CN116003006A - 一种悬浮式磷石膏制备ⅱ型无水石膏的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置及方法，本发明装置包括干燥***、预热煅烧***、冷却收集***及管路***。本发明装置通过管路***将干燥、预热、煅烧、冷却等工艺相结合，实现***热量梯次利用、节能降耗，且有效去除磷石膏中可溶性磷、氟，将磷石膏精准转化为优异的Ⅱ型无水石膏；本发明遵循可持续发展和循环经济的理念，最大限度实现磷石膏资源化利用，充分利用能源，无高温废气排放，生产成本大幅度降低，可实现工业化大规模生产。
Description
技术领域
本发明涉及资源与环境领域，尤其涉及一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置及方法。
背景技术
磷石膏是湿法生产磷酸的工业副产物，每生产1吨磷酸约有5吨左右的磷石膏，大量磷石膏不仅占用土地资源，还造成周边环境的污染。为提高磷石膏的资源化利用，各政府部门出台各项措施鼓励企业加大磷石膏的研究与综合利用。磷石膏主要成分为CaSO4·2H2O，且携带一定量的可溶性磷、氟、有机物杂质等，导致产品质量稳定性差。文献《磷石膏制备高品质Ⅱ型无水石膏试验研究》表明通过煅烧的手段可以降低磷石膏的可溶性磷和可溶性氟以及有机质。因此专利CN114538812A中公开一种无水石膏及其制备方法，通过对磷石膏进行微波辐射煅烧后得到无水Ⅱ型石膏，其具有良好的耐水性及其抗压强度，能在一定程度上缓解磷石膏的工业废渣问题，但很难运用工业化大规模生产。因此，亟需一种磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的生产技术，提高磷石膏的资源化利用，促进企业环保绿色发展。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置及方法，高效节能、可实现工业化大规模生产，本发明至少解决了现有技术中的部分问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，包括干燥***、预热煅烧***、冷却收集***，所述干燥***、预热煅烧***、冷却收集***通过管路***依次连接。
进一步地，所述干燥***包括第一螺旋给料机、闪蒸干燥机、第一旋风分离器、第一袋式收尘器、第一离心风机、缓冲仓、第二螺旋给料机、上料装置，第一螺旋给料机将磷石膏原料送入闪蒸干燥机，预热煅烧***为闪蒸干燥机提供热流空气，闪蒸干燥机使用热流空气进行磷石膏干燥，去除水分，第一旋风分离器的进风口与闪蒸干燥机的出风口相连，第一旋风分离器的出风口与第一袋式收尘器的进风口相连，第一旋风分离器对来自闪蒸干燥机的气固混合气进行气固分离，第一袋式收尘器对第一旋风分离器排出的空气进行二次收集，第一袋式收尘器连接第一离心风机，第一旋风分离器和第一袋式收尘器的固体出口均与缓冲仓的进口相连，缓冲仓的出口与第二螺旋给料机的入口相连，第二螺旋给料机的出口与上料装置的入口相连，上料装置的出口与预热煅烧***相连，上料装置将干燥的磷石膏输送至预热煅烧***中。
进一步地，所述上料装置采用泵送装置。
进一步地，第二螺旋给料机采用单管螺旋计量秤。
进一步地，所述预热煅烧***包括多级悬浮预热器、反应炉、热风炉、循环风机，所述多级悬浮预热器包括第一级旋风筒、第二级旋风筒、第三级旋风筒，所述第一级旋风筒、第二级旋风筒、第三级旋风筒间通过连接管道连通，上料装置的出口与第一级旋风筒、第二级旋风筒、第三级旋风筒的入口相连，上料装置将干燥的磷石膏输送到多级悬浮预热器中，第二级旋风筒的出料口与反应炉连接，磷石膏在多级悬浮预热器中经过多次热交换，从第二级旋风筒进入反应炉进行高温煅烧，磷石膏煅烧反应生成Ⅱ型无水石膏，第三级旋风筒的入口与反应炉的出料端连接用于烟气与Ⅱ型无水石膏分离，Ⅱ型无水石膏从第三级旋风筒的出料口输送至冷却收集***中。
进一步地，热风炉提供热源，热风炉的气体出口通过管路***与反应炉、多级悬浮预热器、闪蒸干燥机相连，反应炉的高温烟气进入第三级旋风筒后流经第二级旋风筒和/或第一级旋风筒，第一级旋风筒的出风口通过循环风机与闪蒸干燥机的进风口相连。
进一步地，反应炉为U型构造，反应炉上设置用于调节风速的多个缩口，各所述缩口间隔设置。
进一步地，冷却收集***包括冷却器、鼓风机、第二旋风分离器、第二袋式收尘器、第二离心风机、收集仓，Ⅱ型无水石膏从第三级旋风筒的出料口输送至冷却器中，Ⅱ型无水石膏在冷却器中进行空气冷却，冷却器的出口与第二旋风分离器的入口相连，第二旋风分离器用于气固分离，第二旋风分离器出风口与第二袋式收尘器的进风口相连，第二袋式收尘器对第二旋风分离器排出的空气进行二次收集，第二离心风机与第二袋式收尘器相连，第二旋风分离器和第二袋式收尘器的固体出口均与收集仓的进口相连。
进一步地，热风炉的进风口、冷却器的进风口均与鼓风机的出风口相连。
本发明还提供一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的方法：将磷石膏原料送入第一螺旋给料机，磷石膏由第一螺旋给料机均匀喂入闪蒸干燥机，热风炉的热烟气通过反应炉和多级悬浮预热器进入闪蒸干燥机与磷石膏进行对流干燥，经第一旋回分离器和第一袋式收尘器进行气固分离，干燥磷石膏进入缓冲仓中，通过第二螺旋给料机定量输送到泵送装置中，泵送装置将干燥的磷石膏输送至多级悬浮预热器的各旋风筒中，磷石膏在多级悬浮预热器中经过多次热交换后，磷石膏从第二级旋风筒进入反应炉进行高温煅烧，磷石膏煅烧反应生成Ⅱ型无水石膏，第三级旋风筒与反应炉的出料端连接用于烟气与Ⅱ型无水石膏分离，Ⅱ型无水石膏从第三级旋风筒的出料口输送至冷却器内，来自鼓风机的冷空气对Ⅱ型无水石膏进行冷却，经第二旋回分离器和第二袋式收尘器进行气固分离，干燥Ⅱ型无水石膏磷石膏进入收集仓中。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置及方法，在干燥、预热煅烧、冷却收集等工艺过程中，将磷石膏精准转化成优异的Ⅱ型无水石膏；本发明利用热风炉的高温燃气依次通过反应炉、多级悬浮预热器以及闪蒸干燥机，实现***热量梯次利用、节能降耗，可实现工业化大规模生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置的示意图；
图2为本发明实施例提供的图1的局部放大图一；
图3为本发明实施例提供的图1的局部放大图二；
图4为本发明实施例提供的图1的局部放大图三；
图5为本发明实施例提供的图1的局部放大图四；
图6为本发明实施例提供的图1的局部放大图五。
图中：1-第一螺旋给料机；2-闪蒸干燥机；3-第一旋回分离器；4-第一袋式收尘器；5-第一离心风机；6-缓冲仓；7-第二螺旋给料机；8-泵送装置；9-多级悬浮预热器；10-反应炉；11-热风炉；12-循环风机；13-鼓风机；14-冷却器；15-第二旋回分离器；16-第二袋式收尘器；17-第二离心风机；18-收集仓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图6，本发明实施例一提供一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，包括干燥***、预热煅烧***、冷却收集***，所述干燥***、预热煅烧***、冷却收集***通过管路***依次连接，干燥***包括第一螺旋给料机1、闪蒸干燥机2、第一旋风分离器3、第一袋式收尘器4、第一离心风机5、缓冲仓6、第二螺旋给料机7、泵送装置8；闪蒸干燥机2的进风口与预热煅烧***的第一级旋风筒C1的出风口相连，第一级旋风筒C1的出风口通过循环风机12与闪蒸干燥机2的进风口相连，使用热流空气进行磷石膏干燥，去除水分；第一旋风分离器3的进风口与闪蒸干燥机2的出风口相连，第一旋风分离器3的出风口与第一袋式收尘器4的进风口相连，第一旋风分离器3对来自闪蒸干燥机2的气固混合气进行气固分离，第一袋式收尘器4对第一旋风分离器3排出的空气进行二次收集，第一袋式收尘器4连接有第一离心风机5；第一旋风分离器3和第一袋式收尘器4的固体出口均与缓冲仓6的进口相连；缓冲仓6与第二螺旋给料机7相连，第二螺旋给料机7与泵送装置8相连，泵送装置8的出口与预热煅烧***相连；第二螺旋给料机7优选单管螺旋计量秤，准确有效地将磷石膏送至泵送装置8，泵送装置8将干燥的磷石膏输送到预热煅烧***的多级悬浮预热器9的连接管道内。
预热煅烧***包括多级悬浮预热器9、反应炉10、热风炉11、循环风机12，多级悬浮预热器9包括第一级旋风筒C1、第二级旋风筒C2、第三级旋风筒C3，多级悬浮预热器9的旋风筒级数为3-4级，各所述旋风筒通过所述连接管道连通，各所述旋风筒的进料口与泵送装置8连接；热风炉11提供热源，热风炉11的气体出口通过管路***与反应炉10、多级悬浮预热器9、闪蒸干燥机2相连，第二级旋风筒C2的出料口与反应炉10连接，反应炉10的高温烟气进入第三级旋风筒C3后流经第二级旋风筒C2和/或第一级旋风筒C1，多级悬浮预热器9的第一级旋风筒C1的高温烟气经过循环风机12后进入干燥***的闪蒸干燥机2内，第三级旋风筒C3的固体出料口与冷却收集***的冷却器14连接，磷石膏在多级悬浮预热器9中经过多次热交换，从第二级旋风筒C2进入反应炉10进行高温煅烧，磷石膏煅烧反应生成Ⅱ型无水石膏，第三级旋风筒C3与反应炉10的出料端连接用于烟气与Ⅱ型无水石膏分离，Ⅱ型无水石膏从第三级旋风筒C3的出料口输送至所述冷却收集***内。
冷却收集***包括冷却器14、鼓风机13、第二旋风分离器15、第二袋式收尘器16、第二离心风机17、收集仓18；Ⅱ型无水石膏在冷却器14中进行空气冷却，然后送入第二旋风分离器15进行气固分离，第二袋式收尘器16对第二旋风分离器15排出的空气进行二次收集，第二旋风分离器15和第二袋式收尘器16的固体出口均与收集仓18的进口相连。优选地，鼓风机13的出口与冷却器14的入口相连，冷却器14的气体出口与第二旋风分离器15的入口相连，第二旋风分离器15的出风口与所述第二袋式收尘器16的进风口相连，第二袋式收尘器16连接有第二离心风机17。
本发明实施例二提供一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的方法，应用于上述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置：含水量8-15％的磷石膏原料由人工送入第一螺旋给料机1，磷石膏由第一螺旋给料机1均匀喂入闪蒸干燥机2，热风炉11的热烟气通过反应炉10和多级悬浮预热器9进入闪蒸干燥机2与磷石膏进行对流干燥，经第一旋回分离器3和第一袋式收尘器4进行气固分离，干燥磷石膏进入缓冲仓6中，通过第二螺旋给料机7准确定量输送到泵送装置8中，由泵送装置8将干燥的磷石膏输送至多级悬浮预热器9的各旋风筒中，磷石膏在多级悬浮预热器9中经过多次热交换后，磷石膏从第二级旋风筒C2进入反应炉10进行高温煅烧，磷石膏煅烧反应生成Ⅱ型无水石膏，第三级旋风筒C3与反应炉10的出料端连接用于烟气与Ⅱ型无水石膏分离，Ⅱ型无水石膏从第三级旋风筒C3的出料口输送至冷却器14内，来自鼓风机13的冷空气对Ⅱ型无水石膏进行冷却，经第二旋回分离器15和第二袋式收尘器16进行气固分离，干燥Ⅱ型无水石膏磷石膏进入收集仓18中。
在一些实施例中，可采用斗提机、皮带机等设备进行上料，用于替换上述的泵送装置8，根据实际生产条件以及产地进行设置。
优化实施方式，所述反应炉10为U型构造，所述反应炉10上设置多个缩口，分段设置缩口可调节风速，并预防塌料。
优化实施方式，所述热风炉11为所述反应炉10提供热源，所述热风炉11的燃料可以是液化气、天然气、煤等，若为工业生产，则煤为最优燃料。鼓风机13为热风炉11供风。
优化实施方式，为了保证***的安全运行，在各设备以及管道上设置温度传感器、压力传感器以及防爆阀等，用于监测***的运行参数，保证***的正常运行。
优化实施方式，所述闪蒸干燥机2的进气管路上还连通有空气，对空气进行加热后送至闪蒸干燥机2内，保证闪蒸干燥机中的热源充足。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：包括干燥***、预热煅烧***、冷却收集***，所述干燥***、预热煅烧***、冷却收集***通过管路***依次连接。
2.如权利要求1所述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：所述干燥***包括第一螺旋给料机(1)、闪蒸干燥机(2)、第一旋风分离器(3)、第一袋式收尘器(4)、第一离心风机(5)、缓冲仓(6)、第二螺旋给料机(7)、上料装置，第一螺旋给料机(1)将磷石膏原料送入闪蒸干燥机(2)，预热煅烧***为闪蒸干燥机(2)提供热流空气，闪蒸干燥机(2)使用热流空气进行磷石膏干燥，去除水分，第一旋风分离器(3)的进风口与闪蒸干燥机(2)的出风口相连，第一旋风分离器(3)的出风口与第一袋式收尘器(4)的进风口相连，第一旋风分离器(3)对来自闪蒸干燥机(2)的气固混合气进行气固分离，第一袋式收尘器(4)对第一旋风分离器(3)排出的空气进行二次收集，第一袋式收尘器(4)连接第一离心风机(5)，第一旋风分离器(3)和第一袋式收尘器(4)的固体出口均与缓冲仓(6)的进口相连，缓冲仓(6)的出口与第二螺旋给料机(7)的入口相连，第二螺旋给料机(7)的出口与上料装置的入口相连，上料装置的出口与预热煅烧***相连，上料装置将干燥的磷石膏输送至预热煅烧***中。
3.如权利要求2所述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：所述上料装置采用泵送装置(8)。
4.如权利要求2所述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：第二螺旋给料机(7)采用单管螺旋计量秤。
5.如权利要求2所述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：所述预热煅烧***包括多级悬浮预热器(9)、反应炉(10)、热风炉(11)、循环风机(12)，所述多级悬浮预热器(9)包括第一级旋风筒(C1)、第二级旋风筒(C2)、第三级旋风筒(C3)，所述第一级旋风筒(C1)、第二级旋风筒(C2)、第三级旋风筒(C3)间通过连接管道连通，上料装置的出口与第一级旋风筒(C1)、第二级旋风筒(C2)、第三级旋风筒(C3)的入口相连，上料装置将干燥的磷石膏输送到多级悬浮预热器(9)中，第二级旋风筒(C2)的出料口与反应炉(10)连接，磷石膏在多级悬浮预热器(9)中经过多次热交换，从第二级旋风筒(C2)进入反应炉(10)进行高温煅烧，磷石膏煅烧反应生成Ⅱ型无水石膏，第三级旋风筒(C3)的入口与反应炉(10)的出料端连接用于烟气与Ⅱ型无水石膏分离，Ⅱ型无水石膏从第三级旋风筒(C3)的出料口输送至冷却收集***中。
6.如权利要求5所述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：热风炉(11)提供热源，热风炉(11)的气体出口通过管路***与反应炉(10)、多级悬浮预热器(9)、闪蒸干燥机(2)相连，反应炉(10)的高温烟气进入第三级旋风筒(C3)后流经第二级旋风筒(C2)和/或第一级旋风筒(C1)，第一级旋风筒(C1)的出风口通过循环风机(12)与闪蒸干燥机(2)的进风口相连。
7.如权利要求5所述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：反应炉(10)为U型构造，反应炉(10)上设置用于调节风速的多个缩口，各所述缩口间隔设置。
8.如权利要求6所述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：冷却收集***包括冷却器(14)、鼓风机(13)、第二旋风分离器(15)、第二袋式收尘器(16)、第二离心风机(17)、收集仓(18)，Ⅱ型无水石膏从第三级旋风筒(C3)的出料口输送至冷却器(14)中，Ⅱ型无水石膏在冷却器(14)中进行空气冷却，冷却器(14)的出口与第二旋风分离器(15)的入口相连，第二旋风分离器(15)用于气固分离，第二旋风分离器(15)出风口与第二袋式收尘器(16)的进风口相连，第二袋式收尘器(16)对第二旋风分离器(15)排出的空气进行二次收集，第二离心风机(17)与第二袋式收尘器(16)相连，第二旋风分离器(15)和第二袋式收尘器(16)的固体出口均与收集仓(18)的进口相连。
9.如权利要求8所述的悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的装置，其特征在于：热风炉(11)的进风口、冷却器(14)的进风口均与鼓风机(13)的出风口相连。
10.一种悬浮式磷石膏制备Ⅱ型无水石膏的方法，其特征在于：将磷石膏原料送入第一螺旋给料机(1)，磷石膏由第一螺旋给料机(1)均匀喂入闪蒸干燥机(2)，热风炉(11)的热烟气通过反应炉(10)和多级悬浮预热器(9)进入闪蒸干燥机(2)与磷石膏进行对流干燥，经第一旋回分离器(3)和第一袋式收尘器(4)进行气固分离，干燥磷石膏进入缓冲仓(6)中，通过第二螺旋给料机(7)定量输送到泵送装置(8)中，泵送装置(8)将干燥的磷石膏输送至多级悬浮预热器(9)的各旋风筒中，磷石膏在多级悬浮预热器(9)中经过多次热交换后，磷石膏从第二级旋风筒(C2)进入反应炉(10)进行高温煅烧，磷石膏煅烧反应生成Ⅱ型无水石膏，第三级旋风筒(C3)与反应炉(10)的出料端连接用于烟气与Ⅱ型无水石膏分离，Ⅱ型无水石膏从第三级旋风筒(C3)的出料口输送至冷却器(14)内，来自鼓风机(13)的冷空气对Ⅱ型无水石膏进行冷却，经第二旋回分离器(15)和第二袋式收尘器(16)进行气固分离，干燥Ⅱ型无水石膏磷石膏进入收集仓(18)中。
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| CN110498628A (zh) * | 2019-10-07 | 2019-11-26 | 南京凯盛国际工程有限公司 | 一种无水石膏制备*** |
| CN214142115U (zh) * | 2021-01-15 | 2021-09-07 | 张爱军 | 一种生产半水石膏、无水石膏的煅烧*** |
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