磷石膏破碎干燥制粉生产线的制作方法

本发明涉及磷石膏加工设备领域，特别涉及一种磷石膏破碎干燥制粉生产线。

背景技术：

磷酸一铵是一种很好的阻燃、灭火剂，广泛用于木材、纸张、织物的阻燃，同时也用作纤维加工和染料工业的分散剂、搪瓷用釉剂、防火涂料的配合剂、干粉灭火剂，医药和印刷工业等也有使用。按制造工艺分有湿法产磷酸一铵和热法产磷酸一铵，随着国家和各级部门对能源使用的严格控制，湿法磷酸由于其生产能耗低于热法磷酸，产品指标能满足多方面要求，在一些领域湿法磷酸已基本取代热法磷酸，其市场份额在90%以上。

湿法磷酸生产过程中主要副产物是磷石膏，当前世界湿法磷酸年总产量约2.6亿吨(以p2o5计)，副产物磷石膏约1.5亿吨，利用率仅4.3%-4.6%。预计中国到2020年磷肥(p2o5)需求量将达1.3亿吨，届时磷石膏年排放量将超过2000万吨，而目前利用率仅为2%-3%。大多数相关生产企业都选择将磷石膏直接排放，不仅占用大量土地，而且会产生环境污染。造成这种现象的主要原因之一是市场上缺乏专业加工磷石膏的设备，企业若用其他生产线替代，生产效率过低，利润空间不大，生产动力不足。

例如，用磷石膏生产建筑石膏是目前磷石膏应用中较为成熟的方法，将磷石膏净化处理，除去其中的磷酸盐、氟化物、有机物和可溶性盐，使其符合建筑材料的要求。净化后的磷石膏经干燥、煅烧脱去游离水和结晶水，再经陈化即可制成半水石膏(即建筑石膏)。但长期堆放后的磷石膏通常会产生大量的结块，这些结块体积大，内部水分不易蒸发，干燥时常常会在回转窑内堆积造成堵塞，严重影响磷石膏加工效率。

此外，磷石膏烘干过程中，回转窑产生的高温物料往往需冷却到一定温度，方可进行输送、贮存和进行下一步处理。目前常规的做法是在回转窑的末端加装冷却机，通过冷却机将物料上的热量带走。但冷却机工作过程中会消耗大量的电能，设备运行成本较高，而且机器长期运转故障率会不断攀升，生产线无法连续稳定运行。

技术实现要素：

本发明的目的是根据上述问题，提供一种磷石膏破碎干燥制粉生产线，在回转窑内设置防堵料装置避免堵塞，在回转窑冷却带设置水冷结构替代冷却机对物料进行降温，并改进炒制炉的结构提高生产线加工磷石膏的效率，降低生产成本，提高磷石膏的利用率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：磷石膏破碎干燥制粉生产线，包括回转窑、破碎机、炒制炉和球磨机，磷石膏湿基在回转窑中烘干脱水后被送入破碎机进行破碎，然后再经过炒制炉煅烧和球磨机粉磨制得成品石膏粉，所述回转窑安装在窑头罩与窑尾烟室之间，回转窑从窑头罩到窑尾烟室依次为预热带、过渡带、烧成带和冷却带，所述的回转窑为防堵料磷石膏高温回转窑，回转窑的冷却带设有水冷结构，所述的炒制炉为鼓风型磷石膏粉炒制炉。

优选的，所述防堵料磷石膏高温回转窑的预热带、过渡带和烧成带内壁上设有圆柱螺旋线形的导流片，回转窑内设有防堵螺旋，所述防堵螺旋的中心轴线与回转窑的中心轴线共线，防堵螺旋的高位端通过第一支撑杆设在窑头罩出料口中心处，防堵螺旋的低位端通过第二支撑杆设在窑尾烟室进料口中心处。

优选的，所述的窑头罩出料口处设有电机，所述电机通过第一支撑杆固定在窑头罩出料口的中心处，防堵螺旋的高位端与电机转轴固定相连，防堵螺旋的低位端通过第二支撑杆可旋转地设在窑尾烟室进料口中心处。

优选的，所述防堵料磷石膏高温回转窑的冷却带内壁上设有圆柱螺旋线形的冷却水管道，冷却水从靠近窑尾烟室的一端流入管道。将冷却设备与回转窑设为一体，整个生产线具有很好的连贯性，极大地提高了磷石膏的加工速度，降低加工成本。

优选的，所述防堵螺旋的螺圈直径为回转窑内圈直径的35-50%，导流片的宽度为回转窑内圈半径的15-25%，所述冷却水管道的剖面为矩形，冷却水管道包括侧向壁和螺旋内壁，所述螺旋内壁到回转窑内壁的距离与导流片的宽度相同。可以根据磷石膏结块量和含水率的不同，设置不同粗细的防堵螺旋和不同宽度的导流片来调整物料在回转窑内的堆积量，在干燥效果和干燥速度之间取得一个较好的平衡。

优选的，所述回转窑的倾斜角为3-4.5度，导流片的升角为10-20度，冷却水管道的升角与导流片的升角相同。当回转窑转动时物料沿着导流片或冷却水管道向前流动，由于导流片和冷却水管道的升角较大，物料前进的速度更快，加工效率更高。

优选的，所述的烧成带与冷却带之间设有氧化铝材质的隔热环，避免温度骤变对窑体造成影响，延长检修周期，增加设备使用寿命。

优选的，所述的隔热环外设有散热环，一方面能加固烧成带与冷却带之间连接结构，另一方面可以增大隔热环的散热面积，及时将连接处蓄积的热量从窑壁散失，减少热量流入冷却带。

优选的，所述的鼓风型磷石膏粉炒制炉包括壳体、炒制热管和隔板，所述壳体的顶部设有给料口和排气口，壳体的侧壁上设有出料口和热气流回流口，所述隔板安装在壳体内的下部，隔板上设有鼓风口，鼓风口上设有风帽，从鼓风口喷出的热流会在壳体内形成稳定的上升气流，使磷石膏分层悬浮在壳体内不会掉落到隔板上。炒制热管相互平行地安装在隔板的上方，所述炒制热管的高度位于隔板和出料口之间，隔板的高度位于炒制热管与热气流回流口之间，炒制热管的入口连接高温热气流源，炒制热管的出口通过回流气管与热气流回流口连通。

优选的，上下相邻两层炒制热管内高温热气流的流向相反，保证壳体内同一水平面上的温度相同，便于将不同含水量的磷石膏均匀分隔在不同高度。

本发明的有益效果为：

（1）回转窑内设有导流片，当物料在导流片之间的凹槽内流动时，回转窑上的热量会从三个方向传递给物料，导流片增加了物料与回转窑的接触面积，提高了烘干速度；

（2）在回转窑内设置防堵螺旋，通过防堵螺旋可以将蓄积在导流片上方的物料刮下来，避免磷石膏将回转窑完全堵死；

（3）防堵螺旋安装在电机上与回转窑反方向转动，这样能提高防堵螺旋相对于回转窑的转动速度，进一步提高防堵螺旋的疏通能力和送料速度；

（4）设置冷却水管道代替冷却机对高温的物料迅速降温，以便于对物料进行输送、贮存和进行下一步处理，不使用大功率的制冷设备，电能消耗少，使用成本低；

（5）用纯机械结构的水冷管道代替依靠电机运行的冷却机，故障率低，设备能长时间稳定运行；

（6）冷却水管道为贴在回转窑内壁上的圆柱螺旋线形装置，物料在冷却水管道之间的凹槽内流动时，物料上的热量同样会从三个方向向外传递，冷却速度快；

（7）设置导流片、防堵螺旋和水冷结构后极大地提高了回转窑干燥磷石膏的速度，降低加工成本和能源消耗，提高企业效益，提高了磷石膏利用率，减少环境污染；

（8）刚进入炒制炉内的石膏水分含量比较大，会漂浮在炒制炉的中下层被热风干燥，水分含量较少的石膏粉质量较轻，而且热流动性好，漂浮于炒制炉壳体内的上部从出料口排出，产品质量均匀；

（9）高温热气流通过炒制热管对物料进行煅烧，磷石膏不会直接与热源接触，避免引入其他杂质污染产品；

（10）高温热气流从炒制热管内流出后经热气流回流口进入壳体内，充分利用热气流剩余的热量，提高能量利用率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明窑头罩的正视图；

图3为本发明窑尾烟室的正视图；

图4为本发明导流片的结构示意图；

图5为本发明冷却水管道的结构示意图；

图6为本发明隔热环处的剖视图；

图7为本发明炒制炉的结构示意图；

图8为本发明炒制炉的结构透视图；

图9为本发明风帽的安装位置示意图；

图10为本发明炒制热管的结构示意图；

图中：1-窑头罩，1.1-窑头罩出料口，1.2-第一支撑杆，2-窑尾烟室，2.1-窑尾烟室进料口，2.2-第二支撑杆，2.3-轴承，3-回转窑，3.1-预热带，3.2-过渡带，3.3-烧成带，3.4-冷却带，4-防堵螺旋，5-隔热环，6-冷却水管道，6.1-侧向壁，6.2-螺旋内壁，7-导流片，8-电机，9-散热环，10-壳体，11-炒制热管，11.1-散热换片，12-隔板，12.1-鼓风口，12.2-风帽，13-给料口，14-排气口，15-出料口，16-热气流回流口。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图7所示，磷石膏破碎干燥制粉生产线，包括回转窑3、破碎机、炒制炉和球磨机，磷石膏湿基在回转窑3中烘干脱水后被送入破碎机进行破碎，然后再经过炒制炉煅烧和球磨机粉磨制得成品石膏粉，所述回转窑3安装在窑头罩1与窑尾烟室2之间，回转窑3从窑头罩1到窑尾烟室3依次为预热带3.1、过渡带3.2、烧成带3.3和冷却带3.4。

作为改进，如图1所示，将所述的回转窑3设置为防堵料磷石膏高温回转窑。所述的防堵料磷石膏高温回转窑的预热带3.1、过渡带3.2和烧成带3.3内壁上设有圆柱螺旋线形的导流片7（如图4），当物料在导流片7之间的凹槽内流动时，回转窑3上的热量会从三个方向传递给物料，导流片7增加了物料与回转窑3的接触面积，提高了烘干速度。在回转窑3内设有防堵螺旋4，所述防堵螺旋4可以为绞龙结构，防堵螺旋4的中心轴线与回转窑3的中心轴线共线，防堵螺旋4的高位端通过第一支撑杆1.2设在窑头罩出料口1.1中心处，防堵螺旋4的低位端通过第二支撑杆2.2设在窑尾烟室进料口2.1中心处，通过防堵螺旋4可以将蓄积在导流片7上方的物料刮下来，避免磷石膏将回转窑3完全堵死。

如图2所示，所述的窑头罩出料口1.1处设有电机8，所述电机8通过第一支撑杆1.2固定在窑头罩出料口1.1的中心处，防堵螺旋4的高位端与电机8转轴固定相连，防堵螺旋4的低位端通过第二支撑杆2.2可旋转地设在窑尾烟室进料口2.1中心处。设备运转时，防堵螺旋4与回转窑3反方向转动，这样能提高防堵螺旋4相对于回转窑3的转动速度，进一步提高防堵螺旋4的疏通能力和送料速度。作为进一步改进，如图3所示，所述防堵螺旋4的低位端通过轴承2.3与第二支撑杆2.2连接，轴承2.3的座圈与第二支撑杆2.2固定相连，轴承2.3的轴圈与防堵螺旋4固定连接。

如图5所示，上述防堵料磷石膏高温回转窑的冷却带3.4内壁上设有圆柱螺旋线形的冷却水管道6，冷却水从靠近窑尾烟室2的一端流入管道。用纯机械结构的水冷管道6代替依靠电机运行的冷却机，故障率低，设备能长时间稳定运行。而且不使用大功率的制冷设备，电能消耗少，使用成本低。

所述防堵螺旋4的螺圈直径为回转窑3内圈直径的35-50%，导流片7的宽度为回转窑3内圈半径的15-25%，所述冷却水管道6的剖面为矩形，冷却水管道6包括侧向壁6.1和螺旋内壁6.2，所述螺旋内壁6.2到回转窑3内壁的距离与导流片7的宽度相同。可以根据磷石膏结块量和含水率的不同，设置不同粗细的防堵螺旋4和不同宽度的导流片7来调整物料在回转窑3内的堆积量，在干燥效果和干燥速度之间取得一个较好的平衡。

作为优选的，所述回转窑3的倾斜角为3-4.5度，导流片7的升角为10-20度，冷却水管道6的升角与导流片7的升角相同。当回转窑3转动时物料沿着导流片7或冷却水管道6向前流动，由于导流片7和冷却水管道6的升角较大，物料传送速度更快。

为避免温度骤变对窑体造成影响，延长检修周期，增加设备使用寿命，如图6所示，在烧成带3.3与冷却带3.4之间设有氧化铝材质的隔热环5，所述隔热环5外还设有散热环9。

作为改进，将所述的炒制炉设置为鼓风型磷石膏粉炒制炉。如图7和图8所示，该鼓风型磷石膏粉炒制炉包括壳体10、炒制热管11和隔板12，所述壳体10的顶部设有给料口13和排气口14，排气口14与除尘装置连接。壳体10的侧壁上设有出料口15和热气流回流口16，所述隔板12安装在壳体10内的下部，隔板12上设有鼓风口12.1，鼓风口12.1上设有风帽12.2（如图9），从鼓风口12.1喷出的热流会在壳体10内形成稳定的上升气流，使磷石膏分层悬浮在壳体10内不会掉落到隔板12上。

炒制热管11相互平行地安装在隔板12的上方，炒制热管11上设有散热环片11.1（如图10），可以有效增大物料与炒制热管11接触的热交换面积，提高炒制效率。上述炒制热管11的高度位于隔板12和出料口15之间，隔板12的高度位于炒制热管11与热气流回流口16之间，炒制热管11的入口连接高温热气流源，炒制热管11的出口通过回流气管与热气流回流口16连通。高温热气流从炒制热管11内流出后经热气流回流口16进入壳体10内，充分利用热气流剩余的热量，提高能量利用率。

为保证壳体1内同一水平面上的温度相同，便于将不同含水量的磷石膏均匀分隔在不同高度，上下相邻两层炒制热管11内高温热气流的流向相反。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。