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脫硫石膏的特性及利用

（一）脫硫石膏的特性

1、脫硫石膏與天然石膏的相同點(diǎn)

(1)水化動(dòng)力學(xué)和凝結(jié)特征一致;

(2)主要礦物相、轉(zhuǎn)化后的五種形態(tài)、七種變體物化性能一致,脫硫石膏完全可以代替天然石膏用于建筑材料和陶瓷模具;

(3)兩者均無(wú)放射性,不危害健康。

2、脫硫石膏與天然石膏的不同點(diǎn)

(1)原始物理狀態(tài)不一樣:天然石膏是粘合在一起的塊狀,而脫硫石膏以單獨(dú)的結(jié)晶顆粒存在;脫硫石膏雜質(zhì)與石膏之間的易磨性相差較大,天然石膏經(jīng)過(guò)粉磨后的粗顆粒多為雜質(zhì),而脫硫石膏其顆粒多的卻為石膏,細(xì)顆粒為雜質(zhì),其特征與天然石膏正好相反;

(2)顆粒大小與級(jí)配:煙氣脫硫石膏的顆粒大小較為平均其分布帶很窄,高細(xì)度(200目以上)、顆粒主要集中在30-60μm之間,級(jí)配遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于天然石膏磨細(xì)后的石膏粉。因此,現(xiàn)有的以天然石膏為原料的熟石膏的煅燒設(shè)備和生產(chǎn)工藝并不能完全照搬,要采用針對(duì)化學(xué)石膏設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備;比如,脫硫石膏不適合流態(tài)化煅燒設(shè)備,因?yàn)樗�粒徑太�?還未燒就很容易被吹出來(lái)了；還如,用天然石膏生產(chǎn)高強(qiáng)石膏的蒸壓釜,脫硫石膏就無(wú)法直接放入蒸壓;另外脫硫石膏粒徑分布非常狹窄,加工成熟石膏粉后,必須要對(duì)其進(jìn)行粉磨改性、產(chǎn)生級(jí)差,才能使其具有更好的凝結(jié)強(qiáng)度;而在粉磨改性中,碾壓力形成級(jí)差產(chǎn)生的改性效果不好,而劈裂力形成的效果,碰撞力次之;因此,改性磨的選擇要注意它的力學(xué)特點(diǎn)。

(3)高含水量 ,流動(dòng)性差,只適合皮帶輸送。

(4)雜質(zhì)成分上的差異,導(dǎo)致其脫水特性、易磨性及煅燒后的熟石膏粉在力學(xué)性能、流變性能等宏觀(guān)特征上的不同。

(5)脫硫石膏的產(chǎn)出在全國(guó)分布比較均勻,特別是石膏產(chǎn)品大量消費(fèi)地的東部發(fā)達(dá)地區(qū)脫硫石膏的產(chǎn)量也很大,而且脫硫石膏的品位又很高,一般都在90%以上;這樣就彌補(bǔ)了我國(guó)高品位的天然石膏儲(chǔ)量小、產(chǎn)量低、其產(chǎn)品遠(yuǎn)離消費(fèi)地的重大缺陷。

（二）脫硫石膏的利用原則

(1)堅(jiān)持?jǐn)U大利用、高效利用、清潔利用、物盡其用的原則,重點(diǎn)推進(jìn)量大面廣、資源化潛力大的脫硫石膏回收與再生利用,合理延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈,開(kāi)發(fā)高附加值的綜合利用產(chǎn)品,減少二次污染,提高資源利用效率,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益的有機(jī)統(tǒng)一。

(2)堅(jiān)持市場(chǎng)導(dǎo)向原則,因地制宜,產(chǎn)銷(xiāo)對(duì)路,確定脫硫石膏綜合利用的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域,提高資源利用效率、減少?gòu)U棄物排放的重要措施,成為企業(yè)健康發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。

(3)綜合考慮,脫硫石膏深加工生產(chǎn)線(xiàn)要與電廠(chǎng)煙氣脫硫系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合,無(wú)縫銜接;同時(shí)脫硫石膏深加工生產(chǎn)不能產(chǎn)生新的污染源,盡可能利用電廠(chǎng)的余熱為熱源。

（三）脫硫石膏的直接利用

(1)經(jīng)過(guò)干燥后可用作水泥緩凝劑;

(2)經(jīng)過(guò)配制后可用作鹽堿地的改良。

2、1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

3、生產(chǎn)出的建筑石膏符合中華人們共和國(guó)建筑石膏國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

（GB9776-1999),符合以下要求

3.2產(chǎn)品規(guī)格

  可根據(jù)用戶(hù)要求通過(guò)調(diào)整工藝參數(shù)生產(chǎn)滿(mǎn)足紙面石膏板、粉刷石膏的建筑石膏粉。

4、材料平衡計(jì)算

5  燃料

6.、壓縮空氣

7、除塵系統(tǒng)

      在建筑石膏粉烘干、煅燒和輸送過(guò)程以及尾氣中會(huì)產(chǎn)生含有粉塵的氣體。為滿(mǎn)足環(huán)保要求，本系統(tǒng)在粉塵產(chǎn)生區(qū)設(shè)立灰塵收集點(diǎn)及收塵口，并安裝脈沖袋式除塵器，塵源區(qū)的含塵空氣將全部經(jīng)過(guò)除塵器過(guò)濾后再排向室外，廢棄排放濃度少于10mg/立方米。符合環(huán)保要求和工業(yè)事業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。收集的灰塵通過(guò)輸送設(shè)備運(yùn)送到系統(tǒng)中。

8、生產(chǎn)車(chē)間尺；按平面布局圖

9、工作體質(zhì)

10、人力要求

二、工藝描述

1、工藝簡(jiǎn)單

計(jì)量上料---皮帶輸送---預(yù)干燥---除塵---煅燒----質(zhì)控倉(cāng)---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(cāng)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(cāng)問(wèn)題。料斗底部設(shè)有專(zhuān)用計(jì)量皮帶稱(chēng)，通過(guò)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(chēng)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(duì)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(guò)底部通道進(jìn)入副爐進(jìn)一步脫水；最后經(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(guò)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(guò)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(lái)自高溫蒸汽，通過(guò)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(zhuān)門(mén)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(mén)、暫存?zhèn)}等組成；

     因?yàn)樵诜序v爐開(kāi)、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(huà)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(guò)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(guò)質(zhì)量控制系統(tǒng)進(jìn)入到此料倉(cāng)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(cāng)作為煅燒前穩(wěn)料倉(cāng)，當(dāng)烘干物料產(chǎn)生重量方面波動(dòng)時(shí)，此料倉(cāng)起到緩沖穩(wěn)料的作用，這樣來(lái)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(zhuān)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(guò)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(guò)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(zhuān)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(jí)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(jí)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(wèn)題。因此，我們?cè)诿摿蚴�膏煅燒后增加粉磨工序，用以增加比表面積、改變顆粒級(jí)配、降低松散榮重，以解決上述出現(xiàn)的問(wèn)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(cāng)儲(chǔ)存起來(lái)，成品倉(cāng)下可根據(jù)業(yè)主意見(jiàn)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(lái)保證石膏粉在生產(chǎn)過(guò)程中因原料的預(yù)干燥、輸送、粉磨、煅燒、陳化處理過(guò)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(guò)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(chǎng)蒸汽為熱源的蒸汽系統(tǒng)，以蒸汽做熱交換介質(zhì)，由于沒(méi)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(chē)間生產(chǎn)控制采用分布式PLC控制系統(tǒng)，CPU模塊選用西門(mén)子品牌，現(xiàn)場(chǎng)I/O模塊采用西門(mén)子ET-200SP,  人機(jī)界面選用西門(mén)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(jí)（變頻器、分布式I/O等）采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)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(guò)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(guò)程的集中控制和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。