一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统的制作方法

1.本发明涉及无水硫酸钙制备技术领域，具体为一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统。


背景技术：

2.工业固废石膏是工业生产中由化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的工业副产物。按其种类，可分为磷石膏、盐石膏、脱硫石膏、钛石膏、氟石膏和柠檬酸石膏等。我国的工业固废石膏累积量大，且排放量逐年增长。这些固废石膏的堆存不仅占用了大量的土地，而且对生态环境产生了严重的危害。工业固废石膏的处置及资源化利用的紧迫性已迫在眉睫。无水硫酸钙作为一种新型无机材料，与其他粉体材料相比，具有高强度、高模量、高介点强度、耐磨耗、耐高温、耐腐蚀、红外线反射性良好、易于表面处理、与高分子聚合物的亲和能力强、无毒等诸多优良的理化性能，而且价格在粉体中最低，有其他粉体无可比拟的性价比，应用范围非常广泛，是一种性能优良、价格低廉的绿色环保材料，具有很强的市场竞争力，因此常被用于做高分子材料的填充剂，不仅可以赋予材料一定的刚度和尺寸稳定性，而且可以提高材料热稳定性、耐磨性以及降低成本。
3.目前，无水硫酸钙的制备方法大都是由天然石膏或工业副产石膏利用回转窑经高温煅烧而成，煅烧时需要耗费大量的热能，将这些自由水和部分的结晶水蒸发掉。
4.但是现有的回转窑窑内炽热气流和石膏物料之间主要是“堆积态”换热，存在回转窑外部过热，内部烧不透的现象，换热效率低，能源消耗大，从而影响其应有的生产效率的充分发挥;回转窑运行时，不便根据材料的情况调节材料的输送速度，导致部分材料还未完全脱水就排出回转窑外；而且煅烧后得到的无水碳酸钙温度较高，不便于收集。


技术实现要素：

5.鉴于上述缺点与不足，本发明提供一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，使石膏物料在悬浮状态下完成煅烧，热利用率高、物料煅烧的更充分，提高了无水硫酸钙的品质。
6.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，包括预热单元、煅烧单元和冷却单元，所述预热单元与煅烧单元连接，煅烧单元与冷却单元连接，石膏物料经过预热单元后进到煅烧单元制备无水硫酸钙，煅烧单元与冷却单元双向换热得到冷却后的无水硫酸钙。
7.所述煅烧单元包括煅烧主炉、煅烧副炉，所述煅烧主炉与冷却单元的风输出端连接，煅烧主炉物料输出端与煅烧副炉通过过渡管道连接，所述煅烧副炉烟气输出端与预热单元连接，煅烧副炉物料输出端与冷却单元连接。
8.所述预热单元包括干燥器、一级预热器和二级预热器，所述干燥器输入端与二级预热器的烟气输出端连接，干燥器输出端连接至一级预热器，一级预热器烟气输出端与除尘器和引风机依次连接，一级预热器物料输出端与所述煅烧单元的煅烧副炉烟气输出端连接后连接至二级预热器，二级预热器的物料输出端连接至所述煅烧单元的煅烧主炉。
9.所述冷却单元包括一~四级冷却和冷风入口，所述冷风入口与三级冷却器物料输出端连接后连接至四级冷却器，四级冷却器风输出端与二级冷却器的物料输出端连接后连接至三级冷却器，三级冷却器风输出端与一级冷却器物料输出端连接后连接至二级冷却器，二级冷却器风输出端与煅烧单元的煅烧副炉物料输出端连接后连接至一级冷却器，一级冷却器风输出端连接至煅烧单元的煅烧主炉。
10.所述煅烧主炉物料输出端设有为煅烧主炉提供热量的燃烧器。
11.所述煅烧主炉物料输出端与煅烧副炉之间的过渡管道的截面积逐渐变小。
12.所述干燥器输入端设置有用于投放石膏物料的进料装置。
13.所述除尘器的空气输出端与引风机连接，除尘器的物料输出端连接至冷却单元。
14.本发明具有以下有益效果及优点：1、通过设置的冷却单元，使石膏物料在煅烧加工完成后在四个冷却器中分别与冷风以悬浮状态换热，使系统输出的无水硫酸钙温度不高，便于收集；2、煅烧主炉下端补入经冷却单元逆流换热后的空气，与颗粒状石膏物料混合，使石膏物料在悬浮状态下进行煅烧，热利用率高、物料煅烧的更充分，提高了无水硫酸钙的品质；3、煅烧主炉、煅烧副炉、干燥器、一级预热器、二级预热器和四个冷却器之间互相连通，使煅烧主炉煅烧产生的高温烟气能充分回收利用， 避免了大量的热量损失，节约了能源，降低生产成本。
附图说明
15.图1为本发明的系统连接示意图；其中，1、进料装置；2、干燥器；3、煅烧主炉；4、过渡管道；5、二级预热器；6、煅烧副炉；7、一级预热器；8、除尘器；9、一级冷却器；10、二级冷却器；11、三级冷却器;12、四级冷却器；13、冷风入口；14、引风机、15、燃烧器。
具体实施方式
16.下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。 如图1所示，本发明为一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于，包括预热单元、煅烧单元和冷却单元，所述预热单元与煅烧单元连接，煅烧单元与冷却单元连接，石膏物料经过预热单元后进到煅烧单元制备无水硫酸钙，煅烧单元与冷却单元双向换热得到冷却后的无水硫酸钙。
17.所述煅烧单元包括煅烧主炉3、煅烧副炉6，所述煅烧主炉3与燃烧器15和冷却单元的风输出端连接，煅烧主炉3物料输出端与煅烧副炉6通过过渡管道4连接，过渡管道4的截面积逐渐变小，可使煅烧主炉3经过煅烧后得到的初次脱水物料逐步进入煅烧副炉6进行二次脱水工艺；所述煅烧副炉6烟气输出端与预热单元连接，煅烧副炉6物料输出端与冷却单元连接。
18.所述预热单元包括干燥器2、一级预热器7和二级预热器10，所述干燥器2输入端设置有用于投放石膏物料的进料装置；干燥器2输入端与二级预热器10的烟气输出端连接，回收利用预热单元内产生的高温烟气，干燥器2输出端连接至一级预热器7进行石膏物料的第一次预热，一级预热器7烟气输出端与除尘器8和引风机14依次连接，除尘器对烟气进行除
尘后的洁净空气通过引风机吸入到烟囱内后排到外界，一级预热器7物料输出端与所述煅烧单元的煅烧副炉6烟气输出端连接后连接至二级预热器10进行石膏物料的第二次预热，二级预热器10的物料输出端连接至所述煅烧单元的煅烧主炉3，使石膏物料在煅烧主炉3进行初步脱水时已经被初步加热，节约煅烧时的能耗。
19.所述冷却单元包括一~四级冷却和冷风入口13，所述冷风入口13与三级冷却器11物料输出端连接后连接至四级冷却器12，四级冷却器12风输出端与二级冷却器10的物料输出端连接后连接至三级冷却器11，三级冷却器11风输出端与一级冷却器9物料输出端连接后连接至二级冷却器10，二级冷却器10风输出端与煅烧单元的煅烧副炉6物料输出端连接后连接至一级冷却器9，一级冷却器9风输出端连接至煅烧单元的煅烧主炉3，形成逆流换热通道，使煅烧副炉6进行二次脱水后得到的无水硫酸钙在四个冷却器中分别与冷风以悬浮状态换热，使系统输出的无水硫酸钙温度不高，便于收集，经过换热后的冷风温度升高作为助燃空气补入煅烧主炉3，补入的空气与颗粒状石膏物料混合，使石膏物料在悬浮状态下进行煅烧，热利用率高、物料煅烧的更充分，提高了无水硫酸钙的品质。
20.本发明的工作原理：湿的石膏物料通过进料装置1进入干燥器2中，与来自二级预热器5的热烟气混合进行除湿操作后得到干的石膏物料进入一级预热器7，烟气通过引风机14的作用进入除尘器8中，除尘后的洁净空气吸入到烟囱内后排到外界，残余物料投入到冷却单元的逆流通道内；石膏物料与来自煅烧副炉6的烟气混合后进入二级预热器5，石膏物料被二级预热后，二级预热器5中的物料从底部进入煅烧主炉3中，石膏物料在煅烧主炉3中完成初次脱水后进入煅烧副炉6中进行二次脱水得到无水硫酸钙，无水硫酸钙物料从煅烧副炉6底部进入冷却单元，空气从冷风入口13进入，与经过冷却单元的四个冷却器的无水硫酸钙物料进行逆流逐级换热，最终空气被加热后作为助燃空气补入煅烧副炉6中，无水硫酸钙物料被冷却，从四级冷却器物料输出端收集；煅烧主炉3、煅烧副炉6、干燥器2、一级预热器7、二级预热器5和四个冷却器之间互相连通，使煅烧主炉3煅烧产生的高温烟气能充分回收利用， 避免了大量的热量损失，与原有的回转窑煅烧石膏相比，理论能耗降低55%左右，节约了能源，降低生产成本。

技术特征：
1.一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于：包括预热单元、煅烧单元和冷却单元，所述预热单元与煅烧单元连接，煅烧单元与冷却单元连接，石膏物料经过预热单元后进到煅烧单元制备无水硫酸钙，煅烧单元与冷却单元双向换热得到冷却后的无水硫酸钙。2.根据权利要求1所述的一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于：所述煅烧单元包括煅烧主炉、煅烧副炉，所述煅烧主炉与冷却单元的风输出端连接，煅烧主炉物料输出端与煅烧副炉通过过渡管道连接，所述煅烧副炉烟气输出端与预热单元连接，煅烧副炉物料输出端与冷却单元连接。3.根据权利要求1或2所述的一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于：所述预热单元包括干燥器、一级预热器和二级预热器，所述干燥器输入端与二级预热器的烟气输出端连接，干燥器输出端连接至一级预热器，一级预热器烟气输出端与除尘器和引风机依次连接，一级预热器物料输出端与所述煅烧单元的煅烧副炉烟气输出端连接后连接至二级预热器，二级预热器的物料输出端连接至所述煅烧单元的煅烧主炉。4.根据权利要求1或2所述的一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于：所述冷却单元包括一~四级冷却和冷风入口，所述冷风入口与三级冷却器物料输出端连接后连接至四级冷却器，四级冷却器风输出端与二级冷却器的物料输出端连接后连接至三级冷却器，三级冷却器风输出端与一级冷却器物料输出端连接后连接至二级冷却器，二级冷却器风输出端与煅烧单元的煅烧副炉物料输出端连接后连接至一级冷却器，一级冷却器风输出端连接至煅烧单元的煅烧主炉。5.根据权利要求2所述的一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于：所述煅烧主炉物料输出端设有为煅烧主炉提供热量的燃烧器。6.根据权利要求2所述的一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于：所述煅烧主炉物料输出端与煅烧副炉之间的过渡管道的截面积逐渐变小。7.根据权利要求3所述的一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于：所述干燥器输入端设置有用于投放石膏物料的进料装置。8.根据权利要求3所述的一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，其特征在于：所述除尘器的空气输出端与引风机连接，除尘器的物料输出端连接至冷却单元。

技术总结
本发明公开一种石膏煅烧制备无水硫酸钙的系统，包括预热单元、煅烧单元和冷却单元，所述预热单元与煅烧单元连接，煅烧单元与冷却单元连接，石膏物料经过预热单元后进到煅烧单元制备无水硫酸钙，煅烧单元与冷却单元双向换热得到冷却后的无水硫酸钙。本发明煅烧主炉、煅烧副炉、干燥器、一级预热器、二级预热器和四个冷却器之间互相连通，使煅烧主炉煅烧产生的高温烟气能充分回收利用，避免了大量的热量损失，节约了能源，降低生产成本。通过设置的冷却单元，使石膏物料在煅烧加工完成后在四个冷却器中分别与冷风以悬浮状态换热，使系统输出的无水硫酸钙温度不高，便于收集。便于收集。便于收集。


技术研发人员：刘晨 孙竞 尹德明 陈国华 曹万秋
受保护的技术使用者：沈阳铝镁设计研究院有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/8/16