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斯德煅燒石膏新工藝 

用斯德煅燒爐煅燒硫石膏生產建筑石膏粉

一、概述
電廠、熱電廠以及大型鍋爐採用濕法脫硫產生大量的付產硫石膏,脫硫后的硫石膏經吸濾機過濾,表面水含量在1015%,粒度分布10100μm左右,硫酸鈣含量普遍大於90%95%。
經多種試驗表明脫硫石膏經乾燥煅燒處理后,可生產優質建筑石膏粉。由於用脫硫石膏生產半水石膏在我國還剛起步,將硫石膏煅燒為建筑材料目前還沒有專用的乾燥煅燒生產設備,用生產天然石膏設備生產硫石膏工藝上有較大差異。國內一公司引進國外設備用以快速煅燒硫石膏生產建材石膏,目前使用中仍存在技術問題不斷改進和調整。北京興達開元脫硫石膏有限公司採用遼寧東大粉體工程技術有限公司設計製造的“斯德煅燒爐"用於煅燒硫石膏生產建筑石膏粉,于20064月開始調試並投入生產,在調試過程中依據硫石膏的特性制定出合理的煅燒工藝制度,生產出的半水石膏符合(GB977688)標準,達到並超過優等品的性能。該煅燒爐在硫石膏煅燒上的成功應用,給由硫石膏生產建筑石膏提供了先進可靠的工藝數據與設備。
 
二、硫石膏煅燒的工藝過程與基本原理

     按上述的煅燒系統工藝,系統設備主要由熱源、斯德煅燒爐、氣固分離器、陳化倉、儲倉組成。
斯德煅燒爐是上述系統中的主要設備,斯德煅燒爐是一種快速煅燒設備,其主要結構由機械打散機構、氣體分布室、乾燥煅燒室、離心均化器組成。由燃燒室加熱的熱空氣進入斯德煅燒爐氣體分布室,送料機將欲煅燒物料送入斯德爐內,經設置在爐內底部的機械分散、經氣體分布室進入爐內產生的旋轉空氣運動,使物料快速分散,形成較大比表面,熱載體同物料快速傳熱,將乾燥煅燒過程瞬間完成。
本系統在熱源上採用煤為燃料並採用了機燒燃煤煙氣熱風爐,用燃燒產生的高溫煙氣經降塵處理直接作為乾燥、煅燒的熱源。
      採用斯德煅燒爐煅燒硫石膏工藝過程如下:硫石膏經提升運輸機送入斯德煅燒爐的給料機,並進入煅燒爐內,經煅燒爐內的機械分散以及由熱源部分產生的高溫煙氣進入煅燒爐內同分散的硫石膏進行快速傳熱,硫石膏在乾燥區間表面水快速氣化,物料溫度急速升溫進入煅燒區間,經過5~10秒鐘時間乾燥煅燒過程完成。轉變為半水的石膏粉,由斯德煅燒爐出口進入氣固分離器氣固分離,收集下的半水石膏由輸送機送入陳化倉,尾氣經袋式除塵進一步淨化排入大氣。 
 三、斯德煅燒爐主要特點和工藝數據
採用斯德煅燒爐煅燒硫石膏,需要將煅燒爐的操作工藝同硫石膏煅燒工藝性相結合,確定基本操作規程。在調試過程中,通過調整斯德煅燒爐進出口溫度,調整系統中物料進給速度以及乾燥與煅燒界面因素,找出影響初、終凝、抗壓、抗折的相關條件,確定基本操作規程。以下數據是在調試中反映的相關結果。
(見表)                      取樣檢測表

 

取樣
主機進口℃
主機出口℃
加水量%
初凝時間/
終凝時間/
抗折強度
A
A1
A2
60
6
13
6.78
B
B1
B2
64
5
14
5.75
C
C1
C2
64
5
14
5.6
D
D1
D2
62
6
15
4.7
E
E1
E2
70
6
15
3.55

 

在完成調試、確定基本操作規程后,設備進入正常生產,通過對比總結,採用斯德煅燒爐煅燒硫石膏主要表現如下特點:
1. 乾燥與煅燒一步完成
斯德爐的特點是乾燥與煅燒一次完成,硫石膏表面水一般在10~15%左右,物料呈粘性和結團狀態,如採用流態化煅燒由於受進料粒度和含濕量限制,煅燒前須經過乾燥和粉碎工藝過程,形成生產工藝線長,設備佔地面積大。斯德爐佔地僅是上述工藝的1/2。該工藝無需破碎環節,工藝路線簡捷,生產能力大,年產5~10萬噸,設備及操作空間佔地200余平米。
2. 煅燒后物料顆粒可形成良好級配
經斯德煅燒爐煅燒后的硫石膏粒徑變小,表面積增大,活性提高,產品性能增強,這是斯德爐煅燒突出特點,煅燒后可省略粉磨工序,煅燒前原料粒度與煅燒后產品粒度明顯變細,比表面積可提高5~10倍。(見硫石膏煅燒前後粒度分布圖)
 3. 連續化生產,產品質量穩定。
從設備生產運行中監測的有關數據可以看出,調整運行中相關的溫度參數,可得到相對應的初、終凝時間,初凝時間可在5~7分鐘內任意調整,終凝時間可在20分鐘內調整。抗折強度均大於3.2MPa/cm2產品煅燒后經置放1、3、7天檢測,性能穩定。產品質量穩定的主要因素是煅燒溫度穩定,斯德爐採用的熱源和控制方式可使溫度變動在±5℃範圍以內。物料含濕的不穩定,對產品性能影響較小。
形成產品質量穩定的另一原因是物料受熱均勻,煅燒中無死角,無生燒和過燒,連續化生產,可實現快速陳化目的。
利用乾燥時形成的濕空氣分壓平衡結晶水逸出速度,形成合理的空氣濕度,使產品不過火,相成分轉變穩定。
 
4. 生產效率高,能耗低。
斯德煅燒爐突出特點是快速煅燒,生產效率高,能耗低。在快速煅燒時物料的分解溫度比低溫慢速煅燒溫度低20~30℃,使能耗可節省15%左右。
根據生產統計和設備運行檢測,生產每噸建筑石膏粉其能耗見下表。
 

 

     名稱
表面水W0
電耗kwh/噸產品
能耗 1×104kcal/噸產品
硫石膏
1012%
1820
3537
折合用煤(標煤)55~58kg/噸產品

 

硫石膏能耗統計
 
5. 操作方便,可自動控制。
設定斯德爐進出口溫度,採用自動、手動方式控制溫度的變動範圍,即可連續、穩定地生產出合格產品。
 
6. 投資少,運行費低。
由於採用一步法乾燥煅燒比傳統煅燒方式工藝更簡捷,從投資分析看,採用一步法工藝,同採用二步法工藝綜合投資相比較,投資減少30%以上,運行成本降低20%,設備故障率低,對環境無污染,有利於文明化生產。
 
 
結束語
採用斯德煅燒爐煅燒硫石膏是在國內率先採用的先進技術和裝備,經生產運行設備的各項性能同傳統設備相比,表現了明顯的優勢。目前設備年產量可達57 萬噸(設計產量5~7萬噸),計劃在2007年擴產達到年產20萬噸建筑石膏粉,同時生產紙面石膏板與石膏球(用於水泥緩凝劑),通過合理的工藝與設備將硫石膏得到更加合理的應用。
在完成調試、確定基本操作規程后,設備進入正常生產,通過對比總結,採用斯德煅燒爐煅燒硫石膏主要表現如下特點:
1. 乾燥與煅燒一步完成
斯德爐的特點是乾燥與煅燒一次完成,硫石膏表面水一般在10~15%左右,物料呈粘性和結團狀態,如採用流態化煅燒由於受進料粒度和含濕量限制,煅燒前須經過乾燥和粉碎工藝過程,形成生產工藝線長,設備佔地面積大。斯德爐佔地僅是上述工藝的1/2。該工藝無需破碎環節,工藝路線簡捷,生產能力大,年產5~10萬噸,設備及操作空間佔地200余平米。
2. 煅燒后物料顆粒可形成良好級配
經斯德煅燒爐煅燒后的硫石膏粒徑變小,表面積增大,活性提高,產品性能增強,這是斯德爐煅燒突出特點,煅燒后可省略粉磨工序,煅燒前原料粒度與煅燒后產品粒度明顯變細,比表面積可提高5~10倍。(見硫石膏煅燒前後粒度分布圖)
 3. 連續化生產,產品質量穩定。
從設備生產運行中監測的有關數據可以看出,調整運行中相關的溫度參數,可得到相對應的初、終凝時間,初凝時間可在5~7分鐘內任意調整,終凝時間可在20分鐘內調整。抗折強度均大於3.2MPa/cm2產品煅燒后經置放1、3、7天檢測,性能穩定。產品質量穩定的主要因素是煅燒溫度穩定,斯德爐採用的熱源和控制方式可使溫度變動在±5℃範圍以內。物料含濕的不穩定,對產品性能影響較小。
形成產品質量穩定的另一原因是物料受熱均勻,煅燒中無死角,無生燒和過燒,連續化生產,可實現快速陳化目的。
利用乾燥時形成的濕空氣分壓平衡結晶水逸出速度,形成合理的空氣濕度,使產品不過火,相成分轉變穩定。
 
4. 生產效率高,能耗低。
斯德煅燒爐突出特點是快速煅燒,生產效率高,能耗低。在快速煅燒時物料的分解溫度比低溫慢速煅燒溫度低20~30℃,使能耗可節省15%左右。
根據生產統計和設備運行檢測,生產每噸建筑石膏粉其能耗見下表。

 

項目名稱
表面水W0
電耗kwh/噸產品
能耗 1×104kcal/噸產品
硫石膏
1012%
1820
3537
折合用煤(標煤)55~58kg/噸產品

 

硫石膏能耗統計
 
5. 操作方便,可自動控制。
設定斯德爐進出口溫度,採用自動、手動方式控制溫度的變動範圍,即可連續、穩定地生產出合格產品。
 
6. 投資少,運行費低。
由於採用一步法乾燥煅燒比傳統煅燒方式工藝更簡捷,從投資分析看,採用一步法工藝,同採用二步法工藝綜合投資相比較,投資減少30%以上,運行成本降低20%,設備故障率低,對環境無污染,有利於文明化生產。
 
 
結束語
採用斯德煅燒爐煅燒硫石膏是在國內率先採用的先進技術和裝備,經生產運行設備的各項性能同傳統設備相比,表現了明顯的優勢。目前設備年產量可達57 萬噸(設計產量5~7萬噸),計劃在2007年擴產達到年產20萬噸建筑石膏粉,同時生產紙面石膏板與石膏球(用於水泥緩凝劑),通過合理的工藝與設備將硫石膏得到更加合理的應用。
在完成調試、確定基本操作規程后,設備進入正常生產,通過對比總結,採用斯德煅燒爐煅燒硫石膏主要表現如下特點:
1. 乾燥與煅燒一步完成
斯德爐的特點是乾燥與煅燒一次完成,硫石膏表面水一般在10~15%左右,物料呈粘性和結團狀態,如採用流態化煅燒由於受進料粒度和含濕量限制,煅燒前須經過乾燥和粉碎工藝過程,形成生產工藝線長,設備佔地面積大。斯德爐佔地僅是上述工藝的1/2。該工藝無需破碎環節,工藝路線簡捷,生產能力大,年產5~10萬噸,設備及操作空間佔地200余平米。
2. 煅燒后物料顆粒可形成良好級配
經斯德煅燒爐煅燒后的硫石膏粒徑變小,表面積增大,活性提高,產品性能增強,這是斯德爐煅燒突出特點,煅燒后可省略粉磨工序,煅燒前原料粒度與煅燒后產品粒度明顯變細,比表面積可提高5~10倍。(見硫石膏煅燒前後粒度分布圖)
 3. 連續化生產,產品質量穩定。
從設備生產運行中監測的有關數據可以看出,調整運行中相關的溫度參數,可得到相對應的初、終凝時間,初凝時間可在5~7分鐘內任意調整,終凝時間可在20分鐘內調整。抗折強度均大於3.2MPa/cm2產品煅燒后經置放1、3、7天檢測,性能穩定。產品質量穩定的主要因素是煅燒溫度穩定,斯德爐採用的熱源和控制方式可使溫度變動在±5℃範圍以內。物料含濕的不穩定,對產品性能影響較小。
形成產品質量穩定的另一原因是物料受熱均勻,煅燒中無死角,無生燒和過燒,連續化生產,可實現快速陳化目的。
利用乾燥時形成的濕空氣分壓平衡結晶水逸出速度,形成合理的空氣濕度,使產品不過火,相成分轉變穩定。
 
4. 生產效率高,能耗低。
斯德煅燒爐突出特點是快速煅燒,生產效率高,能耗低。在快速煅燒時物料的分解溫度比低溫慢速煅燒溫度低20~30℃,使能耗可節省15%左右。
根據生產統計和設備運行檢測,生產每噸建筑石膏粉其能耗見下表。

 

表面水W0
電耗kwh/噸產品
能耗 1×104kcal/噸產品
硫石膏
1012%
1820
3537
折合用煤(標煤)55~58kg/噸產品

 

硫石膏能耗統計
 
5. 操作方便,可自動控制。
設定斯德爐進出口溫度,採用自動、手動方式控制溫度的變動範圍,即可連續、穩定地生產出合格產品。
 
6. 投資少,運行費低。
由於採用一步法乾燥煅燒比傳統煅燒方式工藝更簡捷,從投資分析看,採用一步法工藝,同採用二步法工藝綜合投資相比較,投資減少30%以上,運行成本降低20%,設備故障率低,對環境無污染,有利於文明化生產。
 
 
結束語
採用斯德煅燒爐煅燒硫石膏是在國內率先採用的先進技術和裝備,經生產運行設備的各項性能同傳統設備相比,表現了明顯的優勢。目前設備年產量可達57 萬噸(設計產量5~7萬噸),計劃在2007年擴產達到年產20萬噸建筑石膏粉,同時生產紙面石膏板與石膏球(用於水泥緩凝劑),通過合理的工藝與設備將硫石膏得到更加合理的應用。
 


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