旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)在火電廠脫硫石膏處理中的應(yīng)用

姬國強(qiáng) 屈冬婷

（洛陽礦山機(jī)械工程設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司）

目前，絕大多數(shù)火電廠采用技術(shù)成熟、使用廣泛的濕式石灰石-石膏法脫硫工藝進(jìn)行脫硫［1］，以達(dá)到國家環(huán)保要求，脫硫石膏是該工藝過程的產(chǎn)物，2015 年我國火電廠產(chǎn)生的脫硫石膏已達(dá)到8 000 萬噸［2］。 大多火電廠采用堆放的方式處理脫硫石膏，這樣不僅占用場地面積大，而且會對環(huán)境造成污染，同時也是對資源的巨大浪費(fèi)。 因此，脫硫石膏的合理處置和再利用是電力行業(yè)亟待解決的問題。 將脫硫石膏進(jìn)行烘干-煅燒處理，生成的熟料可以用于制作石膏板、 石膏砌塊、石膏天花板及粉刷石膏等制品［3］，使之變廢為寶，創(chuàng)造一定的價值，在該工藝過程中，旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)是最為關(guān)鍵的處理設(shè)備。

1 脫硫石膏特性

脫硫石膏的特性如下：

a. 主要成分與天然石膏相同， 為CaSO4·2H2O，品位高于天然石膏，生產(chǎn)出的建筑石膏強(qiáng)度較高；

b. 含水率一般為10%～15%，高于天然石膏；

c. 顆粒直徑主要集中在40～60μm，比天然石膏細(xì)；

d. 粘度較大、級配較差，易粘附在設(shè)備上，造成積料堵塞， 因此處理脫硫石膏時只需要烘干，不需要再破碎和細(xì)磨［3，4］。

2 旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)

圖1 旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)（圖1）是一種間接加熱型干燥設(shè)備，其主體由一個圓筒形的殼體和一組中心貫穿的圓盤構(gòu)成。 熱介質(zhì)從中空的圓盤組流過，熱量通過圓盤間接傳遞給物料；物料從入口進(jìn)入殼體內(nèi)部，在圓盤與殼體之間通過，吸收圓盤傳遞的熱量，水分蒸發(fā)形成的水蒸氣聚集在圓盤上方的穹頂里，被少量的熱風(fēng)帶出干燥機(jī)。 圓盤邊緣設(shè)置的推料板有一定的傾角，既能幫助物料定向流動，又能起到攪拌作用。 殼體夾套內(nèi)通有熱介質(zhì)，起到保溫和輔助加熱的作用。 殼體內(nèi)壁有固定的刮刀，伸到圓盤之間的空隙中，防止有大塊物料固結(jié)在盤片上。

3 在火電廠脫硫石膏處理中的應(yīng)用

3.1 應(yīng)用背景

采用脫硫石膏制備建筑石膏的工藝技術(shù)流程為：上料→烘干→煅燒→冷卻→成品包裝。 其中，烘干是該工藝過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

國內(nèi)某火電廠采用脫硫工藝，經(jīng)過過濾機(jī)脫水后脫硫石膏含水率在15%左右， 烘干處理中，考慮到工藝要求，需將其含水率降至1%以內(nèi)，采用GPWJ-400 型旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)6 臺， 每年可處理脫硫石膏95 萬噸。 熱介質(zhì)為該火電廠發(fā)電過程中產(chǎn)生的飽和蒸汽，可滿足旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)烘干工藝對熱介質(zhì)的需求。

3.2 主要工藝參數(shù)

烘干工藝中旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)的主要工藝參數(shù)如下：

處理量 528t/d

干燥面積 400m2

飽和蒸汽溫度 170℃

飽和蒸汽壓力 0.7MPa

飽和蒸汽消耗量 5 449kg/h

來料含水率 15%

產(chǎn)品含水率 1%

物料烘干溫度 120℃

3.3 烘干工藝

本項(xiàng)目中脫硫石膏的烘干處理工藝包括儲運(yùn)系統(tǒng)、烘干處理系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及自控系統(tǒng)等。其中，烘干處理系統(tǒng)主要由6 條脫硫石膏烘干處理生產(chǎn)線組成，每條烘干處理生產(chǎn)線主要包括一臺旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)、一臺排濕風(fēng)機(jī)、一臺旋風(fēng)分離器和一臺脈沖布袋除塵器。

旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)烘干工藝過程如下：

a. 過濾機(jī)脫水后產(chǎn)生的脫硫石膏通過儲運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)入旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)， 經(jīng)過圓盤組的加熱、推進(jìn)、攪拌和殼體夾套的保溫作用，物料所含的水分迅速蒸發(fā)；

b. 在排濕風(fēng)機(jī)作用下，通入干燥機(jī)殼體內(nèi)的熱風(fēng)攜帶物料蒸發(fā)的水分被迅速排走，提高了干燥機(jī)的烘干效率；

c. 排濕后，依次經(jīng)旋風(fēng)分離器和脈沖布袋除塵器， 分離出隨著負(fù)壓熱空氣而帶出的少量粉塵；

d. 分離后的粉塵進(jìn)入到干燥機(jī)中再次利用，分離后的熱空氣通入干燥機(jī)的熱風(fēng)入口再次利用。

3.4 工藝特點(diǎn)

在實(shí)際運(yùn)行中，由于旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相對于其他干燥設(shè)備，其烘干工藝特點(diǎn)如下：

a. 能耗低。 由于是間接加熱方式，因而沒有大量攜帶空氣從而帶走熱量。

b. 使用成本低。 單位有效容積內(nèi)擁有巨大的傳熱面積，縮短了處理時間，設(shè)備尺寸變小，極大地減少了建筑面積和建筑空間。

c. 環(huán)境污染小。 采用小氣量熱風(fēng)帶走物料蒸發(fā)的水分， 使得粉塵物料夾帶很小， 便于處理。

d. 運(yùn)行費(fèi)用低。 低速攪拌和合理的結(jié)構(gòu)，使得磨損量小，維修費(fèi)用低。

e. 操作穩(wěn)定。 由于空心圓盤片特殊的壓縮-膨脹-攪拌作用， 使得物料顆粒充分與傳熱面接觸，在軸向區(qū)間內(nèi)物料的溫度、濕度和混合度梯度很小，從而保證了工藝的穩(wěn)定性。

f. 熱效率高。旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)傳熱系數(shù)高，熱效率一般可達(dá)90%～95%，是節(jié)能型設(shè)備。

4 結(jié)束語

對火電廠脫硫工藝產(chǎn)生的脫硫石膏進(jìn)行再利用是目前我國亟待解決的問題。 旋轉(zhuǎn)圓盤干燥機(jī)作為一種性能優(yōu)良的干燥設(shè)備，相對于其他干燥設(shè)備，其烘干工藝具有能耗低、使用成本低及熱效率高等優(yōu)點(diǎn)， 適用于脫硫石膏的烘干處理，能夠在變廢為寶的同時美化環(huán)境，為火電廠創(chuàng)造更大的價值。