一种间壁式加热脱硫石膏烘干装置的制作方法

本发明属于机械设计技术领域，尤其是涉及一种间壁式加热脱硫石膏烘干装置。

背景技术：

脱硫石膏英文名称desulfurationgypsum又称排烟脱硫石膏、硫石膏或fgd石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙caso4·2h2o，含量≥93%。脱硫石膏是fgd过程的副产品，fgd过程是一项采用石灰-石灰石回收燃煤或油的烟气中的二氧化硫的技术。该技术是把石灰-石灰石磨碎制成浆液，使经过除尘后的含so2的烟气通过浆液洗涤器而除去so2。石灰浆液与so2反应生成硫酸钙及亚硫酸钙，亚硫酸钙经氧化转化成硫酸钙，得到工业副产石膏，称为脱硫石膏，广泛用于建材等行业。将石灰-石灰石粉加水制成浆液，作为吸收剂用泵打入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的二氧化硫与浆液中的氢氧化钙以及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成硫酸钙，亚硫酸钙，达到一定饱和度后，排出吸收塔，再经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，结晶形成二水石膏和亚硫酸钙的混合物。然后用输送机送至石膏贮仓堆放。其加工利用的意义非常重大，它不仅有力地促进了国家环保循环经济的进一步发展，而且还大大降低了矿石膏的开采量，保护了资源。

随着社会的不断发展，火力发电厂烟气脱硫产生的脱硫石膏逐年增长，经过洗涤和滤水处理后的烟气脱硫石膏含有10-20%左右游离水的潮湿、松散的细小颗粒，平均粒径约40～60μm，而且其粘性较大，装运极不方便，为进一步利用带来困难。脱硫石膏由于颗粒小，干燥快，105℃产生晶型转变为半水石膏，因此其烘干温度不需很高。目前烘干方法多采用热气体直接接触法，如回转烘干机等设备与工艺，湿基脱硫石膏经双螺旋喂料机、胶带输送机送入φ3×25m高效回转烘干机进行烘干，脱掉物理水，烘干机采用高温烟气提供热源，出烘干机废气经高温气箱脉冲袋式收尘器收尘后达标排放。这种烘干技术对物料的烘干效率虽然很高，但热效率不高，烘干后废气温度较高，不仅造成热量损失，更主要的是随着脱硫石膏的烘干，水分含量变小，大量干脱硫石膏进入废气形成气固相排出，废气中的含尘浓度高，对废气的处理带来难度，导致对大气环境造成负面影响，同时也增加企业生产成本。

技术实现要素：

为了克服背景技术中的问题，本发明公开了一种间壁式加热脱硫石膏烘干装置，可将含游离水的糊饼状脱硫石膏干燥为不含或含量小游离水的干二水石膏粉，可以直接从水泥磨尾加入做水泥缓凝剂，避免磨内温度高产生石膏脱水影响水泥质量，也可在预拌混凝土搅拌站与其他粉体材料一起计量作为混凝土掺合料使用，或进一步煅烧成建筑石膏粉。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种间壁式加热脱硫石膏烘干装置，包括电机、减速机、烘干室、传动装置和机架，所述烘干室设置在机架的上方；所述烘干室的壳体为双层中空壳体结构，其中空部分为热气流室；所述传动装置包括电机、减速机、联轴器、齿轮箱和中空传动轴，其中电机、减速机和联轴器和齿轮箱依次水平传动连接，齿轮箱的输出端连接中空传动轴的输入端，中空传动轴依次穿过烘干室前端的热气流室、烘干室和烘干室后端的热气流室；烘干室后端的热气流室的外部设置有支撑轴承座，中空传动轴的输出端连接支撑轴承座；所述烘干室前端的热气流室的上端设置有热气体进口，热气体进口通过热气流混合室与热气流室内部相联通；烘干室后端的热气流室的上端设置有气体出口，且中空传动轴上位于热气流室内的部位设置有热气体进出孔；所述烘干室的前端上部设置有进料口，烘干室的后端下部设置有出料口。

为了进一步改进技术方案，本发明所述齿轮箱前后并排设置有两个以上，联轴器与其中一个齿轮箱传动连接，各个齿轮箱之间相互啮合传动；每个齿轮箱的输出端连接一根中空传动轴的输入端，各个中空传动轴之间相互平行且依次穿过烘干室前端的热气流室、烘干室和烘干室后端的热气流室。

为了进一步改进技术方案，本发明所述烘干室内的中空传动轴上还设置有传动叶片；所述传动叶片为中空结构，且其中空部分与中空传动轴的内部相联通。

为了进一步改进技术方案，本发明所述传动叶片的内部还设置有导流板，所述导流板的一端设置在中空传动轴的轴壁上，另一端伸向导流板顶端且与导流板顶端间隔有气流通过距离；所述相邻两根中空传动轴的转动方向互为相反方向。

为了进一步改进技术方案，本发明所述传动叶片在中空传动轴的轴向方向上依次等距设置有若干组，每组在同一径向位置圆周设置有3~6个传动叶片，且传动叶片在中空传动轴的轴向方向上从进料端向出料端，其轴向宽度逐渐减小。

为了进一步改进技术方案，本发明所述传动叶片在中空传动轴上呈螺旋型结构，每相邻两个中空传动轴上的传动叶片在同一位置相互交叉设置。

为了进一步改进技术方案，本发明所述烘干室前端的热气流室上方设置热气流混合室，热气流混合室的上方设置热气体进口，热气流混合室向下分支成热气流室通道和一个以上中空轴气流通道；所述热气流室通道与热气流室联通，所述中空轴气流通道通过中空传动轴上的热气体进出孔与中空轴内部联通；所述热气流室通道与中空轴气流通道上均设置有调节阀。

为了进一步改进技术方案，本发明所述中空传动轴位于烘干室20前端的热气流室内部的部分，其两侧及下端均设置有隔热板，三个方位的隔热板及热气流室的前后壁组成上端开口的隔热间，热气流室内部的中空传动轴位于隔热间内，每个隔热间的上端相联通一根中空轴气流通道。

为了进一步改进技术方案，本发明所述中空传动轴位于烘干室后端的热气流室内部的部分，其两侧及下端也均设置有隔热板，三个方位的隔热板及热气流室的前后壁组成上端开口的隔热间，热气流室内部的中空传动轴位于隔热间内；所述烘干室后端的热气流室的上端设置有排放气体混合室；所述排放气体混合室的向下分支成气流室排放通道和一个以上中空轴气流排放通道；所述气流室排放通道与热气流室联通，所述中空轴气流排放通道通过中空传动轴上的热气体进出孔与中空轴内部联通；所述气流室排放通道和中空轴气流排放通道上也均设置有调节阀。

为了进一步改进技术方案，本发明所述排放气体混合室的上端连接排风装置，所述热气流室的内部压力小于外部压力；所述排风装置的出风口有回风管道，所述回风管道分为两个支路管道，一条支路管道为循环管道，连接在热气流混合室上，另一条支路管道为排风管道连接过滤装置或热风回收装置；所述循环管道及排风管道上均设置有调节阀。

为了进一步改进技术方案，本发明热气流室的前后两端的外侧的中空传动轴上设置有密封装置；所述齿轮箱和烘干室之间还设置有热气体阻流板；所述热气流室的外层壳体上还设置有保温层；所述烘干室为上方中间开口的敞口结构。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：本发明所述间壁式加热脱硫石膏烘干装置，采用单轴或多轴敞开式搅拌烘干，在搅拌过程中采用热气体与脱硫石膏非接触烘干。烘干室的壳体、传动轴和叶片均设计为中空状，传动轴和叶片相互连通，保证热气体能在传动轴和中空搅拌叶片间内部流动，加热壳体、传动轴和中空搅拌叶片，在搅拌输送过程中与湿脱硫石膏进行热交换，从而达到烘干目的。

排放气体混合室的上端连接排风装置，通过调节排风装置将热气流室的内部压力调节到小于外部压力，热气体采用负压方式分两部分由进料端进入搅拌烘干装置，从出料端排出，即顺流式烘干：一部分沿搅拌烘干装置中空壳体内的热气流室中流动，一部分沿中空传动轴和传动叶片内流动。热气体进入热气流室和传动叶片后，湿脱硫石膏在中空传动轴搅拌运动过程中向前推进，从而实现湿脱硫石膏与热空心叶片、烘干室壳体等的热交换，从而达到烘干湿脱硫石膏的目的。在热交换过程中，脱硫石膏的天然水被加热升温，而烘干室为上方中间开口的敞口结构，表面部分的水不需加热到100℃蒸汽就会蒸发，节约水的气化加热过程。在热交换方式上是热搅拌叶片、壳体与湿脱硫石膏直接接触进行热导流和传导，省去热交换介质（热气体），因此热的利用率和效率很高。

在烘干过程中，由于中空传动轴搅拌具有一定的破碎能力，尤其当传动叶片在中空传动轴上呈螺旋型结构，每相邻两个中空传动轴上的传动叶片在同一位置相互交叉设置时，可以将结块的湿脱硫石膏进行破碎，解决烘干过程中湿脱硫石膏块状湿料外表干而内部湿的“夹心”现象。双轴搅拌为低转速，湿脱硫石膏在烘干室内覆盖搅拌叶片，填充整个搅拌烘干装置，可以实现充分换热，也解决粉料干燥后扬尘问题，不需像直接接触烘干工艺设置专门废气处理装置，脱硫石膏被充分加热烘干过程中，由于负压作用，很多石膏粉与湿度高的废气形成高浓度气固相排出，因此需要设置高效除尘系统。目前多采用负压方式除尘，含尘废气经尾部排风机负压从烘干装置内排出，进入防结露袋式除尘器处理，达到排放标准的气体经排风机排入大气，收下的粉尘通过输送装置回到干脱硫石膏一起。烘干用热气体没有受到粉尘影响，可与高温热气体混合或加热再循环利用，从而节约能源。

开始烘干时，湿脱硫石膏的水分较大，有的结块，而烘干的温度也较高，因此需要加强湿料的搅拌，将结块的湿料打散和翻动，提高烘干的均匀性。所以进料端传动叶片在轴向宽度加大，随着烘干的进行，湿料水分降低，搅拌叶片在轴向宽度减小。

另外，热气体进入和排出中空传动轴，热气流室的前后两端的外侧壁上，中空传动轴上设置有密封装置，密封装置设置在中空传动轴与搅拌烘干装置两端壳体接触的内部中空处，将靠近传动轴承端堵住，防止热气体对传动轴两端轴承的影响，并在该处中空传动轴上开设若干热气体进出孔。由于中空传动轴是转动的，而搅拌机壳体是固定的，传动轴与搅拌烘干装置两端壳体接触处必须设有密封装置，防止外部冷气体进入，降低热气体温度，同时防止粉料对密封材料的污染，减少使用寿命。温度通过调节阀调节。

沿中空传动轴流动的热气体需要从中空轴和传动叶片流过，由于热气体在中空轴和传动叶片的流动过程为曲线状，因此通风阻力较大；而在中空壳体流动为直线状，相对通风阻力较小，因此不能采用一个通风系统，避免引起热气体全部从阻力小的中空壳体通过的热气体短路现象，通过热气流混合室及分支通道的设置，两个中空传动轴和传动叶片用一个通风系统，中空壳体用一个通风系统。中空轴的进出风与中空壳体连接处设置隔离装置，保证两个系统进出风的独立性。

热气体在负压作用下从搅拌烘干装置进料端壳体上部进入，与湿脱硫石膏运动方向一致向搅拌烘干装置出料端流动，一部分沿搅拌烘干装置中空壳体流动，另一部分从中空传动轴与搅拌机两端壳体接触处的进气孔进入中空传动轴，沿中空传动轴流动，当遇到搅拌叶片时，应使热气体沿空心叶片流动，提高烘干面积，为此，中空传动轴与搅拌叶片二者互相连通，并且要保证在连通处热气体流向搅拌叶片，而不是沿中空传动轴一直流动，在此处设置热气体导流板，导流板设置在传动叶片的中间位置，沿径向将其分为两部分，导流板上部到叶片中部位置，下部到中空传动轴底部，堵住整个中空传动轴径向，不让热气体在该处直接从中空轴流动，而是沿导流板进入中空搅拌叶片，从中空搅拌叶片靠近进料端方向的一面由下往上直到顶部后向下流向另一面，再流入中空传动轴，流往下一个传动叶片，一直到最后一个传动叶片后，在后端中空传动轴在热气流室中的热气体进出孔处排出，通过离心风机从排放口排出。在搅拌机外壳设置保温层，降低热气体的热损失。

湿脱硫石膏从进料口进到搅拌烘干装置内，在中空传动轴搅拌下，湿脱硫石膏被打散后向两边壳体运动，同时由于空心叶片与搅拌轴成一定角度，对物料具有向前推动作用，从而使物料由进料口向出料口运动，在此运动过程中热中空壳体、叶片与湿脱硫石膏进行热交换（类似于翻炒作用），由于搅拌烘干装置内湿脱硫石膏的填充率高，搅拌速度低，因此整个烘干过程热交换效率高，湿脱硫石膏水分在慢速运动过程中蒸发，干粉料不会产生扬尘，不需设置专用除尘系统。

附图说明

图1是本发明间壁式加热脱硫石膏烘干装置的结构示意图。

图2是图1中的俯视图。

图3是图1中a-a的截面结构示意图。

图4是图1中b-b的截面结构示意图。

图5是图1中c-c的截面结构示意图。

图中：1、电机；2、减速机；3、联轴器；4、齿轮箱；5、热气体阻流板；6、密封装置；7、热气体入孔；8、隔热板；9、传动叶片；10、导流板；11、中空传动轴；12、热气体进口；13、进料口；14、出料口；15、气体出口；16、支撑轴承座；17、热气流室；18、保温层；19、机架；20、烘干室；21、热气流混合室；22、热气流室通道；23、中空轴气流通道；24、调节阀；25、排放气体混合室；26、气流室排放通道；27、中空轴气流排放通道。

具体实施方式

通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种间壁式加热脱硫石膏烘干装置，包括电机1、减速机2、烘干室、传动装置和机架19，所述烘干室20设置在机架19的上方；所述烘干室20的壳体为双层中空壳体结构，其中空部分为热气流室17；所述传动装置包括电机1、减速机2、联轴器3、齿轮箱4和中空传动轴11，其中电机1、减速机2和联轴器3和齿轮箱4依次水平传动连接，齿轮箱4的输出端连接中空传动轴11的输入端，中空传动轴11依次穿过烘干室20前端的热气流室17、烘干室20和烘干室20后端的热气流室17，烘干室20后端的热气流室17的外部设置有支撑轴承座16，中空传动轴11的输出端连接支撑轴承座16；所述烘干室20前端的热气流室17的上端设置有热气体进口12，热气体进口12通过热气流混合室21与热气流室17内部相联通；烘干室20后端的热气流室17的上端设置有气体出口15，且中空传动轴11上位于热气流室17内的部位设置有热气体进出孔7；所述烘干室20的前端上部设置有进料口13，烘干室20的后端下部设置有出料口14。所述齿轮箱4前后并排设置有四个，联轴器3与其中一个齿轮箱4传动连接，各个齿轮箱4之间相互啮合传动；每个齿轮箱4的输出端连接一根中空传动轴11的输入端，各个中空传动轴11之间相互平行且依次穿过烘干室20前端的热气流室17、烘干室20和烘干室20后端的热气流室17。所述烘干室20内的中空传动轴11上还设置有传动叶片9；所述传动叶片9为中空结构，且其中空部分与中空传动轴11的内部相联通；所述传动叶片9的内部还设置有导流板10，所述导流板10的一端设置在中空传动轴11的轴壁上，另一端伸向导流板10顶端且与导流板10顶端间隔有气流通过距离；所述相邻两根中空传动轴11的转动方向互为相反方向。所述传动叶片9在中空传动轴11的轴向方向上依次等距设置有若干组，每组在同一径向位置圆周设置有3~6个传动叶片9，且传动叶片9在中空传动轴11的轴向方向上从进料端向出料端，其轴向宽度逐渐减小。

所述烘干室20前端的热气流室17上方设置热气流混合室21，热气流混合室21的上方设置热气体进口12，热气流混合室21向下分支成热气流室通道22和一个以上中空轴气流通道23；所述热气流室通道22与热气流室17联通，所述中空轴气流通道23通过中空传动轴11上的热气体进出孔7与中空轴内部联通；所述热气流室通道22与中空轴气流通道23上均设置有调节阀24。所述中空传动轴11位于烘干室20前端的热气流室17内部的部分，其两侧及下端均设置有隔热板8，三个方位的隔热板8及热气流室17的前后壁组成上端开口的隔热间，热气流室17内部的中空传动轴11位于隔热间内，每个隔热间的上端相联通一根中空轴气流通道23。所述中空传动轴11位于烘干室20后端的热气流室17内部的部分，其两侧及下端也均设置有隔热板8，三个方位的隔热板8及热气流室17的前后壁组成上端开口的隔热间，热气流室17内部的中空传动轴11位于隔热间内；所述烘干室20后端的热气流室17的上端设置有排放气体混合室25；所述排放气体混合室25的向下分支成气流室排放通道26和一个以上中空轴气流排放通道27；所述气流室排放通道26与热气流室17联通，所述中空轴气流排放通道27通过中空传动轴11上的热气体进出孔7与中空轴内部联通；所述气流室排放通道26和中空轴气流排放通道27上也均设置有调节阀24。所述排放气体混合室25的上端连接排风装置，所述热气流室17的内部压力小于外部压力；所述排风装置的出风口有回风管道，所述回风管道分为两个支路管道，一条支路管道为循环管道，连接在热气流混合室21上，另一条支路管道为排风管道连接过滤装置或热风回收装置；所述循环管道及排风管道上均设置有调节阀24。所述热气流室17的前后两端的外侧的中空传动轴11上设置有密封装置6；所述齿轮箱4和烘干室20之间还设置有热气体阻流板5；所述热气流室17的外层壳体上还设置有保温层；所述烘干室20为上方中间开口的敞口结构。

使用时，首先热气体通过热气体进口12进入热气流混合室21，热气流混合室21分别经过热气流室通道22和中空轴气流通道23进入烘干室20及中空传动轴11；其次打开电机1，启动转动中空传动轴11，然后将湿脱硫石膏从进料口13进到搅拌烘干装置内，在中空传动轴搅拌下，湿脱硫石膏被打散后向两边壳体运动，同时由于空心叶片与搅拌轴成一定角度，对物料具有向前推动作用，从而使物料由进料口向出料口运动，在此运动过程中热中空壳体、叶片与湿脱硫石膏进行热交换，湿脱硫石膏在烘干室内通过烘干室20内壁、中空传动轴11及传动叶片9的加热，一定时间后，湿脱硫石膏通过出料口14出料。

另外，热气体在热气流室17、中空传动轴11及传动叶片9流经过程中，损失一部分热量，在烘干室的后端分别通过气流室排放通道26和中空轴气流排放通道27后进入排放气体混合室25，排放出来的气体一部分连接过滤装置或热风回收装置，另一部分连接在热气流混合室21上，当热气流混合室21内的热气体进气温度较高时，通过调节循环管道上的调节阀24来调节热气流混合室21内的温度。

实施例2

在实施例1的基础上，所述传动叶片9在中空传动轴11上呈螺旋型结构，每相邻两个中空传动轴11上的传动叶片9在同一位置相互交叉设置，由于相邻的传动叶片9的交叉设置，可以更好地粉碎湿脱硫石膏。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。