工业副产石膏还原设备的制作方法

本发明涉及石膏生产设备技术领域，具体涉及一种工业副产石膏特别是磷石膏的还原设备。

背景技术：

石膏是一种化学成分为含有结晶水的硫酸钙，在日常生活中，石膏分为天然石膏和化工石膏，天然石膏是含有两个结晶水的矿物质，化工石膏是生产化肥及其他化工原料时产生的废料，随着燃煤锅炉对排放要求的提高，其中脱硫工艺产生的副产品称为脱硫石膏；生产化肥及其他磷化物所产生的废料石膏因为含有氧化磷而被称为磷石膏，石膏在建筑材料上的应用大多是将含有两个结晶水的生石膏煅烧成含有半个结晶水的石膏，俗称半水石膏；在二水石膏的煅烧过程中，将石膏加热到130℃-230℃，使得石膏中含有自由水分和结晶水析出，变成半水石膏，以便应用于建筑领域；而当温度超过230℃，半水石膏就会转化成无水石膏，无水石膏是不能在建筑领域使用的。

目前，在利用二水石膏烘干生产半水石膏时，通常采用石膏烘干机对二水石膏进行烘干，其原理是将磷石膏输送到烘干机内，在烘干机端部配置喷火炉，利用喷火炉喷出的火焰产生高温气流，将磷石膏加热烘干，从而到达石膏结构转换的目的，但是，由于烘干机长度较长，而喷火炉位于烘干机的一端，这就造成烘干机不同区域温度不同，靠近喷火炉的一端温度较高，远离喷火炉的一端温度较低，为使烘干效果好，烘干机的转筒通常是内外套筒形式，石膏在内外筒间运输，烘干机的靠近喷火炉的一侧区间高于230⁰c的部位设置无水石膏出口，在远离喷火炉的适当位置，其温度区间为130⁰c-230⁰c的位置设置半水石膏的出口，目前，生产出的半水石膏可作为建筑材料使用，但是，生产出的无水石膏通常只能存储另做他用。而在实际生产时，由于温度控制难度较大，会有大量的无水石膏产出，严重影响半水石膏的生产效率及产量。

技术实现要素：

综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种工业副产石膏还原设备，它是将石膏烘干机生产的无水石膏及半水石膏混合均匀，同时向无水石膏及半水石膏输送水蒸气，利用半水石膏的水分及水蒸气将无水石膏还原成半水石膏，从而提高工业副产石膏转化为半水石膏的转化率，提高石膏烘干机生产半水石膏的生产效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种工业副产石膏还原设备，其中：该还原设备应用于工业副产石膏还原方法，所述的工业副产石膏还原方法为：将无水石膏及半水石膏输送进还原设备的密闭滚筒内，同时向密闭滚筒内输送水蒸气，在20~50kpa的压力条件下，将无水石膏、半水石膏及水蒸气在密闭滚筒内混合搅拌均匀，利用半水石膏的水分及水蒸气将无水石膏还原成半水石膏，所述的还原设备包括窑头、窑尾、滚筒、进料装置、出料口、尾部进气管、动力传动装置及支撑装置，所述的支撑装置支撑窑头及窑尾，动力传动装置驱动滚筒相对窑头及窑尾转动，所述的窑尾外侧设置出料口及尾部进气管，所述的出料口上设置有出料门，所述的出料门的上端与出料口上端铰接，出料门的下端设置有配重块，尾部进气管通过蒸汽输送泵连通蒸汽源，所述的窑头上设置进料装置，所述的滚筒内设置有湿度传感器及压力传感器，所述的进料装置包括与窑头内腔连通的输料管，输料管的进料口上设置有进料斗，所述的进料斗上端开口连接石膏烘干机的半水石膏出口及无水石膏出口，所述的进料斗的下端开口上设置有压力门，所述的压力门的一侧与进料斗铰接，另一侧与进料斗通过压力弹簧连接。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的窑头上设置有头部进气管，头部进气管通过管道连通蒸汽输送泵。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的进料装置包括上料斗、上压力门、下料斗、下压力门及输料管，所述的上料斗上端开口连接石膏烘干机的半水石膏出口及无水石膏出口，上料斗下部固定连接在下料斗的上部，上料斗下端开口位于下料斗内，且上料斗下端开口上设置有上压力门，上压力门一端与上料斗铰接，上压力门的另一端与上料斗通过上弹簧连接，所述的下料斗的下部与进料管的上部固定连接，下料斗的下端开口位于输料管内，且下料斗的下端开口上设置有下压力门，下压力门一侧与下料斗铰接，下压力门的另一侧与下料斗通过下弹簧连接，所述的输料管另一端连通窑头内腔，下弹簧的拉力大于上弹簧的拉力。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的出料口设置在窑尾的底部，出料口上连接有气动卸料阀，所述的气动卸料阀包括上接斗、上阀体、上气缸、上封口板、缓冲料斗、下阀体、下气缸及下封口板，上接斗的上端与出料口连通，上接斗的下端连接上阀体的进口，上阀体的出口连接缓冲料斗的进口，缓冲料斗的出口连接下阀体的进口，上阀体内设置有上气缸，上气缸的伸缩杆上设置有上封口板，上封口板与上阀体的进口对应，下阀体内设置有下气缸，下气缸的伸缩杆上设置有下封口板，下封口板与下阀体的进口对应。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的蒸汽输送泵采用的气泵电机为变频电机。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的动力传动装置包括大齿轮、电机、减速器、主动齿轮、托辊及托环、大齿轮设置在滚筒外圆周上，大齿轮与主动齿轮相互啮合，主动齿轮连接在减速器的输出轴上，减速器的输入轴连接电机的输出轴，所述的滚筒的外圆周上设置有多个托环，多个托环对称分布在大齿轮两侧，托辊支撑托环。

本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的滚筒内壁上设置有沿滚筒长度方向螺旋布置的扬料板。

本发明的有益效果为：

1、本发明是将石膏烘干机生产的无水石膏及半水石膏混合均匀，同时向无水石膏及半水石膏输送水蒸气，利用半水石膏的水分及水蒸气将无水石膏还原成半水石膏，从而有效的解决现有的石膏烘干机的无水石膏产品多的问题，有效的提高工业副产石膏转化为半水石膏的转化率，提高石膏烘干机生产半水石膏的生产效率。

2、本发明的还原设备是通过窑尾设置的尾部进气管向滚筒内输送水蒸气；通过进料装置的进料斗下的压力门将滚筒进料斗密闭，通过窑尾设置的出料口的出料门将出料口封闭，实现滚筒内腔空间的密闭，通过滚筒内设置的压力传感器及湿度传感器实时监控滚筒内的压力及湿度，根据滚筒内的压力及湿度调整蒸汽输送泵的气泵电机的转速，使滚筒内的压力恒定保持在20~50kpa范围内，在该压力条件下滚筒内的无水石膏、半水石膏及水蒸气充分混合搅拌，实现无水石膏的还原。

3、本发明的进料装置还可以设计成上、下双压力门的结构形式，同时本发明的窑尾的出料口上设置气动卸灰阀，气动卸灰阀采用上下布置的双气缸的结构形式，双压力门及气动卸灰阀的设置，能够增强滚筒内腔的气密性，保证滚筒内腔的密闭效果，将滚筒内腔与外界空气隔绝，保证滚筒内腔压力的稳定。

4、本发明的还原工业副产石膏的还原方法构思新颖、工艺简单，本发明的还原设备结构简单、使用方便、还原效果好。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的又一种结构示意图；

图3为本发明的图2的中的气动卸料阀的结构示意图。

1-窑头、2-窑尾、3-滚筒、4-出料口、5-尾部进气管、6-支撑装置、7-出料门、8-配重块、9-蒸汽输送泵、10-蒸汽源，11-湿度传感器、12-压力传感器、13-输料管、14-进料斗、15-压力门、16-压力弹簧、17-头部进气管、18-上料斗、19-上压力门、20-下料斗、21-下压力门、22-上弹簧、23-下弹簧、24-气动卸料阀、25-动力传动装置、241-上接斗、242-上阀体、243-上气缸、244-上封口板、245-缓冲料斗、246-下阀体、247-下气缸、248-下封口板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例一

如图1所示，一种工业副产石膏还原设备，该还原设备应用于工业副产石膏还原方法，所述的工业副产石膏还原方法为：将无水石膏及半水石膏输送进还原设备的密闭滚筒3内，同时向密闭滚筒3内输送水蒸气，在20~50kpa的压力条件下，将无水石膏、半水石膏及水蒸气在密闭滚筒3内混合搅拌均匀，利用半水石膏的水分及水蒸气将无水石膏还原成半水石膏，该还原设备包括窑头1、窑尾2、滚筒3、进料装置、出料口4、尾部进气管5、动力传动装置25及支撑装置6，所述的支撑装置6支撑窑头1及窑尾2，动力传动装置25驱动滚筒3相对窑头1及窑尾2转动，滚筒3内壁上设置有沿滚筒3长度方向螺旋布置的扬料板31，所述的窑尾2外侧设置出料口4及尾部进气管5，所述的出料口4上设置有出料门7，所述的出料门7的上端与出料口4上端铰接，出料门7的下端设置有配重块8，尾部进气管5通过蒸汽输送泵9连通蒸汽源10，所述的窑头1上设置进料装置，所述的滚筒3内设置有湿度传感器11及压力传感器12，所述的进料装置包括与窑头1内腔连通的输料管13，输料管13的进料口上设置有进料斗14，所述的进料斗14上端开口连接石膏烘干机的半水石膏出口及无水石膏出口，所述的进料斗14的下端开口上设置有压力门15，所述的压力门15的一侧与进料斗14铰接，另一侧与进料斗14通过压力弹簧16连接。支撑装置6为支撑窑头1及窑尾2的支架。蒸汽输送泵9采用的气泵电机为变频电机。所述的动力传动装置25包括大齿轮、电机、减速器、主动齿轮、托辊及托环、大齿轮设置在滚筒3外圆周上，大齿轮与主动齿轮相互啮合，主动齿轮连接在减速器的输出轴上，减速器的输入轴连接电机的输出轴，所述的滚筒3的外圆周上设置有两个托环，两个个托环对称分布在大齿轮两侧，托辊支撑托环。

使用时，电机及减速器驱动主动齿轮转动，主动齿轮带动滚筒3转动，无水石膏从石膏烘干机的无水石膏出口排出，半水石膏从石膏烘干机的半水石膏出口排出，无水石膏及半水石膏进入进料斗14，当进料斗14内的石膏的重量克服压力弹簧16的拉力时，压力门15打开，无水石膏与半水石膏沿输料管13进入窑头1内腔，进一步进入滚筒3内，蒸汽源10内的水蒸气经蒸汽输送泵9加压后从尾部进气管5进入滚筒3内，进入滚筒3内的无水石膏与半水石膏的混合物由窑头1向窑尾2运送，水蒸气在滚筒3内由窑尾2向窑头1内运送，混合石膏与水蒸气相遇融合，混合石膏吸收水蒸气中的水分，使无水石膏还原成半水石膏，同时半水石膏与无水石膏混合过程中，半水石膏中的水分也能够将无水石膏还原成半水石膏。

在滚筒3滚动过程中，滚筒3内壁上设置的螺旋分布扬料板31携带混合石膏升高，到达高位后在重力作用下，混合石膏下落，与进入滚筒3内的水蒸气充分混合，有利于水分的吸收。加速混合石膏中的无水石膏还原成半水石膏。

当滚筒3内的混合石膏滚动运输至窑尾2部位时，由于在配重块8的重力作用下出料口4被出料门7关闭，混合石膏在出料口4处不断堆积，当出料口4处的混合石膏的挤压力大于配重块8的重力时，混合石膏推动出料门7打开，混合石膏从出料口4排出，此时排出的混合石膏大部分的无水石膏已经被还原成半水石膏，半水石膏的含量很高。

本发明的滚筒3内设置压力传感器12及湿度传感器11，压力传感器12实时监控滚筒3内压力，湿度传感器11实时监控滚筒3内的湿度，当滚筒3内压力较低时或/和滚筒3内的湿度较低时，压力传感器12或/和湿度传感器11发送信号，控制蒸汽输送泵9的气泵电机提高转速，加速向滚筒3内输送水蒸气，当滚筒3内压力较高或/和滚筒3内的湿度较大时，压力传感器12或/和湿度传感器11发送信号，使气泵电机降低转速，减少向滚筒3内输送水蒸气。从而保证滚筒3内的压力及湿度始终在正常合理范围内。

本发明的进料斗14下端开口设置压力门15，只要当进料斗14内的物料的重量大于压力弹簧16的拉力时，压力门15才会打开进料，而进料后进料斗14内的物料重量必然降低，在压力弹簧16作用下，压力门15迅速闭合，将输料管13的进料口封闭。本发明的窑尾2设置的出料口4上设置出料门7，只要当混合石膏的挤压力克服配重块8的重力时，出料口4才能打开排料，排料之后，在配重块8的重力作用下，出料门7重新闭合，将出料口4封闭，压力门15及出料门7的设置，保证滚筒3内腔的密闭性，保证滚筒3内压力稳定。

实施例二

如图2、图3所示，重复实施例一，有以下不同点：所述的窑头1上设置有头部进气管17，头部进气管17通过管道连通蒸汽输送泵9。进料装置包括上料斗18、上压力门19、下料斗20、下压力门21及输料管13，所述的上料斗18上端开口连接石膏烘干机的半水石膏出口及无水石膏出口，上料斗18下部固定连接在下料斗20的上部，上料斗18下端开口位于下料斗20内，且上料斗18下端开口上设置有上压力门19，上压力门19一端与上料斗18铰接，上压力门19的另一端与上料斗18通过上弹簧22连接，所述的下料斗20的下部与输料管13的上部固定连接，下料斗20的下端开口位于输料管13内，且下料斗20的下端开口上设置有下压力门21，下压力门21一侧与下料斗20铰接，下压力门21的另一侧与下料斗20通过下弹簧23连接，所述的下弹簧23的拉力大于上弹簧22的拉力，所述的输料管13另一端连通窑头1内腔。

所述的出料口4设置在窑尾2的底部，出料口4上连接有气动卸料阀24，气动卸料阀24包括上接斗241、上阀体242、上气缸243、上封口板244、缓冲料斗245、下阀体246、下气缸247及下封口板248，上接斗241的上端与出料口4连通，上接斗241的下端连接上阀体242的进口，上阀体242的出口连接缓冲料斗245的进口，缓冲料斗245的出口连接下阀体246的进口，上阀体242内设置有上气缸243，上气缸243的伸缩杆上设置有上封口板244，上封口板244与上阀体242的进口对应，下阀体246内设置有下气缸247，下气缸247的伸缩杆上设置有下封口板248，下封口板248与下阀体246的进口对应。

本实施例在窑头1设置头部进气管17，头部进气管17连通蒸汽输送泵9，蒸汽源10提供的水蒸气从窑头1及窑尾2同时向滚筒3内输送水蒸气，从而使滚筒3内水蒸气分布更加均匀，更加有利于无水石膏及半水石膏与水蒸气的混合，有利于无水石膏还原成半水石膏。

本实施例的进料装置设置双料斗结构，从石膏烘干机排出的无水石膏及半水石膏先进入上料斗18，在上料斗18内存积，当其重量克服上弹簧22的拉力时，上压力门19打开，混合石膏落入下料斗20内，在下料斗20内存积，当下料斗20内的混合石膏的重量克服下弹簧23的拉力时，下压力门21才会打开，通过输料管13向滚筒3内输送混合石膏。由于下弹簧23的拉力大于上弹簧22的拉力，因此，克服下弹簧23所需的重力大于克服上弹簧22所需的重力，因此，下料斗20内始终存积有混合石膏，利用下料斗20的缓冲，将输料管13的管口密闭。其密闭效果要优于实施例一。

本实施例的出料口4设置在窑尾2的底部，出料口4上设置气动卸料阀24，该气动卸料阀24为双气缸结构，滚筒3内还原后的石膏先在上接斗241内存积，当需要排料时，启动上气缸243及下气缸247，上气缸243的伸缩杆回缩，下气缸247的伸缩杆伸出，从而使上封口板244动作，使上接斗241与上阀体242及缓冲料斗245连通，下气缸247的伸缩杆伸出，使下封口板248动作，将缓冲料斗245出口密封，排出的物料从上接斗241经上阀体242进入缓冲料斗245暂存。然后再次启动上气缸243及下气缸247，使上气缸243的伸缩杆伸出，上封口板244将上接头的下端口密封，下气缸247的伸缩杆回缩，下封口板248打开，从而打开下阀体246的出口，暂存在缓冲料斗245内的物料经下阀体246的出口排出。如此循环往复，上气缸243及下气缸247交替伸缩，始终保持出料管密封，其密闭效果优于实施例一。

要说明的是，上述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。