

（5）由于换热管在滚筒旋转时不承受扭矩，减少了换热管因传扭矩而导致焊缝开裂、泄漏的危险，极大的提高了设备使用寿命；如果列管发生漏气等现象，列管可以很方便的任意更换。

（6）滚筒底部筒体壁厚12毫米，常规管束壳体一般厚6毫米，在经受相同程度的磨损和腐蚀的情况下，筒体的寿命可以成倍的提高。

（7）允许带料启动。

（8）可以连续操作（即自动化程度高），也可以间歇操作（适合于特种工艺）

（9）物料在呈负压状态的封闭内腔被干燥，作业环境清洁，无污染，噪音小。

2、煅烧沸腾炉的工艺特点

（1）设备小巧，生产能力大

        沸腾炉生产能力的大小由沸腾炉的热换面积来决定。沸腾炉由于实现了物料的彻底流太化，炉内不需要安装搅拌设备。在炉内可以高密度地安装很多加热管，因此尺寸不大的炉子就可以有非常大的传热面积。另外，沸腾炉采用的热源为真气，传热系数和传热面积都较大，总穿热量也就大。所以沸腾炉的生产能力比较大，这是其他传统的外热式煅烧设备无法相比的

（2）结构简单，不易损坏

由于物料实现了流太化，炉子就不需要有转动的部件，炉子的结构就简单得多。不

 但制造方便，投产后也几乎不需要维修保养。由于用的是低温热源，炉子在任何情况下都没有被烧坏的危险，设备使用寿命也特别长。

（3）设备紧凑，占地少

         沸腾炉是立式布置的设备，设备非常紧凑。占地面积少

（4）能耗较低

         沸腾炉的热能消耗和电能消耗都较低。热能方面：从热源传递给物料的热能，除了小部分用于加热炉底鼓入的冷空气以及少量的炉体散热损失外，几乎都能有效地用于物料的脱水分解。炉子本身的热效率在95%以上。因此沸腾炉总的热效率是比较高的，采用蒸汽，可达90%以上。一般的外热式煅烧设备虽然直接使用一次热源，但热效率很少 超过80%。国内沸腾炉的热耗指标为7.7x105KJ/t(18.33万kcal/t)建筑石膏。电能方面：沸腾炉不需要转动，也没有搅拌机，物料主要是靠石膏脱水产生的水蒸气来实现流太化的，需要在炉底鼓入的空气也很有限，配套鼓风机的功率也很小，因此沸腾炉的电能消耗比传统的煅烧设备少的多。

（5）操作方便，容易实现自动控制

流化床有一个特点，就是床层中物料温度一致。因此操作中只要控制物料一个设定温度，就可以连续稳定地生产出合格产品。单一的控制参数，很容易实现主动控制。

（6）产品质量好，熟石膏相组成比较理想，物理性能稳定

由于采用低温热源，石膏不易过烧，只要控制出料温度合适，成品中不含二水石膏，无水石膏III也只在5%以内，其余均为半水石膏。这样的相组成很理想，物理性能也很稳定。

（7）基建投资省，运行费用低

由于沸腾炉设备小巧、结构简单、占地少，因此基建投资较同等生产规模的其他类型煅烧设备节省。投产后，由于能耗较低、维修工作量少、使用寿命长，因此运行费用也较省。

2 沸腾煅烧炉的工作方式

石膏沸腾煅烧炉的床层状态属于鼓泡床，因此将这种炉子形象的称作“沸腾炉”。沸腾炉煅烧部分为一个立式箱式容器在其底部装有一个气体分布板。目的是在停止工作时支撑固体粉料不致漏粉，在工作时使气流从底部均匀地进入床层。在床层的上界面以上装有连续进料的投料机。 在床层上界面处的炉壁上有溢流孔，用于出料。在床层内装有大量的加热管，管内的加热介质为蒸汽，热量通过管壁传递给管外处于流太化的石膏粉，使石膏粉脱水分解。在煅烧部分上部，装有一个除尘器，气体离开流化床时带出来的少量粉尘，由除尘器收集后自动返回流化床，已除尘的尾气由排风机抽出，排入大气。正常工作时，从沸腾炉底部鼓入空气，通过气体布风板进入流化床。鼓入的空气不需要很多，稍稍超过临界气速，使床层实现流太化即可。此时淹没在流化床中的加热管向物料传递大量的热量，使二水石膏粉达到脱水分解的温度，二水石膏就在流化床中脱去结晶水并变为蒸汽，这些蒸汽与炉底鼓入的空气混合在一起，通过床层向上运动。由于蒸汽量比鼓入的空气量多的多，所以整个鼓泡床的流太化主要是靠石膏脱硫水形成的蒸汽来实现的。由于在流化床中粉料激烈的翻滚、混合，所以在整个流化床中各处的物料温度和成分几乎是一致的。连续投入的生石膏粉，一进入床层，几乎瞬间就与床层中大量热分料混合均匀，在热料粉中迅速脱水分解。为了避免刚加入的生料未完成脱水过程就过早短路排出和增加石膏粉的煅烧时间，设计时在炉子中加了三块隔板，将流化床分成大小两部分四个室。生石膏粉先进入大的部分，在此脱掉大部分结晶水，然后通过下部的通道进入小的部分，在这里完成最终的脱水过程，再由床层上部自动溢流出炉。