淺析脫硫石膏的烘干煅燒設(shè)備及其生產(chǎn)工藝

羅剛銀 孔得友 閆振偉 薛艷芬

（鄭州鼎力新能源技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450000）

淺析脫硫石膏的烘干煅燒設(shè)備及其生產(chǎn)工藝

羅剛銀 孔得友 閆振偉 薛艷芬

（鄭州鼎力新能源技術(shù)有限公司，河南 鄭州 450000）

本文介紹了一種脫硫石膏進(jìn)行預(yù)烘干及煅燒后得到優(yōu)質(zhì)β半水石膏的設(shè)備及其生產(chǎn)工藝。該設(shè)備能將煅燒滾筒內(nèi)的煅燒廢氣再利用作為預(yù)烘干滾筒的熱源，實(shí)現(xiàn)廢氣熱能的二次利用，降低了廢氣的含塵量，提高了半水石膏的品質(zhì)，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。此生產(chǎn)工藝已獲國家知識產(chǎn)權(quán)局授權(quán)發(fā)明專利，專利號為：ZL201310214297.7。

脫硫石膏；烘干；煅燒；工作原理；廢氣循環(huán)利用

1.設(shè)備研發(fā)背景

隨著環(huán)保意識的增加，我國對燃煤煙氣中的二氧化硫的排放控制越來越緊，電廠脫硫勢在必行。目前煙氣脫硫應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的是石灰石/石膏濕法脫硫工藝，以機(jī)組用煤平均含硫量為1.23%，平均脫硫效率達(dá)到92.5%計算，隨著我國火電廠裝機(jī)容量的逐年遞增，目前全國每年可減少二氧化硫排放230萬t，等待處理的脫硫石膏達(dá)1000萬t以上，如不予以處理，則要占地堆積，不但浪費(fèi)土地資源而且易造成二次污染環(huán)境；若能加以綜合利用，則可變廢為寶，造福人類。目前對于脫硫石膏的處理工藝很多，但現(xiàn)有處理設(shè)備都有很大的技術(shù)缺陷，如烘干設(shè)備達(dá)不到脫去結(jié)晶水的要求，直接煅燒能源消耗太大，成本高等，在實(shí)際生產(chǎn)中均不能完全滿足客戶需求。

2.脫硫石膏的特點(diǎn)及用途

脫硫石膏具有純度高、游離水份大、成分穩(wěn)定、粒度細(xì)、顆粒大小粒徑分布均勻、級配較差、標(biāo)稠用水量大、含水溶性鹽較多、有害雜質(zhì)少等特點(diǎn)，是一種很好的建材資源，是與天然石膏等效的原材料。在國外幾乎所有的脫硫石膏都廣泛應(yīng)用于建筑和建筑材料行業(yè)中，諸如生產(chǎn)建筑石膏、粉刷石膏、石膏砌塊、紙面石膏板、石膏空心板、自流平石膏漿料、水泥緩凝劑等。

3.脫硫石膏烘干煅燒工作原理

脫硫石膏在生產(chǎn)建筑石膏的整個工藝技術(shù)過程中的關(guān)鍵工藝——烘干煅燒工藝——的好壞將直接影響到石膏產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。脫硫石膏的處理工藝和設(shè)備并不與天然石膏相同，就脫硫石膏的物理性質(zhì)方面來說，脫硫石膏是以二水硫酸鈣的形式存在，其分子中含有兩個結(jié)晶水，同時表面上附著一些游離水。脫硫石膏經(jīng)過輸送設(shè)備輸送至預(yù)烘干滾筒內(nèi)，經(jīng)過特殊的內(nèi)置抄板不斷抄起落下，形成料幕狀，與180℃～200℃的熱空氣充分接觸，進(jìn)行熱交換，去掉游離水，此過程叫作烘干。經(jīng)過烘干后的脫硫石膏經(jīng)過輸送設(shè)備輸送至煅燒滾筒內(nèi)，在滾筒內(nèi)設(shè)置的擊打裝置、分層抄起過濾裝置、清掃裝置等的共同作用下，與沸騰爐提供的500℃～700℃的高溫?zé)煔獬浞纸佑|，進(jìn)行質(zhì)熱交換，脫去結(jié)晶水變成優(yōu)質(zhì)半水石膏，此過程叫作煅燒。由于煅燒需要的溫度高，所以煅燒產(chǎn)生的尾氣溫度也高達(dá)200℃左右，尚含有大量熱能，直接排空不但浪費(fèi)資源，而且污染環(huán)境。我們利用引風(fēng)機(jī)將此廢氣經(jīng)過除塵重新送入預(yù)烘干滾筒，作為預(yù)烘干的熱源，如此往復(fù)循環(huán)利用。

4.設(shè)備的構(gòu)成及工藝流程（圖1）

工藝流程：脫硫石膏原料由篩分機(jī)、上料輸送機(jī)、進(jìn)料機(jī)輸送到預(yù)烘干滾筒內(nèi)進(jìn)行預(yù)烘干，脫硫石膏經(jīng)過180℃～200℃的煅燒廢氣進(jìn)行40～60分鐘的預(yù)烘干，預(yù)烘干后去掉游離水的脫硫石膏經(jīng)過中轉(zhuǎn)輸送機(jī)、進(jìn)料機(jī)輸送到煅燒滾筒內(nèi)，對預(yù)烘干后的脫硫石膏進(jìn)行煅燒，煅燒溫度為500℃～700℃，煅燒時間為40～60分鐘，經(jīng)過煅燒將脫硫石膏制成優(yōu)質(zhì)半水石膏，由成品輸送機(jī)輸送出料。煅燒滾筒產(chǎn)生的大量180℃～200℃廢氣經(jīng)過旋風(fēng)除塵器、脈沖袋式除塵器過濾，然后通過引風(fēng)機(jī)引入預(yù)烘干滾筒內(nèi)，作為預(yù)烘干的熱源，實(shí)現(xiàn)廢氣的二次利用，如此往復(fù)循環(huán)。

5.烘干煅燒設(shè)備的特點(diǎn)

（1）烘干煅燒滾筒主機(jī)抗過載能力強(qiáng)，處理量大，燃料消耗少，煅燒廢氣二次利用作為烘干熱源，干燥成本大大降低；

（2）烘干滾筒設(shè)計為雙層滾筒，采用順流和逆流相結(jié)合的干燥方式，煅燒廢氣由滾筒后端進(jìn)入，與濕物料充分接觸進(jìn)行熱交換后，低溫自然排空；

（3）煅燒滾筒采用順流干燥方式，高溫?zé)煔馀c濕物料由同一側(cè)進(jìn)入煅燒滾筒，可以獲得很高的煅燒強(qiáng)度，熱效率高；

（4）可根據(jù)不同的物料水分改變運(yùn)行參數(shù)，使物料在烘干和煅燒滾筒內(nèi)能夠形成穩(wěn)定的全斷面料幕，質(zhì)熱交換更為充分；

（5）新型給料、排料裝置，杜絕了烘干和煅燒滾筒堵塞、不連續(xù)、不均勻和返料等現(xiàn)象，降低了除塵系統(tǒng)的負(fù)荷；

（6）烘干和煅燒滾筒實(shí)現(xiàn)了“零水平推力”，大大減少了擋托輪的磨損，筒體運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠；

（7）烘干和煅燒滾筒采用“調(diào)心式托輪裝置”，使托輪和滾圈的配合永遠(yuǎn)呈線性接觸，從而大大降低了磨損和動力損耗；

（8）煅燒滾筒出料口設(shè)置有自動過濾裝置，可以過濾掉雜質(zhì)，得到純凈度98%以上的優(yōu)質(zhì)半水石膏粉。

6.烘干煅燒設(shè)備的技術(shù)參數(shù)（表1）

表1　

7.工業(yè)應(yīng)用實(shí)例

（1）武漢新星科技開發(fā)有限公司于2011年4月份采購了一套我公司生產(chǎn)的生產(chǎn)能力為4t/h的烘干煅燒設(shè)備，安裝在湖北武漢市青山區(qū)武漢青山電廠內(nèi)，以電廠脫硫產(chǎn)生的廢棄物脫硫石膏為原料，經(jīng)過烘干煅燒后制成優(yōu)質(zhì)半水石膏粉出售，既解決了青山電廠脫硫石膏堆放造成的環(huán)境污染問題，又給公司創(chuàng)造了新的經(jīng)濟(jì)效益。

（2）湖南華天能環(huán)?？萍奸_發(fā)有限公司是專門從事環(huán)保產(chǎn)品研究開發(fā)、火力發(fā)電廠粉煤灰、脫硫石膏、爐渣等工業(yè)廢棄物的綜合利用以及新型生態(tài)建材技術(shù)開發(fā)的循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究開發(fā)的專業(yè)公司。該公司于2013年7月份采購了一套我公司生產(chǎn)的生產(chǎn)能力為20t/h的烘干煅燒設(shè)備，對脫硫石膏進(jìn)行深加工，然后生產(chǎn)新型環(huán)保建材。公司目前年綜合處理脫硫石膏約12萬t，在湖南同行業(yè)中名列前茅。

結(jié)語

根據(jù)我國電煤的含硫量，每年要排放幾千萬噸濕法脫硫的副產(chǎn)品——脫硫石膏。但目前專門處理脫硫石膏的工藝和設(shè)備尚處發(fā)展期，離歐美國家的水平還有較大的差距。所幸國家相關(guān)部門已經(jīng)將脫硫石膏深加工產(chǎn)品列入《資源綜合利用目錄》（2008年）版，不僅在稅收上支持脫硫石膏的綜合利用，而且對脫硫石膏的綜合利用進(jìn)行了定性，成為國家建設(shè)資源節(jié)約型社會的重要一環(huán)。由此可見，脫硫石膏烘干煅燒設(shè)備與工藝產(chǎn)業(yè)的市場前景良好，值得廣大廠商進(jìn)行投資。

［1］潘永康，等.現(xiàn)代干燥技術(shù)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

［2］胡憶溈，等.化工設(shè)備與機(jī)器［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.

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