脫硫石膏沸騰爐設(shè)備介紹
一、工作原理
石膏沸騰煅燒爐的床層狀態(tài)屬于的鼓泡床，因此將這種爐子形象地稱作“沸騰爐”。
沸騰爐外型為“長方體+棱臺(tái)體”結(jié)構(gòu)，其中“棱臺(tái)體”部分是沸騰爐的活化風(fēng)室，在這里加裝一塊氣體分布板，簡稱“布風(fēng)板”，作用是在停止工作時(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；“長方體”部分是煅燒石膏粉的區(qū)間，內(nèi)裝有大量的加熱管，管內(nèi)的加熱介質(zhì)可以是過熱蒸汽或?qū)嵊?，熱量通過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。在煅燒部分上部，裝有一個(gè)沉降室，氣體離開流化床時(shí)帶出來的少量粉塵，由沉降室收集后自動(dòng)返回流化床，其余尾氣由脈沖布袋除塵器處理后排入大氣。
正常工作時(shí)，從沸騰爐底部鼓入空氣，通過氣體分布板進(jìn)入流化床 。鼓入的空氣不需要很多，稍稍超過臨界氣速，使床層實(shí)現(xiàn)流態(tài)化即可。此時(shí)淹沒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@些蒸汽與爐底鼓入的空氣混合在一起，通過床層向上運(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程就過早排出，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，然后通過下部的通道進(jìn)入小的部分，在這里完成最終的脫水過程，再由床層上部自動(dòng)溢流出爐。
二、工藝描述
1、工藝簡單
計(jì)量上料---皮帶輸送---預(yù)干燥---除塵---煅燒----質(zhì)控倉---降溫---改姓---儲(chǔ)存---包裝
2、工藝流程圖
3、工藝描述
生產(chǎn)工藝采用二步法進(jìn)行，前端采用管束烘干機(jī)進(jìn)行烘干，煅燒采用沸騰爐進(jìn)行煅燒。主要生產(chǎn)系統(tǒng)分為濕供料工段、預(yù)干燥工段、煅燒工段、質(zhì)量控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、改性處理、入倉陳化、除塵、熱源、自動(dòng)控制10個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、
1）濕供料工段
濕供料工段由受料斗、帶式定量給料機(jī)、皮帶輸送機(jī)、除塵器、篩分機(jī)等輸送設(shè)備構(gòu)成。
由3--5噸裝載機(jī)或者抓斗把含有游離水的工業(yè)副產(chǎn)石膏運(yùn)送至受料斗里面，在料斗內(nèi)進(jìn)行臨時(shí)儲(chǔ)存，料斗內(nèi)襯不銹鋼襯板，可防止化學(xué)石膏的粘倉問題。料斗底部設(shè)有專用計(jì)量皮帶稱，通過該設(shè)備可精確的計(jì)量每個(gè)時(shí)間段的供料量，并保證濕料均勻的供給下游皮帶輸送機(jī)。皮帶輸送機(jī)采用槽型皮帶輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)一定距離和高度的運(yùn)輸，在斜皮帶輸送機(jī)上設(shè)有除鐵器，可有效避免鐵制品進(jìn)入到系統(tǒng)中。另外在斜皮帶下料端設(shè)置旋轉(zhuǎn)篩分機(jī)，可有效避免大塊顆粒物及石膏內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)入到系統(tǒng)中。整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)計(jì)量皮帶稱和皮帶輸送機(jī)輸送到后續(xù)工段，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)生產(chǎn)量和成品質(zhì)量的控制。
2）預(yù)干燥工段
預(yù)干燥工段采用管束式烘干機(jī)進(jìn)行烘干石膏粉，整個(gè)系統(tǒng)有自清潔鎖風(fēng)下料器、管束烘干機(jī)、預(yù)熱風(fēng)機(jī)、蒸汽換熱器、袋式除塵器、主引風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、輸送設(shè)備構(gòu)成。
計(jì)量后的原料石膏經(jīng)皮帶輸送機(jī)輸送到以蒸汽為熱源的烘干機(jī)中進(jìn)行烘干，粉料在烘干設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)的帶動(dòng)下由進(jìn)料端往出料端移動(dòng)，并在移動(dòng)過程中進(jìn)行熱交換，以此達(dá)到烘干的目的，此種烘干機(jī)采用列管式換熱方式進(jìn)行熱交換，并在傳送物料過程中將物料揚(yáng)起進(jìn)入到管束中，保證石膏在烘干機(jī)中與蒸汽進(jìn)行的充分熱交換，提高烘干效率，
3）煅燒工段
煅燒系統(tǒng)采用蒸汽型沸騰爐煅燒工藝將粉料進(jìn)行均勻的煅燒；整套系統(tǒng)包含輸送設(shè)備、篩分機(jī)、計(jì)量螺旋、沸騰爐、羅茨風(fēng)機(jī)等組成；
烘干好的粉料首先經(jīng)過輸送設(shè)備、旋轉(zhuǎn)篩分機(jī)進(jìn)行輸送處理，在計(jì)入沸騰爐之前首先進(jìn)行篩分，避免大顆粒物料進(jìn)入到沸騰爐，進(jìn)而避免沸騰爐煅燒不均勻和沸騰爐底部歩風(fēng)板堵塞。處理完畢的石膏粉料經(jīng)計(jì)量螺旋均勻輸送給沸騰爐；輸送設(shè)備為可計(jì)量輸送機(jī)，可精確計(jì)量每個(gè)時(shí)間段的喂料量嗎，保證石膏粉供料穩(wěn)定性。其供料量可根據(jù)煅燒工藝要求和工作過程中的沸騰爐各點(diǎn)具體溫度進(jìn)行調(diào)整，溫度增高則進(jìn)料量增加，反之減少；沸騰爐為蒸汽沸騰爐，沸騰爐內(nèi)分為主爐和副爐共4個(gè)室，底部設(shè)有高壓羅茨風(fēng)機(jī)往底部注風(fēng)，協(xié)助粉料在爐內(nèi)沸騰；粉料在沸騰爐中與管道內(nèi)的蒸汽進(jìn)行間接熱交換，蒸汽把熱量傳遞給粉料，對粉料進(jìn)行煅燒。粉料首先進(jìn)入沸騰爐的主爐內(nèi)進(jìn)行煅燒，進(jìn)而經(jīng)過底部通道進(jìn)入副爐進(jìn)一步脫水；后經(jīng)沸騰爐上部出料口排出至粉磨工段進(jìn)行粉磨；
沸騰爐出料口溫度調(diào)整可通過蒸汽進(jìn)口的壓力和溫度進(jìn)行調(diào)整，粉料溫度高時(shí)，適當(dāng)在電腦屏幕上關(guān)小蒸汽進(jìn)口的壓力或者溫度，反之亦然；另外也可通過喂料進(jìn)行調(diào)整，粉料溫度高時(shí)，適當(dāng)在電腦屏幕上增加給料量，反之亦然。
粉料在沸騰爐內(nèi)煅燒產(chǎn)生的蒸汽和底部羅茨風(fēng)機(jī)鼓入的空氣經(jīng)沸騰爐頂部排出，進(jìn)入到配套的袋式除塵器中，經(jīng)處理后的干凈空氣排放到大氣中；蒸汽沸騰爐為節(jié)能型煅燒設(shè)備，它采用的是一次能源進(jìn)行熱交換，減少熱交換次數(shù)，大大降低了能耗指標(biāo)；
沸騰爐熱源來自高溫蒸汽，通過蒸汽管道進(jìn)入到沸騰爐的換熱管內(nèi)，沸騰爐換熱管路采用高進(jìn)低出設(shè)計(jì)，高溫蒸汽在沸騰爐內(nèi)和粉料進(jìn)行熱交換，換熱完畢的冷凝水排至余熱換熱器回收利用，此換熱器是給沸騰爐羅茨鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)進(jìn)行加溫的。將羅茨風(fēng)機(jī)的風(fēng)加熱到一定溫度進(jìn)入到沸騰爐底部，實(shí)現(xiàn)蒸汽余熱二次利用。
4）質(zhì)量控制系統(tǒng)
質(zhì)量控制系統(tǒng)采用專門臨時(shí)暫存工藝將粉料進(jìn)行精準(zhǔn)分離；整套系統(tǒng)包含提升機(jī)、螺旋輸送機(jī)、氣動(dòng)閥門、暫存?zhèn)}等組成；
因?yàn)樵诜序v爐開、停機(jī)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不合格的石膏粉料，如果此時(shí)的石膏粉料輸送到下游與成品粉混合的話將會(huì)產(chǎn)生很大的質(zhì)量波動(dòng)。所以此時(shí)產(chǎn)生的石膏粉通過質(zhì)量控制系統(tǒng)經(jīng)輸送設(shè)備運(yùn)送至?xí)捍鎮(zhèn)}內(nèi)存儲(chǔ)，在正常生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)時(shí)，也將通過質(zhì)量控制系統(tǒng)進(jìn)入到此料倉內(nèi)進(jìn)行暫存，待石膏粉正常煅燒時(shí)按一定添加量進(jìn)入到煅燒系統(tǒng)重新煅燒。這樣可有效避免石膏粉產(chǎn)生質(zhì)量波動(dòng)影響下游產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)此料倉作為煅燒前穩(wěn)料倉，當(dāng)烘干物料產(chǎn)生重量方面波動(dòng)時(shí)，此料倉起到緩沖穩(wěn)料的作用，這樣來保證煅燒前供料穩(wěn)定性。
5）冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)采用我公司專用石膏冷卻機(jī)，可在保證石膏粉煅燒相組成穩(wěn)定狀態(tài)下有效的進(jìn)行冷卻。整套系統(tǒng)包含冷卻器、羅茨風(fēng)機(jī)、冷卻器風(fēng)機(jī)是、輸送設(shè)備等組成。
煅燒好的石膏粉因出料溫度比較高，如果直接進(jìn)入后期處理工段，會(huì)因石膏粉溫度過高導(dǎo)致石膏粉的相組成產(chǎn)生變化，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。所以石膏粉在進(jìn)入到后期工段時(shí)，必須通過冷卻降溫后方能進(jìn)入到后期工段。降溫工段采用我公司專用冷卻器進(jìn)行降溫，可有效的將石膏粉溫度降低到80°C以下，從而保證石膏粉的后期質(zhì)量。
6）改性磨工段
脫硫石膏因其生成機(jī)理的影響，具有比表面積小和級配不合理的先天缺陷，具體表現(xiàn)為；脫硫石膏的比表面積僅有1500cm2/g,是天然石膏的40~60um之間，級配遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于粉末后的天然石膏，易導(dǎo)致脫硫熟石膏加水后的流變性能不好，顆粒離析、分層現(xiàn)象嚴(yán)重，制品容重偏大，石膏粉強(qiáng)度低等問題。因此，我們在脫硫石膏煅燒后增加粉磨工序，用以增加比表面積、改變顆粒級配、降低松散榮重，以解決上述出現(xiàn)的問題。
7）成品儲(chǔ)存和包裝工段
經(jīng)煅燒機(jī)煅燒后的半水石膏輸送到陳品料倉儲(chǔ)存起來，成品倉下可根據(jù)業(yè)主意見建設(shè)散裝系統(tǒng)和小袋包裝系統(tǒng)以及另作它用
8）除塵系統(tǒng)
除塵系統(tǒng)采用袋式除塵器，以此來保證石膏粉在生產(chǎn)過程中因原料的預(yù)干燥、輸送、粉磨、煅燒、陳化處理過程中，保證系統(tǒng)運(yùn)行在負(fù)壓狀態(tài)下，所產(chǎn)生粉塵經(jīng)過除塵設(shè)備靜化再排出室外，工作環(huán)境達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
9）熱源提供給系統(tǒng)
熱源供給：以電廠蒸汽為熱源的蒸汽系統(tǒng)，以蒸汽做熱交換介質(zhì)，由于沒有鍋爐直接使用蒸汽，熱源熱效率可達(dá)100%；控制系統(tǒng)采用PLC、壓力變送器、溫度電動(dòng)調(diào)節(jié)，出口溫度控制在+1°c區(qū)間，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
10）自動(dòng)控制
原料車間生產(chǎn)控制采用分布式PLC控制系統(tǒng)，CPU模塊選用西門子品牌，現(xiàn)場I/O模塊采用西門子ET-200SP, 人機(jī)界面選用西門子品牌。傳感器、變頻器、PLC模塊、HMI等核心設(shè)備構(gòu)成原料控制站。設(shè)備級（變頻器、分布式I/O等）采用現(xiàn)場總線方式與CPU通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，原料控制站和計(jì)算機(jī)控制中心通過工業(yè)以太網(wǎng)相連、wincc組態(tài)軟件編程，從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的集中控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。
三、核心設(shè)備介紹
1、管束干燥機(jī)
管束干燥機(jī)按逆流方式操作，根據(jù)需要也可采用順流加熱方式，熱耗低；干燥物料范圍廣泛，主要為松散物料干燥，處理能力大，水分蒸發(fā)大且可干燥高水份物料；物料干燥彈性大（能視不同的物料性質(zhì)及水分要求對干燥時(shí)間進(jìn)行調(diào)整）可連續(xù)生產(chǎn)（自動(dòng)化程度高），亦可間隙操作（適合于特殊生產(chǎn)工藝）；
1.1組成結(jié)構(gòu)
(1) 主機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，此為干燥機(jī)的核心部件，不同的干燥機(jī)有不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)列管式干燥機(jī)的轉(zhuǎn)子由兩端中空軸、封頭及數(shù)百根管子形成的管束組成；旋轉(zhuǎn)圓盤式干燥機(jī)的轉(zhuǎn)子由中空軸和焊接組裝在其上的數(shù)十只圓盤組成。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子靠兩端軸承支撐；一端為固定軸承，一端可以自由游動(dòng)、消耗熱膨脹。轉(zhuǎn)子四周有固定在架子上的抄板。
(2) 傳動(dòng)系統(tǒng)，由電機(jī)、減速系統(tǒng)組成（擺線針輪減速和齒輪減速二級）
(3) 管路系統(tǒng)，由調(diào)節(jié)閥門、金屬軟管、旋轉(zhuǎn)街頭等組成。
(4) 排風(fēng)和除塵系統(tǒng)，引風(fēng)機(jī)排風(fēng)，配濕法除塵回收熱水和粉塵。
1.2性能特點(diǎn)
（1）換熱充分、熱耗低、高效節(jié)能、干燥物料范圍廣、處理量大、水分蒸發(fā)量大，并且可以干燥高水分物料。
（2）采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電耗比傳統(tǒng)管束節(jié)約30%以上。
（3）該機(jī)附加配套設(shè)備少，占地面積小，工藝布局緊湊，可在單層廠房內(nèi)放置，大大節(jié)約了土建費(fèi)用。
（4）物料在滾筒內(nèi)翻拌徹底，沒有殘留物料。
（5）由于換熱管在滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)不承受扭矩，減少了換熱管因傳扭矩而導(dǎo)致焊縫開裂、泄漏的危險(xiǎn)，極大的提高了設(shè)備使用壽命；如果列管發(fā)生漏氣等現(xiàn)象，列管可以很方便的任意更換。
（6）滾筒底部筒體壁厚12毫米，常規(guī)管束殼體一般厚6毫米，在經(jīng)受相同程度的磨損和腐蝕的情況下，筒體的壽命可以成倍的提高。
（7）允許帶料啟動(dòng)。
（8）可以連續(xù)操作（即自動(dòng)化程度高），也可以間歇操作（適合于特種工藝）
物料在呈負(fù)壓狀態(tài)的封閉內(nèi)腔被干燥，作業(yè)環(huán)境清潔，無污染，噪音小。
