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脱硫石膏生产工艺技术及装备

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脱硫石膏生产工艺技术及装备_第1页
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脱硫石膏生产工艺技术及装备工艺方案对比与设备确定根据电厂的热源情况,可应用的热源为低温蒸汽,其蒸汽温度为250℃—320℃,压力为1.3MPa,通过减温后可转变为1.3MPa的饱和蒸汽作为本项目的热源依据热源的确定,从而确定由硫石膏生产建筑石膏的工艺与设备方案硫石膏是化学石膏一类,表面含水一般在≥10%左右,粒度小于天然石膏,分子结合力较小,表面能较高,目前在国内还没有适用于硫石膏生产建筑石膏的专用设备,简单采取传统的天然石膏煅烧方式和工艺,难以保证产品质量的稳定性,并且易形成操作环境的污染在确定热源方式条件后,采取干燥与煅烧二步法工艺,将干燥与煅烧分二步工艺进行,有利于硫石膏生产建筑石膏在二步法工艺中干燥与煅烧设备选型对比如下:5.1.1 干燥设备选型对比依据电厂情况选取蒸汽为热源,由于脱硫石膏含有表面水,物料表观较松散,适用于硫石膏干燥的设备主要有管束内置式回转干燥机,沸腾流态化干燥机,斯德(气流)干燥机管束内置式回转干燥机是一种间接加热传导式干燥方式,可适用于硫石膏干燥存在的主要问题是设备占地面积大,维修费用高,管束表面易粘料,干燥效率低,窑头、窑尾密封不严,易漏料,形成粉尘污染,运行中电耗高,一次性投资大,是逐步淘汰产品。

沸腾流态化干燥机仅适用于含水量较低的物料干燥,如用于硫石膏干燥易造成沟流或死床影响生产斯德(气流)干燥机属于气流干燥一类干燥机气流干燥机具有占地面积小,系统微负压操作作业,环境无污染,干燥效率高斯德(气流)干燥机具有上述特点同时带有分散、打散功能,占地空间面积低于普通气流干燥机(仅是回转窑干燥1/3占地面积)采用自动化操作,适用于硫石膏干燥,是国内外一种先进干燥方式(见干燥对比附表)综上所述,采用斯德(气流)干燥机、采用蒸汽换热为热源是一种可靠先进的干燥方式,目前在国内有多家类似物料干燥设备在应用5.1.2 煅烧设备选型对比依据电厂情况选用蒸汽为煅烧热源根据石膏煅烧工艺要求,适用于蒸汽加热为热源的煅烧设备(在脱硫石膏完成干燥后)主要有回转窑煅烧炉、流态化床煅烧炉(内、外置加热器)和气流式煅烧炉上述前两种设备都可用于干燥后硫石膏的煅烧,而气流煅烧适用于高温热源,不适用于蒸汽加热,在此不做介绍后两种设备对比如下:回转窑煅烧炉,设备占地面积大,,维修量高,投资大,煅烧时由窑头、窑尾产生粉尘形成环境污染,不能达到较高控制水平,是传统的煅烧方式与工艺,不适于电厂设备配备水平流态化床煅烧炉是传导、对流、辐射相结合的一种煅烧加热方式。

流态化煅烧具有较大的传热比表面,热效率远高于回转窑煅烧方式具有占地面积小,结构简单,维修方便,系统密闭,无环境污染,流态化床煅烧炉、其流态化床有圆形、矩形形式,圆形结构强度高,占地面积小加热方式分內加热与外加热,采用内外加热相结合方式更有利于石膏煅烧(见硫石膏煅烧设备比较)综上所述,采用流态化床煅烧炉、采用内外置相结合加热方式,是一种合理的煅烧方式选择5.1.3 煅烧后冷却设备选择根据确定的工艺方案,煅烧后的物料应冷却到≤80℃本工艺方案选择流态化喷动冷却床冷却方式该方式的特点:占地面积小,冷却能量大,物料冷却均匀国外普遍采用这种冷却方式(北新集团引进生产线也采用该冷却方式) 工艺方案确定综上所述建筑石膏生产工艺方案为斯德(气流干燥机)→流态化床(内外置加热)煅烧→流态化床喷动冷却→储仓储存→包装机包装工艺过程叙述由铲车将硫石膏送入料仓,料仓底部皮带输送机将物料送入斯德(气流)干燥机入料仓,由干燥机送料器将物料送入干燥机内进行干燥干燥后物料由旋流与布袋捕集器收集并由螺旋输送机送入流态化(床内外置加热)煅烧炉煅烧,煅烧后物料由排料口排出并经螺旋输送到流态化冷却器,煅烧后的尾气一部分进入干燥机回用,进入流态化床冷却后的物料由排料口排出后由螺旋输送、斗室提升进入储仓。

储仓下部配置计量包装机计量包装,包装后的产品由铲车送入成品库在上述工艺系统中,全部系统采用密闭式操作,无料尘外漏,环境无污染干燥机及煅烧炉工作原理SKSD旋转斯德干燥机,是我研究所成熟的粉体干燥技术已成功应用于多种行业中的膏糊状、滤饼状、粘性、热敏性物料的干燥工艺(工艺流程如图一所示),可根据物料的特性及相关技术参数进行专项设计SKSD旋转斯德干燥机工作原理:冷空气由鼓风机吸入,经加热器加热后进入旋转斯德干燥主机含湿物料经螺旋给料器进入主机后,在主机旋转叶片和高速热气流的联合作用下,物料被快速分散成粉粒状即扩大蒸发面积,与热空气进行高速传质传热,瞬间使水分子汽化蒸发约在5-8秒即完成干燥过程,达到粒度和水份要求的物料通过主机内上部分级环,随干燥尾气一起进入旋风分离器,再经脉冲袋式捕集器进行气固分离净化后尾气由高压引风机引出,成品粉体物料由旋风分离器和脉冲袋式捕集器排出综上所述,旋转斯德干燥机系统是全封闭负压操作,无粉尘外漏,产品两次回收率高达99.9%以上连续性生产,一次达到原始粒度无须再粉碎,产品质量稳定工作环境达到国家环保要求,该机系统是集干燥、分散、分级为一体的高效节能干燥设备 石膏沸腾煅烧炉的床层状态属于鼓泡床,因此将这种炉子形象地称作“沸腾炉”。

沸腾炉煅烧部分为一个立式箱式容器在其底部装有一个气体分布板目的是在停止工作时支撑固体粉料不致漏粉,在工作时使气流从底部均匀地进入床层在床层的上界面以上装有连续进料的投料机在床层上界面处的炉壁上有溢流孔,用于出料在床层内装有大量的加热管,管内的加热介质为饱和蒸气或载热油,热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉,使石膏粉脱水分解在煅烧部分上部,装有一个静电除尘器,气体离开流化床时带出来的少量粉尘,由静电除尘器收集后自动返回流化床,已除尘的尾气由排风机抽出,排入大气正常工作时,从沸腾炉底部鼓入空气,通过气体分布板进入流化床鼓入的空气不需要很多,稍稍超过临界气速,使床层实现流态化即可此时淹没在流化床中的加热管向物料传递大量的热量,使二水石膏粉达到脱水分解的温度,二水石膏就在流化床中脱去结晶水并变为蒸气,这些蒸气与炉底鼓入的空气混合在一起,通过床层向上运动由于蒸气量比鼓入的空气量多得多,所以整个鼓泡床的流态化主要是靠石膏脱水形成的蒸气来实现的由于在流化床中粉料激烈的翻滚、混合,所以在整个流化床中各处的物料温度和成分几乎是一致的连续投入的生石膏粉,一进入床层,几乎瞬间就与床层中大量热粉料混合均匀,在热粉料中迅速脱水分解。

为了避免刚加入的生料未完成脱水过程就过早短路排出,设计时在炉子中加了一块隔板,将流化床分成大小两部分,两部分底部是连通的生石膏粉先进入大的部分,在此脱掉大部分结晶水,然后通过下部的通道进入小的部分,在这里完成最终的脱水过程,再由床层上部自动溢流出炉沸腾炉煅烧的特点:    1. 设备小巧,生产能力大    2. 结构简单,不易损坏    3. 设备紧凑,占地少    4. 能耗较低    5. 操作方便,容易实现自动控制    6. 生成产品质量好,熟石膏相组成比较理想,物理性能稳定    7. 基建投资省,运行费用低硫石膏干燥设备比较回转管束干燥机流态化床干燥机斯德(气流)干燥机干燥方式(蒸汽)传导、间接对流、直接对流、直接物粒适应范围(mm)0~300.1~5<2适于初水含量%0~350~50~50占地面积比10.40.3设备维修率高少少干燥时间10~30分种10~20分种5~10秒干燥后产品粒状粉+颗粒粉+颗粒粉状操作状态连续连续连续热效率%50~6060~6560~70物料适应性一般较差好投资比10.70.65硫石膏煅烧设备比较(干燥后)回转滚筒煅烧炉流态化床(内外置)煅烧炉气流煅烧炉煅烧加热方式间接(蒸汽)间、直接(蒸汽)间直接(高温空气)操作方式蒸汽蒸汽高温空气热源连续连续连续煅烧时间10~50分种10~50分种5~10秒尾气回收方式静电、袋式。

静电、袋式静电、袋式热耗 蒸汽/吨0.7(含干燥)0.65(含干燥)0.6(含干燥)电耗 KW·H/T28(含干燥)≈25(含干燥)≈25(含干燥)可控自动化水平一般高高占地面积比10.40.3工矿产品适应性(蒸汽加热)适用适用不适用投资比10.70.65实际电厂原料及水电价格表序号项 目单 位金额(到厂价)1脱硫石膏元/吨302电元/kwh0.723水元/m31.004蒸汽元/m393总成本费用匡算表序号项 目单位成本(元/吨)备 注1二水石膏原料422过热蒸汽65.13电17.284水0.15人工工资7.81500元/人/月×12人6设备维护费39万/年合计:135.28干燥、煅烧、输送系统主要设备明细 序号设备名称规格、性能参数单位产地数量单价(万元)干燥系统1上料仓LC-3(附多辊皮带、振动电机) 台自产外购1 2皮带输送机PD-20 (附永久除铁器)台外购1 3振动筛ZDS-20台自产14双螺旋送料机无轴螺旋台套自产15斯德干燥机SD-145T台套自产16旋风分离器DZT-2500 附重力阀台自产17干燥用脉冲布袋除尘器DM-500型台套自产18蒸汽换热器SRZ20X10D(耐高压)台外购19水平螺旋输送机1DN-300台自产110鼓风机4-72台外购111干燥高压引风机9-26 (变频调速)台外购112系统管道套自产113控制柜手动控制台自产114价格:煅烧系统15斯德流态化炉DJS(自带蒸汽换热器)台套自产116煅烧用脉冲布袋除尘器DM-100型台套自产117调风阀DN500台自产118罗茨鼓风机L42LD(变频器调速)台外购119系统管道套自产120控制柜手动控制自产121价格:输送系统22水平螺旋输送机2DN-300台自产123斗式提升机DT-10台套外购124缓料仓LC-10型台自产125包装小料仓LC-4.3台自产126系统管道套自产127控制柜手动控制台自产128气力输送台外购129储料仓台套外购2价格:合计: 系统设备报价:。

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