工业副产高强石膏旋转蒸养窑的制作方法
【专利摘要】本工业副产高强石膏旋转蒸养窑包括窑体、机架、换热管、中心管、供热室、动力传动装置、进料端、出料端、尾气收集装置，窑体配装在机架上，窑体的前端设置进料端、后端设置出料端，窑体内配装换热管和中心管，换热管与中心管相通，供热室配装在窑体的前端，供热室与中心管和换热管相通，动力传动装置与窑体配装，动力传动装置控制窑体在机架上旋转，尾气收集装置配装在窑体的后端，尾气收集装置与换热管和中心管相通。本实用新型通过变静态蒸养为动态蒸养，本实用新型充分利用热能，降低能耗，减少了工艺步骤和设备数量，缩短了生产时间，降低了生产成本；无外界高温蒸汽或水溶液参与换热和反应，产品质量更稳定。
【专利说明】
工业副产高强石膏旋转蒸养窑
技术领域
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[0001]本实用新型涉及石膏加工设备领域，特别涉及一种工业副产高强石膏旋转蒸养窑。
技术背景:
[0002]α型高强石膏也被称为α型半水石膏，简称α石膏，因其高强度、高密度、高硬度、高流动度等诸多优势广泛应用于模具、精密铸造、高档建筑装饰材料等领域。目前，α石膏常用的制取设备主要包括卧式、立式蒸压法反应釜和液相法反应釜两类设备，该两类设备都是固定式设备。
[0003]卧式、立式蒸压法反应釜主要采用块状的天然石膏为原料，将原料装入釜内后通入饱和水蒸气蒸压7至12个小时，再烘干10至24小时制取α石膏，这种加工方式，产品生产周期长，能耗巨大。而且此类设备还不能直接应用于粉末状的天然石膏或脱硫石膏等工业副产石膏的加工生产。
[0004]国外对于用脱硫石膏采用蒸压法生产高强脱硫石膏时，首先要将脱硫石膏挤压成块状，然后再应用传统的蒸压法工艺;这种工艺不仅增加了压块一一再蒸压一一再粉碎的繁琐工艺环节，也进一步增加了能耗。
[0005]蒸压法作为生产高强石膏的传统方法成熟、可靠，但生产周期长、能耗高，其主要是针对蒸压法工艺加工天然石膏块状物料设计的，无法有效的应用于颗粒细小的工业副产石膏。我国天然石膏资源主要集中在中西部地区，开采成本高，破坏生态环境和浪费资源的现象严重。国家近些年已经开始限制天然石膏资源的无序开采，并已在山东、河北、湖北等传统石膏开采区关停一批不符合产业政策的矿点。因此可以说，未来天然石膏在石膏生产中所占的比重将越来越小。
[0006]液相法生产高强石膏，主要设备为反应釜，通常包括常压反应釜和带压反应釜两类。粉状石膏原料加入两类反应釜内的水溶液中，经外加剂的作用和加热结晶反应，可以生成α石膏，但因为需要和水溶液分离并烘干，就需要另设水分分离装置和烘干装置。整个过程需要保持恒定的温度防止半水石膏再次水化为二水石膏。这一工艺，设备投资大，过程复杂、流程冗长，产品质量不稳定，产品的能耗和单位成本是所有工艺方法中最高的。
[0007]液相法因其繁杂的工艺和设备，以及苛刻的运行要求导致该方法依然停留在实验阶段。即使偶有应用于工业化生产，也因产品质量稳定性差、成本高等原因最终被市场所淘汰，所以液相法现阶段还无法真正实现有竞争力的产业化应用。
【发明内容】
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[0008]有鉴于此，有必要提供一种能够克服上述现有技术的缺陷，且能够减少工艺步骤和设备数量、缩短生产时间、节能降耗、能量大的工业副产高强石膏旋转蒸养窑。本实用新型能够高效利用粉状石膏，尤其是工业副产石膏生产优质α高强石膏。
[0009]—种工业副产高强石膏旋转蒸养窑，包括窑体、机架、换热管、中心管、供热室、动力传动装置、进料端、出料端、尾气收集装置，窑体配装在机架上，窑体的前端设置进料端、后端设置出料端，窑体内配装换热管和中心管，换热管与中心管相通，供热室配装在窑体的前端，供热室与中心管和换热管相通，动力传动装置与窑体配装，动力传动装置控制窑体在机架上旋转，尾气收集装置配装在窑体的后端，尾气收集装置与换热管和中心管相通。
[0010]优选的，机架包括前机架和后机架，前机架配装在窑体的前端，后机架配装在窑体的后端。
[0011 ] 优选的，进料端的端面配装进口法兰封头，出料端的端面配装出口法兰封头。
[0012]优选的，换热管包括横向换热管和纵向换热管，窑体内壁轴向固定有不少于两条的横向换热管，窑体内壁径向固定一圈纵向换热管，纵向换热管与横向换热管相贯通，中心管的后端通过后烟气通道与横向换热管连接并相通，横向换热管后端与尾气收集装置联通，供热室通过前烟道与中心管的前端连接并相通。
[0013]优选的，横向换热管为横截面为三角形的换热管，且三角形的顶角朝向窑体的中心。
[0014]优选的，横向换热管为横截面为弓形的换热管。
[0015]采用本实用新型进行生产作业时，首先开启动力传动装置，动力传动装置是窑体在机架上匀速旋转，然后开启向供热室提供热源的热源供热系统，同时将工业副产石膏从打开的进料端加入窑体内，窑体的旋转会将物料导入换热管处，物料开始受热升温，直至达到设计加料量后，停止加料，关闭进料端和出料端，此时窑体内部形成密闭环境，随着供热室的不断加热，窑体转动的同时，热量通过换热管持续对窑体内物料进行搅拌和加热，使物料均匀受热升温，在升温的过程中游离水不断蒸发，当窑体内温度继续升高，石膏物料开始脱去分子中所含的部分结晶水，石膏物料中蒸发出的游离水和结晶水所形成的水蒸气逐渐使窑体内形成一定压力，并随着蒸发出的水蒸气的量不断增加，压力和温度也不断升高，当温度、压力升高到工艺预定值后，保持该温度、压力恒定，并继续均匀搅拌蒸压一段时间，直至石膏物料完全脱去游离水和3/2结晶水，变为半水石膏晶体，此时，脱水反应完成，开始逐渐泄压排出水蒸气，并在一定温度下对产品进行烘干，直至产品完全变为干燥的半水石膏后，打开出料端放出物料。至此，完成了石膏物料从原料到产品的转变。
[0016]如此，采用本实用新型，α石膏粉旋转结晶窑，集预烘干、蒸压结晶和产品烘干为一体，生产中，进料端、出口端保持密闭，整个设备在动力传动装置的带动下匀速旋转，带动窑体内的石膏物料均匀搅拌，物料与热源的热交换更充分。热量通过与供热室相连通的换热管持续对窑内石膏物料进行加热，换热管的设计既增加了物料与热源的接触面积，又通过换热管连同窑体的不停转动，如同扬料板一样不停地搅拌物料，增加了物料的换热频率，使物料受热更加均匀，热能利用率显著提高。蒸压结晶过程中该设备无需外界高温蒸汽或水溶液参与换热和反应，利用物料自身所含水分在密闭加热过程中形成稳定饱和水蒸汽环境，保证二水石膏充分结晶反应生成α型高强半水石膏。工艺过程从传统设备的静态蒸压变为动态旋转蒸压，石膏粉混合搅拌均匀、反应充分，包括预烘干、蒸压结晶、产品烘干在内，产品的生产时间缩短为3-4个小时。因未导入外界水源，需要烘干的游离水很少，能耗也大大降低。预烘干、蒸压结晶和产品烘干均在同一设备内完成，避免了过多工序的影响，保证了产品质量的优质、稳定。综上所述本实用新型的优点为:一、通过变静态为动态旋转结晶窑，加上换热管换热面积增加，采用多种技术手段充分利用热能，降低能耗;二、集预烘干、蒸压结晶、产品烘干为一体，减少了工艺步骤，减少了设备数量，缩短了生产时间，降低了生产成本;三、无外界高温蒸汽或水溶液参与换热和反应，防止半水石膏再次水化为二水石膏，产品质量更稳定。
【附图说明】
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[0017]图1为工业副产高强石膏旋转蒸养窑的结构示意简图。
[0018]图2为图1的A-A剖面图。
[0019]图3为图1的B-B剖面图。
[0020]图中:窑体10、中心管20、供热室30、动力传动装置40、进料端50、进口法兰封头51、出料端60、出口法兰封头61、尾气收集装置70、前机架80、后机架81、横向换热管90、纵向换热管91、后烟气通道92、前烟道93。
【具体实施方式】
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[0021]本实用新型提供了一种较佳的实施方式，请同时参阅图1、图2及图3，工业副产高强石膏旋转蒸养窑包括窑体10、机架、换热管、中心管20、供热室30、动力传动装置40、进料端50、出料端60、尾气收集装置70，窑体10配装在机架上，窑体10的前端设置进料端50、后端设置出料端60，窑体内配装换热管和中心管20，换热管与中心管20相通，供热室30配装在窑体10的前端，供热室30与中心管20和换热管相通，动力传动装置40与窑体10配装，动力传动装置40控制窑体10在机架上旋转，尾气收集装置70与换热管和中心管20相通。尾气收集装置70与供热室30和固定在所述窑体10内壁上的换热管相通，可将热源废气排出。
[0022]机架包括前机架80和后机架81，前机架80配装在窑体10的前端，后机架81配装在窑体10的后端。动力传动装置40可驱动窑体10在前机架80和后机架81上旋转。进料端50的端面配装进口法兰封头51，出料端60的端面配装出口法兰封头61。进口法兰封头51、出口法兰封头61和窑体10组成一密闭空间。所述进口法兰封头51连接在窑体10进料端50，打开进口法兰封头51，该窑体10端头为进料口；所述出口法兰封头61连接在窑体10上，打开出口法兰封头61，该窑体10端头为出料口 ；封闭所述进口法兰封头51和所述出口法兰封头61则所述窑体10为密闭的空间。
[0023]换热管包括横向换热管90和纵向换热管91，窑体10内壁轴向固定有不少于两条的横向换热管90，窑体10内壁径向固定一圈纵向换热管91，纵向换热管91与横向换热管90相贯通，中心管20的后端通过后烟气通道92与横向换热管90连接并相通，横向换热管90后端与尾气收集装置70联通，供热室30通过前烟道93与中心管20的前端连接并相通。横向换热管90为横截面为三角形的换热管，且三角形的顶角朝向窑体10的中心，或横向换热管90为横截面为弓形的换热管。换热管设计成三角形，并与供热室30、尾气收集装置70联通，横向换热管90和纵向换热管91的外表面与石膏物料接触，同时三角形角尖向窑体中心凸出，该横向换热管90、纵向换热管91以及中心管20可随窑体10不停旋转。
【主权项】
1.一种工业副产高强石膏旋转蒸养窑，其特征在于:工业副产高强石膏旋转蒸养窑包括窑体、机架、换热管、中心管、供热室、动力传动装置、进料端、出料端、尾气收集装置，窑体配装在机架上，窑体的前端设置进料端、后端设置出料端，窑体内配装换热管和中心管，换热管与中心管相通，供热室配装在窑体的前端，供热室与中心管和换热管相通，动力传动装置与窑体配装，动力传动装置控制窑体在机架上旋转，尾气收集装置配装在窑体的后端，尾气收集装置与换热管和中心管相通。2.如权利要求1所述的工业副产高强石膏旋转蒸养窑，其特征在于:机架包括前机架和后机架，前机架配装在窑体的前端，后机架配装在窑体的后端。3.如权利要求1所述的工业副产高强石膏旋转蒸养窑，其特征在于:进料端的端面配装进口法兰封头，出料端的端面配装出口法兰封头。4.如权利要求1或2或3所述的工业副产高强石膏旋转蒸养窑，其特征在于:换热管包括横向换热管和纵向换热管，窑体内壁轴向固定有不少于两条的横向换热管，窑体内壁径向固定一圈纵向换热管，纵向换热管与横向换热管相贯通，中心管的后端通过后烟气通道与横向换热管连接并相通，横向换热管后端与尾气收集装置联通，供热室通过前烟道与中心管的前端连接并相通。5.如权利要求4所述的工业副产高强石膏旋转蒸养窑，其特征在于:横向换热管为横截面为三角形的换热管，且三角形的顶角朝向窑体的中心。6.如权利要求4所述的工业副产高强石膏旋转蒸养窑，其特征在于:横向换热管为横截面为弓形的换热管。
【文档编号】C04B11/032GK205616798SQ201620330967
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】孔令彰
【申请人】孔令彰