旋轉蒸壓乾燥一體化生產α半水石膏的加工系統的製造方法與工藝
2024-01-29 05:11:15
本發明涉及工業原料生產加工系統，尤其是一種旋轉蒸壓乾燥一體化生產α半水石膏的加工系統。
背景技術：
α型半水石膏是一種具有密實的晶體結構,水化後具有較高強度的石膏膠凝材料。α型半水石膏是在飽和水蒸汽氣氛中加熱或在某些鹽類溶液中加熱緩慢結晶形成，目前α型半水石膏的製備方法主要有以下幾種：蒸壓法、水熱法、常壓鹽溶液法、自蒸壓法等。1.蒸壓法即飽和水蒸汽蒸壓法，是將天然石膏（破碎成塊、粒狀）或工業副產石膏（壓製成塊、粒狀）置於臥式或立式蒸壓釜中，通入飽和蒸汽，在一定的溫度和壓力下，經過一段時間，使二水石膏轉變成α型半水石膏，再通過乾燥和粉磨，即得α型半水石膏粉。使用臥式蒸壓釜時，國內普遍使用的方法是將蒸壓好的石膏塊從釜中移出，送入專門的乾燥窯內乾燥；使用立式釜時，乾燥階段則是在釜內通過間接加熱乾燥。但無論是臥式或立式蒸壓釜工藝，只能適用塊狀或壓製成的塊粒狀物料，由於物料體積較大，蒸壓和乾燥時間長，並且溶解析晶過程差異性大，不便使用轉晶劑和外加劑，因而工藝系統能耗大、效率低、產品質量波動大，特別是在蒸壓完成至乾燥開始的一段時間，若間隔期長，隨著溫度的降低，部分α型半水石膏會重新水化形成二水石膏，影響石膏粉的性能。另一方面，工業副產石膏多為粉狀物料，為了適應這種工藝，不得不進行成型加工，蒸壓乾燥完成後又需破碎粉磨。既浪費能源，增加工序，又提高了製造成本。2.水熱法即加壓水熱法，是將粉狀二水石膏與加有轉晶劑的水溶液混合，攪拌均勻後的料漿置於反應釜內，在一定的溫度和壓力下，經過一定的時間，二水石膏即轉變為α型半水石膏，然後再經壓濾或離心脫水、乾燥、粉磨，製得α型半水石膏粉。這種方法反應充分，產品質量好，但工藝較複雜，由於料漿濃度低，需水量大，能源消耗高。脫水設備故障率高，管道堵塞清理困難。同時，由於轉晶完成後的α型半水石膏是由料漿進行輸送的，其乾燥脫水工藝決定了半水石膏向二水石膏還原量的高低。3.常壓鹽溶液法，是將磨細的二水石膏粉置於鹽溶液後煮沸一定時間，然後進行過濾、洗滌、乾燥，成為α型半水石膏粉。此法產品質量較好，可不用壓力容器，但用水量大，洗滌困難，水處理成本較高，工序複雜，目前處於實驗階段。4.自蒸壓法（或稱半乾法），系另一種形式的蒸壓法，是將二水石膏置於帶間接加熱管或隔套的蒸壓釜內，先使釜內的二水石膏加熱脫去外表（自由）水，形成部分蒸汽，然後逐漸脫出結晶水，在釜內形成飽和蒸汽環境，經過一定時間，二水石膏轉換成α型半水石膏。蒸壓結束後排汽降壓，仍由換熱管或隔套間接加熱乾燥。此法傳熱效率較低，卸壓和乾燥排汽時蒸汽浪費大，粉塵不易收集，管道易堵塞，同時洩壓時溫度波動大，產品質量亦難以保證。
技術實現要素：
本發明的目的就是要解決現有四種α型半水石膏製備方法各自存在的上述缺陷，提供一種旋轉蒸壓乾燥一體化生產α半水石膏的加工系統。本發明的具體方案是：旋轉蒸壓乾燥一體化生產α半水石膏的加工系統，其特徵是：包括有一臺特製的旋轉蒸壓乾燥釜和一臺蒸汽過濾收塵器，以及飽和蒸汽源、過熱蒸汽源、壓縮空汽源、粉料倉、集水池；所述旋轉蒸壓乾燥釜，具有臥置筒形殼體，配置有旋轉託輪組及旋轉驅動機構，殼體的一端設有進氣主管，另一端設有出料氣管，在進氣主管上套裝有旋轉接頭A，旋轉接頭A上裝有進氣總管和冷凝水排放管；在殼體內通過支架安裝有盛料罐，盛料罐與殼體之間形成有蒸氣保溫夾層，夾層的尾端封閉，夾層的前端與進氣主管連通，所述盛料罐的前端設有進氣口與進氣主管連通，後端設有出料氣口與出料氣管連通；在殼體上安裝有加料管伸入盛料罐內，並在加料管外埠配有密封蓋；在旋轉接頭A上裝有虹吸管，虹吸管的一端與冷凝水排放管連通，另一端伸入蒸氣保溫夾層的底部區域；所述進氣總管外端並接有飽和蒸汽管、過熱蒸汽管、壓縮空氣管分別對應連通飽和蒸汽源、過熱蒸汽源、壓縮空汽源；所述出料氣管外端通過旋轉接頭B安裝有氣料排放管，在氣料排放管外端通過蒸汽排放閥門再連通蒸氣過濾收塵器，在氣料排放管上位於蒸氣排放閥門內側叉接有粉料排放管，配有閥門並通過輸送管道A連通粉料倉。本發明中所述飽和蒸汽源和過熱蒸汽源是由一臺雙質蒸汽鍋爐提供，也可由兩臺單質蒸汽鍋爐分別提供，或由一臺單質蒸汽鍋爐提供飽和蒸汽和一臺過熱蒸汽發生器提供過熱蒸汽源，過熱蒸汽發生器是由單質蒸汽鍋爐提供汽源或系統回收提供汽源，或前述兩者同時提供汽源，所述系統回收提供汽源，是在蒸汽過濾收塵器的淨氣出口上接裝回氣管A，並通過增壓機為過熱蒸汽發生器提供汽源。本發明中在蒸氣保溫夾層中設有冷凝水螺旋導流片，使冷凝水集中於虹吸管入口處，方便排放。本發明中在盛料罐內壁設有抄板或鏈條或同時設置抄板和鏈條。本發明中所述氣料排放管上的蒸汽排放閥門之後並接有兩臺蒸汽過濾收塵器，以交替工作，保證系統的連續性。本發明中所述蒸汽過濾收塵器，具有筒形殼體，殼體頂部設有環形端蓋，殼體下部設有集灰鬥，集灰鬥底部設有粉料出口，粉料出口下方設有螺旋送料泵並通過輸送料管B連通粉料倉，特別是：在殼體內懸裝有內罩，內罩外壁與環形端蓋內孔焊合密封，並與殼體內壁有間距構成預收塵環道，內罩上部設有水平隔板，將內罩腔分隔為上部的脈衝清灰室和下部的袋收塵室，在袋收塵室內吊裝有若干收塵濾袋，在水平隔板上正對每個收塵濾袋開有通風孔，內罩的頂部設有頂蓋，頂蓋上開有淨氣出口，在內罩外部設有壓縮空氣進氣管一端連通脈衝清灰室，另一端連通壓縮空汽源；內罩下部為敞口與預收塵環道連通，在殼體的上部設有含塵蒸汽入口，殼體外罩設有加熱保溫層，保持加熱保溫層內的溫度與殼體內溫度一致；在集灰鬥中還安裝有加熱盤管；所述殼體外壁的加熱保溫層為蒸氣加熱夾層或繞裝蒸氣加熱管；集灰鬥中的加熱盤管為蒸氣加熱盤管，蒸氣加熱夾層或蒸氣加熱管、蒸氣加熱盤管是與旋轉乾燥釜的進氣系統共用汽源，保持溫度一致，並在加熱保溫層或蒸氣加熱管的底部設有冷凝水排放口。本發明中所述蒸氣加熱夾層或蒸氣加熱管與蒸氣加熱盤管為串聯設置，蒸氣進口設在蒸氣加熱盤管上。本發明中所述含塵蒸氣入口是與殼體內壁形成切向進氣布置。本發明中在壓縮空氣進氣管上安裝有脈衝閥。本發明中壓縮空汽源由空氣壓縮機和儲氣罐提供，以保證供氣穩定。本發明充分綜合了蒸壓法和加壓水熱法的優勢，即將石膏原料（天然石膏破碎成小於3mm的粉料，工業副產石膏按自然形態的粉料）與外加劑及轉晶劑混合裝入特殊設計的臥式旋轉蒸壓乾燥釜內，也可根據需要加入一定比例的水，混合均勻後通入一定溫度和壓力的飽和蒸汽，使蒸汽與物料直接接觸，隨著蒸汽對物料的加熱，蒸汽中的冷凝水和物料析出的液態水與物料共同形成一定濃度的料漿，並逐步在釜內形成飽和蒸汽的壓力環境，當蒸壓釜、物料、飽和蒸汽達到熱平衡時，進入恆溫反應階段，二水石膏逐步穩定的脫水析晶。經過一定時間的晶體生長，析晶完成，停止蒸壓，這個工藝實質上是一種高濃度的加壓水熱法工藝。然後直接通入過熱蒸汽進行乾燥，由於料漿含水率不高，乾燥能較快完成。本發明的優勢在於：1.採用了特製的旋轉蒸壓乾燥釜：現有的臥式蒸壓釜通常為固定式，即將蒸壓釜固定安裝於地面上，進、出料和蒸壓均通過軌道車裝載物料，由於物料在軌道車上處於靜止的堆積狀態，為了使物料能與水蒸汽接觸，必須使顆粒間有一定的空隙，因此這種方法僅適用於塊狀物料...