一種α石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種石膏加工設(shè)備，具體涉及一種a型高強(qiáng)石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯。
【背景技術(shù)】
[0002]a型高強(qiáng)石膏也被稱為a型半水石膏，簡(jiǎn)稱a石膏。因其高強(qiáng)度、高密度、高硬度、高流動(dòng)度等諸多優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于模具、精密鑄造、高檔建筑裝飾材料等領(lǐng)域，目前，?石膏常用的制取設(shè)備主要有兩類:臥式、立式蒸壓法反應(yīng)釜和液相法反應(yīng)釜，兩類設(shè)備都是固定式設(shè)備。
[0003]臥式、立式蒸壓法反應(yīng)釜主要采用塊狀的天然石膏為原料，將原料裝入釜內(nèi)后通入飽和水蒸氣蒸壓7-12個(gè)小時(shí)，再烘干10-24小時(shí)制取a石膏。這種加工方式，產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)，能耗巨大。而且此類設(shè)備還不能直接應(yīng)用于粉末狀的天然石膏或脫硫石膏等工業(yè)副產(chǎn)石膏的加工生產(chǎn)。
[0004]國(guó)外對(duì)于用脫硫石膏采用蒸壓法生產(chǎn)高強(qiáng)脫硫石膏時(shí)，首先要將脫硫石膏擠壓成塊狀，然后再應(yīng)用傳統(tǒng)的蒸壓法工藝；這種工藝不僅增加了壓塊一一再蒸壓一一再粉碎的繁瑣工藝環(huán)節(jié)，也進(jìn)一步增加了能耗。
[0005]蒸壓法作為生產(chǎn)高強(qiáng)石膏的傳統(tǒng)方法成熟、可靠，但生產(chǎn)周期長(zhǎng)、能耗高，其主要是針對(duì)蒸壓法工藝加工天然石膏塊狀物料設(shè)計(jì)的，無法有效的應(yīng)用于顆粒細(xì)小的工業(yè)副產(chǎn)石膏。我國(guó)天然石膏資源主要集中在中西部地區(qū)，開采成本高，破壞生態(tài)環(huán)境和浪費(fèi)資源的現(xiàn)象嚴(yán)重。國(guó)家近些年已經(jīng)開始限制天然石膏資源的無序開采，并已在山東、河北、湖北等傳統(tǒng)石膏開采區(qū)關(guān)停一批不符合產(chǎn)業(yè)政策的礦點(diǎn)。因此可以說，未來天然石膏在石膏生產(chǎn)中所占的比重將越來越小。
[0006]液相法生產(chǎn)高強(qiáng)石膏，主要設(shè)備為反應(yīng)釜，通常包括常壓反應(yīng)釜和帶壓反應(yīng)釜兩類。粉狀石膏原料加入兩類反應(yīng)釜內(nèi)的水溶液中，經(jīng)外加劑的作用和加熱結(jié)晶反應(yīng)，可以生成a石膏。但因?yàn)樾枰退芤悍蛛x并烘干，就需要另設(shè)水分分離裝置和烘干裝置。整個(gè)過程需要保持恒定的溫度防止半水石膏再次水化為二水石膏。這一工藝，設(shè)備投資大，過程復(fù)雜、流程冗長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)品的能耗和單位成本是所有工藝方法中最高的。
[0007]液相法因其繁雜的工藝和設(shè)備，以及苛刻的運(yùn)行要求導(dǎo)致該方法依然停留在實(shí)驗(yàn)階段。即使偶有應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，也因產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性差、成本高等原因最終被市場(chǎng)所淘汰。所以液相法現(xiàn)階段還無法真正實(shí)現(xiàn)有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的就在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能減少工藝步驟和設(shè)備數(shù)量、縮短生產(chǎn)時(shí)間、節(jié)能降耗的，且能大量、高效利用粉狀石膏，尤其是工業(yè)副產(chǎn)石膏生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)a石膏的旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯。
[0009]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種a石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，包括機(jī)架、窯體、換熱管、進(jìn)口封頭、出口封頭、供熱室、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、進(jìn)料端、出料端、尾氣收集裝置；所述窯體和動(dòng)力傳動(dòng)裝置安裝在機(jī)架上，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)窯體在機(jī)架上旋轉(zhuǎn)，封閉所述進(jìn)口封頭和所述出口封頭則所述窯體組成一密閉空間，所述窯體內(nèi)壁固定有一圈與供熱室相通的兼具揚(yáng)料板作用的換熱管。
[0010]一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述窯體內(nèi)壁固定的一圈換熱管，其橫截面計(jì)成三角形，該換熱管三角形形成的內(nèi)空與供熱室、尾氣收集裝置相通，三角形的外表面與石膏物料接觸，增加熱源散熱面，同時(shí)三角形角尖向窯體中心凸出，三角形換熱管隨窯體不停旋轉(zhuǎn)，攪拌石膏物料，使石膏物料與三角形換熱管接觸，大大提高了物料的換熱面和換熱機(jī)會(huì)，熱能得到充分利用。該換熱管既能增大熱源與石膏物料的傳熱面積，又能起到攪拌物料類似揚(yáng)料板的作用，以增加物料的換熱機(jī)會(huì)，使物料受熱均勻。
[0011]一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述窯體內(nèi)壁固定的一圈換熱管，其橫截面設(shè)計(jì)成鈍齒形。
[0012]一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述進(jìn)口封頭活動(dòng)式連接在窯體進(jìn)料端，打開進(jìn)口封頭，可將石膏物料送入窯體空心中；所述出口封頭活動(dòng)式連接在窯體出料端，打開出口封頭，即可將加工好的石膏回收；封閉所述進(jìn)口封頭和所述出口封頭則所述窯體組成密閉的空間。
[0013]—種優(yōu)選技術(shù)方案，所述尾氣回收裝置安裝在出料端即窯體的尾部，該尾氣收集裝置與供熱室和固定在所述窯體內(nèi)壁上的換熱管相通，可將熱源廢氣排出。
[0014]生產(chǎn)時(shí)，首先開啟設(shè)備傳動(dòng)裝置，使旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯轉(zhuǎn)動(dòng)起來，然后開啟熱源系統(tǒng)供熱，同時(shí)將工業(yè)副產(chǎn)石膏從打開的進(jìn)口封頭加入窯體內(nèi)。窯體的旋轉(zhuǎn)會(huì)將物料導(dǎo)入換熱管處，物料開始受熱升溫。直至達(dá)到設(shè)計(jì)加料量后，停止加料，關(guān)閉進(jìn)、出口封頭，此時(shí)窯體內(nèi)部形成密閉環(huán)境。
[0015]隨著熱源的不斷加熱，窯體轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，熱量通過換熱管持續(xù)對(duì)窯體內(nèi)物料進(jìn)行攪拌和加熱，使物料均勻受熱升溫，在升溫的過程中游離水不斷蒸發(fā)，當(dāng)窯體內(nèi)溫度繼續(xù)升高，石膏物料開始脫去分子中所含的部分結(jié)晶水。石膏物料中蒸發(fā)出的游離水和結(jié)晶水所形成的水蒸氣逐漸使窯體內(nèi)形成一定壓力，并隨著蒸發(fā)出的水蒸氣的量不斷增加，壓力和溫度也不斷升高。當(dāng)溫度、壓力升高到工藝預(yù)定值后，保持該溫度、壓力恒定，并繼續(xù)均勻攪拌蒸壓一段時(shí)間，直至石膏物料完全脫去游離水和3/2結(jié)晶水，變?yōu)榘胨嗑w。此時(shí)脫水反應(yīng)完成，開始逐漸泄壓排出水蒸氣，并在一定溫度下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行烘干，直至產(chǎn)品完全變?yōu)楦稍锏陌胨嗪?，打開出口封頭放出物料。至此完成了石膏物料從原料到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)變。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):α石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，集預(yù)烘干、蒸壓結(jié)晶和產(chǎn)品烘干為一體，生產(chǎn)中，進(jìn)、出口封頭保持密閉，整個(gè)設(shè)備在動(dòng)力傳動(dòng)裝置的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)設(shè)備內(nèi)的石膏物料均勻攪拌，物料與熱源的熱交換更充分。熱量通過與供熱室相連通的換熱管道持續(xù)對(duì)窯體內(nèi)石膏物料進(jìn)行加熱，換熱管的設(shè)計(jì)既增加了物料與熱源的接觸面積，又通過換熱管連同窯體的不停轉(zhuǎn)動(dòng)，如同揚(yáng)料板一樣不停地?cái)嚢栉锪?，增加了物料的換熱頻率，使物料受熱更加均勻，熱能利用率顯著提高。蒸壓結(jié)晶過程中該設(shè)備無需外界高溫蒸汽或水溶液參與換熱和反應(yīng)，利用物料自身所含水分在密閉加熱過程中形成穩(wěn)定飽和水蒸汽環(huán)境，保證二水石膏充分結(jié)晶反應(yīng)生成α型高強(qiáng)半水石膏。工藝過程從傳統(tǒng)設(shè)備的靜態(tài)蒸壓變?yōu)閯?dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)蒸壓，石膏粉混合攪拌均勻、反應(yīng)充分，包括預(yù)烘干、蒸壓結(jié)晶、產(chǎn)品烘干在內(nèi)，產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間縮短為3-4個(gè)小時(shí)。因未導(dǎo)入外界水源，需要烘干的游離水很少，能耗也大大降低。預(yù)烘干、蒸壓結(jié)晶和產(chǎn)品烘干均在同一設(shè)備內(nèi)完成，避免了過多工序的影響，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定。綜上所述其優(yōu)點(diǎn)可概括為:1、通過變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，加上換熱管換熱面積增加，采用多種技術(shù)手段充分利用熱能，降低能耗；2、集預(yù)烘干、蒸壓結(jié)晶、產(chǎn)品烘干為一體，減少了工藝步驟，減少了設(shè)備數(shù)量，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本；3、無外界高溫蒸汽或水溶液參與換熱和反應(yīng)，防止半水石膏再次水化為二水石膏，產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明a石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖。
[0018]圖2為圖1的A-A剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1、圖2所示，一種a石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，包括機(jī)架(5，8)、窯體6、換熱管4、進(jìn)口封頭1、出口封頭11、進(jìn)料端2、出料端9、供熱室3、動(dòng)力傳動(dòng)裝置7、尾氣收集裝置10。窯體6內(nèi)壁固定有一圈橫截面為空心三角形的換熱管4，換熱管4還可以設(shè)計(jì)成橫截面為空心鈍齒形狀的，在進(jìn)料端2部位設(shè)計(jì)有供熱室3，空心三角形換熱管4與供熱室3相通。窯體6安裝在機(jī)架(5，8)上，可在動(dòng)力傳動(dòng)裝置7帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。在出料端9部位設(shè)計(jì)有尾氣收集裝置10，該尾氣收集裝置10與換熱管4相通。在窯體6進(jìn)料端2的端面活動(dòng)式連接有進(jìn)口封頭1，在窯體6出料端9的端面活動(dòng)式連接有出口封頭11，打開進(jìn)口封頭1，物料可送入窯體6中；打開出口封頭11，加工好的產(chǎn)品可回收出料；關(guān)閉進(jìn)口封頭1和出口封頭11，窯體6形成一個(gè)密閉的空間。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種α石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，包括機(jī)架(5，8)、窯體(6)、進(jìn)料端(2)、出料端(9)、尾氣收集裝置(10)、供熱室(3)，其特征在于:它還包括換熱管(4)、進(jìn)口封頭(1)、出口封頭(11)、動(dòng)力傳動(dòng)裝置(7 );所述窯體(6 )和動(dòng)力傳動(dòng)裝置(7 )安裝在機(jī)架(5，8 )上，所述動(dòng)力傳動(dòng)裝置(7)可驅(qū)動(dòng)窯體(6)在機(jī)架(5，8)上旋轉(zhuǎn)，封閉所述進(jìn)口封頭(I)和所述出口封頭(11)則所述窯體(6)組成一密閉空間，所述窯體(6)內(nèi)壁固定有一圈與供熱室相通的兼具揚(yáng)料板作用的換熱管(4 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的α石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，其特征在于:所述窯體(6)內(nèi)壁固定的一圈換熱管(4)，其橫截面設(shè)計(jì)成三角形，該換熱管(4)三角形形成的內(nèi)空與供熱室(3)、尾氣收集裝置(10)相通，三角形的外表面與石膏物料接觸，同時(shí)三角形角尖向窯體中心凸出，該換熱管(4)可隨窯體(6)不停旋轉(zhuǎn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的α石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，其特征在于:所述窯體(6)內(nèi)壁固定的一圈換熱管(4)，其橫截面設(shè)計(jì)成鈍齒形。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的α石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，其特征在于:所述進(jìn)口封頭(I)活動(dòng)式連接在窯體(6 )進(jìn)料端(2 )，打開進(jìn)口封頭(I)，該窯體(6 )端頭為進(jìn)料口 ；所述出口封頭(11)活動(dòng)式連接在窯體(6 )出料端(9 )，打開出口封頭(11 )，該窯體(6 )端頭為出料口 ；封閉所述進(jìn)口封頭(I)和所述出口封頭(11)則所述窯體(6 )組成密閉的空間。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的α石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，其特征在于:所述尾氣收集裝置(10)安裝在出料端(9)即窯體的尾部，該尾氣收集裝置(10)與所述供熱室(3)和所述換熱管(4)相通。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種α石膏粉旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯，包括機(jī)架、窯體、進(jìn)料端、出料端、尾氣收集裝置、供熱室、換熱管、進(jìn)口封頭、出口封頭、動(dòng)力傳動(dòng)裝置。窯體和動(dòng)力傳動(dòng)裝置安裝在機(jī)架上，動(dòng)力傳動(dòng)裝置可驅(qū)動(dòng)窯體在機(jī)架上旋轉(zhuǎn)，封閉所述進(jìn)口封頭和所述出口封頭則窯體組成一密閉空間，窯體內(nèi)壁固定有一圈與供熱室相通的兼具揚(yáng)料板作用的換熱管。這種旋轉(zhuǎn)結(jié)晶窯通過變靜態(tài)為動(dòng)態(tài)，加上換熱管換熱面積增加，采用多種技術(shù)手段充分利用熱能，降低能耗；集預(yù)烘干、蒸壓結(jié)晶、產(chǎn)品烘干為一體，減少了工藝步驟，減少了設(shè)備數(shù)量，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本；無外界高溫蒸汽或水溶液參與換熱和反應(yīng)，防止半水石膏再次水化為二水石膏，產(chǎn)品質(zhì)量更穩(wěn)定。
【IPC分類】C04B11/036
【公開號(hào)】CN104944816
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510365573
【發(fā)明人】蔡雪飛, 孔令彰, 朱旗, 郭小軍, 王果
【申請(qǐng)人】湖南昌迅科技環(huán)保股份有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月29日