一种石膏煅烧系统和石膏煅烧方法与流程

本申请涉及但不限于石膏煅烧领域，特别是一种石膏煅烧系统和石膏煅烧方法。

背景技术：

在石膏的煅烧过程中，仅采用一步气流快速煅烧，煅烧的石膏粉物相不稳定，成型过程中凝结时间不易调整，产品强度较低。采用蒸汽回转窑的慢速煅烧，由于回转窑的有效换热面积较小(仅为设备换热面积的1/3～1/2)，故同样的产量设备较为庞大，且设备回转能耗较高。同时，由于脱硫石膏原料中含有一定量的游离水及cl^-，so4^2-等离子，在设备进料段，对管道腐蚀较为严重，从而影响设备使用寿命。并且，高温炉内脱硝效果差，而scr脱硝由于受到催化剂耐受温度的限制，不能处理温度过高的热烟气，否则会导致催化剂失活，脱硝效率降低，而单独引入冷风与热烟气结合，会额外增加石膏煅烧的成本。

技术实现要素：

为解决上述问题至少之一，本申请提供了一种石膏煅烧系统和石膏煅烧方法，采用该煅烧系统生产的石膏产品品质好，煅烧成本低、环保，且向外界排放的热量少。

本申请提供了一种石膏煅烧系统，石膏煅烧系统包括：

送料系统，用于提供脱硫石膏；

煅烧装置，包括一级煅烧装置和二级煅烧装置，所述一级煅烧装置用于烘干所述脱硫石膏，所述二级煅烧装置用于对经所述一级煅烧装置烘干的所述脱硫石膏进行煅烧；

改性机，用于粉磨经所述二级煅烧装置煅烧的熟石膏粉；

中间输送装置，用于在所述石膏煅烧系统的各装置之间输送脱硫石膏和熟石膏粉；

本申请还提供了一种石膏煅烧方法，石膏煅烧方法包括：

将脱硫石膏送入一级煅烧装置中进行烘干；

将所述一级煅烧装置烘干后的所述脱硫石膏送入二级煅烧装置中进行煅烧；

将所述二级煅烧装置煅烧后的熟石膏粉送入改性机中粉磨；

利用热源系统提供的热源介质、与来自所述一级煅烧装置和所述二级煅烧装置至少之一的回流烟气混合，为所述一级煅烧装置和所述二级煅烧装置提供所需的热量，且在所述热源介质与所述回流烟气的混合物进入所述一级煅烧装置前进行脱硝反应。

相比于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的石膏煅烧系统采用二步煅烧，原料在一级煅烧装置中烘干(脱除全部的游离水及少量结晶水)，在二级煅烧装置中，采用低温慢速煅烧，成品粉料物相组成较为均匀，品质较好。此外，本申请实施例中的脱硝反应器，通过将系统自身产生的低温烟气，与热源系统提供的热源介质混合，使进入脱硝反应器的混合物温度降低，且无需额外引入冷空气，降低了石膏煅烧的成本，并且，减少了系统自身向外界排放的烟气，避免了浪费，提高了系统自身对热量的利用效率，提高了石膏煅烧系统的环保性能。

本申请实施例提供的石膏煅烧方法，整体流程简单合理，通过两步煅烧可提高成品石膏粉料的品质，且利用煅烧过程中产生的低温烟气(回流烟气)与热源系统提供的热源介质混合，为脱硝操作提供合适的温度窗口，保证脱硝效率。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例所述的石膏煅烧系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所述的石膏煅烧方法的流程示意图。

图示说明：

101-生料斗，102-搅拌卸料器，103-皮带秤，104-皮带输送机，105-锁风卸料器，106-锤式打散机，107-风选器，108-分格轮，109-袋式收尘器，110-螺旋输送机，111-分格轮，112-回转筛，113-拉链机，114-斗式提升机，115-沸腾炉煅烧器，116-冷却器，117-拉链机，118-斗式提升机，119-球磨机，201-高温蝶阀，202-脱硝反应器，203-冷风阀，204-蝶阀，205-系统风机，206-蝶阀，207-蝶阀，208-脱硫塔，209-煅烧器引风机，210-蝶阀，211-蝶阀，212-换热器，213-蝶阀，214-蝶阀，215-蝶阀，216-蝶阀，217-蝶阀，701-热源，702-脱硝还原剂，703-冷空气，704-回风烟气，705-高压空气，706-收尘负压管，707-高压空气，708-收尘负压管，709-冷空气，710-冷空气出风，801-第一管路，802-第二管路，803-第三管路，804-第四管路，805-第五管路，806-第六管路，901-第一回流烟气管路，902-第二回流烟气管路。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

本申请实施例提供了一种石膏煅烧系统，包括：送料系统，用于提供脱硫石膏；煅烧装置，包括一级煅烧装置和二级煅烧装置，一级煅烧装置用于烘干脱硫石膏，二级煅烧装置用于对经一级煅烧装置烘干的脱硫石膏进行煅烧；改性机，用于粉磨经二级煅烧装置煅烧的熟石膏粉；中间输送装置，用于在石膏煅烧系统的各装置之间输送脱硫石膏和熟石膏粉；热源系统，提供热源介质，一级煅烧装置和二级煅烧装置至少之一的出风口与热源系统通过回流烟气管路连接，热源介质与来自回流烟气管路的回流烟气混合，为一级煅烧装置和二级煅烧装置提供所需的热量；和脱硝反应器，设置在热源系统与一级煅烧装置之间的连接管路上，脱硝反应器的入口与热源系统通过第一管路801连接，脱硝反应器的出口与一级煅烧装置的烟气入口通过第二管路802连通。

在scr(selectivecatalyticreduction，选择性催化还原技术)脱硝反应过程中，系统能提供合适的温度窗口，对脱硝效率至关重要。本申请实施例中，将热源提供的热源介质(如：高温烟气)与系统自身产生的低温烟气(如：二级煅烧装置产生的低温烟气)混合，使混合后的烟气温度降到400℃左右，达到脱硝反应器所需的温度，避免过高的温度对脱硝催化剂产生不利影响，降低脱硝效率。并且，充分利用了煅烧系统中的热量，避免热量浪费；也无需额外引进冷风对热源提供的高温烟气进行冷却，降低了成本，且减少了系统整体向外界排放的热量。

在一示例性实施例中，石膏煅烧系统还包括设置在一级煅烧装置和二级煅烧装置之间的收尘器，收尘器的入口连接至一级煅烧装置的出口，收尘器的用于排出烟气的排烟口通过第一回流烟气管路901连接至第一管路801，收尘器的排料口排出的脱硫石膏输送至二级煅烧装置。

利用第一回流烟气管路901将收尘器排出的低温烟气与热源提供的热源介质混合，保证进入脱硝反应器中的烟气温度达标。经过收尘器后的脱硫石膏(石膏粉料)输送至二级煅烧装置。

具体地，第一回流烟气管路901上设有第一风机和控制第一回流烟气管路901通断的第一开关阀。

第一风机(即系统风机205)用于为系统热烟流动提供动力，控制系统风量；第一开关阀(即蝶阀206)控制第一回流烟气管路的通断。

在一示例性实施例中，石膏煅烧系统还包括设置在一级煅烧装置和收尘器之间的风选器107、以及设置在收尘器与二级煅烧装置之间的回转筛112。

风选器用于旋风分离出石膏粉料中的高密度杂质颗粒(大于1500千克/立方米，例如：沙子、碳酸钙颗粒等)；回转筛用于筛分出石膏粉料中低密度大颗粒杂质(小于800千克/立方米，例如：草、塑料、树枝等杂质)。石膏粉在经过风选器和回转筛后得到净化，避免杂质对后续设备的影响，尤其是避免煅烧器和冷却器布风板堵塞，提高系统的稳定性。

在一示例性实施例中，收尘器为袋式收尘器109，第二管路802上连接有冷风装置，冷风装置用于控制进入袋式收尘器109的烟气的温度。

在本系统中，采用袋式收尘器而非电除尘器等，可提高除尘效果。在第二管路802上设置冷风装置，保证袋式收尘器的安全，即：保证袋式收尘器入口处温度不超过200℃，当超过该温度时，启用冷风装置进行冷却。具体地，冷风装置的设置可以是冷空气703通过冷风阀203流入第二管路802中。

在一示例性实施例中，二级煅烧装置包括换热管(图中未示出)，换热管的入口与热源系统通过第三管路803连接，换热管的出口通过第二回流烟气管路902连接至第一管路801。

即：将换热管出口的低温烟气与热源提供的热源介质混合，降低脱硝反应器入口烟气温度，保证脱硝反应器的正常工作。

在实际操作中，可将一级煅烧装置和二级煅烧装置的出风口侧均与热源系统通过回流烟气管路连接，但由于一级煅烧装置的出口的回流烟气含有一定水分，因此可优先使用二级煅烧装置出口的回流烟气，将一级煅烧装置出口的回流烟气作为补充使用。

具体地，第二回流烟气管路902上设有第二风机，且第二回流烟气管路902与第三管路803之间通过第四管路804连接，第四管路804上设有控制第四管路804通断的第二开关阀。

第二风机(即煅烧器引风机209)为二级煅烧装置提供热烟，风量可调；第二开关阀(即蝶阀210)控制第四管路804的通断，用于调节回风量，控制二级煅烧装置进口烟温。

在一示例性实施例中，一级煅烧装置包括锤式打散机106，二级煅烧装置包括沸腾炉煅烧器115。

锤式打散机106的入口处可设置锁风卸料器105，锁风卸料器105用于进料并保证锤式打散机106密闭。沸腾炉煅烧器115还可连接冷却器116，冷却器116用以降低粉料温度防止过烧。

在一示例性实施例中，改性机通过第五管路805连接至第一回流烟气管路901，且第五管路805上设有控制第五管路805通断的第三开关阀；石膏煅烧系统还包括脱硫塔208，脱硫塔208通过第六管路806连接至第一回流烟气管路901，且第六管路806上设有控制第六管路806通断的第四开关阀。

第一回流烟气管路901与改性机通过第五管路805连接，第一回流烟气管路901为改性机提供高湿烟气，第三开关阀(即蝶阀217)用于调节高湿烟气的流量，为粉磨状态的石膏粉提供水分，从而改善石膏粉泌水性。

石膏煅烧系统还包括脱硫塔208，使整个煅烧系统排放的烟气达到环保要求，脱硫塔208通过第六管路806连接至第一回流烟气管路901，脱硫塔208将部分不用的烟气经脱硫(已经过脱硝)后向外排放。第六管路806上设有控制第六管路806通断的第四开关阀(即蝶阀207)，用于控制系统外排风量，保证系统风压稳定。其中，脱硫塔208可采用石灰石膏法进行脱硫；脱硝反应器可采用scr反应器，使用的脱硝还原剂采用氨水。

本申请实施例还提供了一种石膏煅烧方法，采用前述的石膏煅烧系统，如图2所示，石膏煅烧方法包括：将脱硫石膏送入一级煅烧装置中进行烘干；将所述一级煅烧装置烘干后的所述脱硫石膏送入二级煅烧装置中进行煅烧；将所述二级煅烧装置煅烧后的熟石膏粉送入改性机中粉磨；利用热源系统提供的热源介质、与来自所述一级煅烧装置和所述二级煅烧装置至少之一的回流烟气混合，为所述一级煅烧装置和所述二级煅烧装置提供所需的热量，且在所述热源介质与所述回流烟气的混合物进入所述一级煅烧装置前进行脱硝反应。

本石膏煅烧方法依次将石膏进行烘干、煅烧、改性等操作，并利用煅烧过程中产生的低温烟气(回流烟气)与热源系统提供的热源介质相混合，进行脱硝反应并为后续煅烧操作继续提供热量，无需额外引进冷风对脱硝入口烟气温度进行调节，即可保证为脱硝操作提供合适的温度窗口，提高脱硝效率。

以下对照附图对本申请实施例提供的石膏煅烧系统进行示例性说明：

如图1所示，石膏煅烧系统具体可包括：

生料斗101，用于储存脱硫石膏，为系统提供原料；搅拌卸料器102，置于生料斗101底部，用于搅拌脱硫石膏，使其松散，并均匀卸料；皮带秤103，用于精确计量脱硫石膏投料量；皮带输送机104，用于传送原料；锁风卸料器105，用于进料，并保证锤式打散机106密闭；锤式打散机106，用于烘干原料，去除脱硫石膏原料中的全部游离水及部分结晶水，由于原料和热风直接接触，其换热强度很大，热量利用率很高；风选器107，用于旋风分离出石膏粉料中的高密度杂质颗粒；分格轮108，用于卸出高密度杂质，并保证系统密闭；袋式收尘器109，用于气固分离，收集石膏粉料；螺旋输送机110，用于输送石膏粉料；分格轮111，用于卸料，并保证系统密闭；回转筛112，用于筛分出石膏粉料中低密度大颗粒杂质；拉链机113，用于输送石膏粉料；斗式提升机114，用于提升石膏粉料；沸腾炉煅烧器115，用于煅烧石膏，去除石膏粉料中剩余的结晶水，其为间接慢速煅烧，由于石膏粉停留时间较长，烟气温度较低，煅烧均匀，石膏粉品质较好；冷却器116，用于冷却石膏粉，防止石膏粉长时间高温而过烧；拉链机117，用于输送石膏粉；斗式提升机118，用于提升石膏粉；球磨机119，用于粉磨石膏，优化粉料级配，其通入高湿烟气，改善石膏粉泌水性；高温蝶阀201，用于控制进入锤式打散机106的热烟量；脱硝反应器202，用于脱除热烟气中的氮氧化物，达到环保要求；冷风阀203，当进入袋式收尘器109的热烟超温时，开启此阀门，用于保护布袋安全；蝶阀204，用于控制回风烟气的流量，提高风选器的筛分效率；系统风机205，用于为系统热烟流动提供动力，控制系统风量；蝶阀206，用于回风；蝶阀207，用于控制系统外排风量，保证系统风压稳定；脱硫塔208，用于去除烟气中二氧化硫，到达环保要求；煅烧器引风机209，为沸腾炉煅烧器115提供热烟，风量可调，保证煅烧质量；蝶阀210，用于调节回风量，控制煅烧进口烟温；蝶阀211，用于调节回风；换热器212，用于加热高压空气705，为沸腾炉煅烧器115提供高温空气，避免沸腾炉煅烧器115布风板堵塞；蝶阀213和蝶阀214，沸腾炉煅烧器115料程多为两程(沸腾炉煅烧器的具体结构可参照cn201821927106.6)，此两阀用于调节两侧风压稳定，使粉料处于稳定的流态化，避免出料波动；蝶阀215，用于调节收尘风量，控制沸腾炉煅烧器115顶部压力稳定，保证沸腾炉煅烧器115处于稳定的流态化；蝶阀216，用于调节收尘风量，控制冷却器116顶部压力稳定，保证冷却器116处于稳定的流态化；蝶阀217，用于调节高湿烟气的流量，为粉磨状态的石膏粉提供水分，从而改善石膏粉泌水性。

在实际操作过程中：

脱硫石膏在生料斗101中，通过搅拌器102均匀卸料，经皮带秤103计量后，通过皮带输送机104和锁风卸料器105进入锤式打散机106中。生料在锤式打散机106中与热烟气混合，在高速旋转的锤头击打下，充分换热，脱除游离水，完成第一步煅烧。煅烧完成的含尘烟气进入风选器107，在风选器107入口旋流板的作用下，沿圆周旋转。高密度杂质颗粒由于离心力进入风选器107的侧管，经分格轮108排出系统。高密度杂质颗粒携带的石膏粉由回风烟气704吹回系统，回风烟气量可通过蝶阀204调节。脱除高密度杂质颗粒后，含尘烟气经过袋式收尘器109进行气固分离。分离后的石膏粉通过螺旋输送机110和分格轮111进入回转筛112中。在回转筛112中，粉料经筛分后分离出剩余低密度颗粒杂质。净化后的粉料经过拉链机113和斗式提升机114后进入沸腾炉煅烧器115。在沸腾炉煅烧器115中，粉料在底部高压空气的吹动下呈流态化，与管内的低温烟气剧烈换热，完成第二步煅烧。粉料上进上出，为两行程。底锥分两个腔，上经布风板后对应两个料程。可通过蝶阀213/214，调节底吹风量，保证两料程均处于稳定的流态化。高压空气705经过换热器212后温度升高，可避免布风板处低温结块而堵塞布风孔。煅烧出的结晶水从顶部收尘负压管706排出。蝶阀215控制收尘风量，维持顶部负压，保证流态化稳定。煅烧完的石膏粉料进入冷却器116中，与底吹的高压空气707混合，呈流态化，通过与管内的冷空气709换热，迅速降温，冷却器116产生冷空气出风710并排出，避免长时间高温造成的过烧。冷却器116顶部设有负压收尘管708和蝶阀216保证粉料呈稳定的流态化。冷却完的粉料经输送设备拉链机117和斗式提升机118，进入球磨机119进行改性。粉料在球磨机119中，经过粉磨，粒径变小，级配得到优化。粉料中微量无水石膏吸附高湿烟气中的水分，变成有效成分半水石膏，同时放出热量。微量的二水石膏吸收热量后脱水变成有效成分半水石膏。从而使石膏粉料物性均一稳定。

热源701与低温回风烟气混合后为系统提供热量，同时由于烟气温度的降低为脱硝提供合适的温度窗口。混合后的烟气均匀喷入脱硝还原剂702在脱硝反应器202中完成脱硝反应。脱硝之后的烟气管道设有冷风阀203，可避免袋式收尘器109入口烟气温度过高而烧毁布袋。经过布袋收尘器109之后高湿烟气，一部分通过蝶阀206流回系统，一部分通过蝶阀217用于石膏粉料改性，剩余部分经蝶阀207通过脱硫塔208排出系统。煅烧器引风机209出口低温烟气一部分通过阀门210与沸腾炉煅烧器115进口高温烟气混合，降低其温度，另一部分通过阀门211流回系统，充分利用能量。

本申请实施例提供的石膏煅烧系统，其煅烧质量好、高效、节能、环保。系统风机和煅烧器引风机外排烟气通过阀门控制回流至系统，不仅节约能量，同时还可为脱硝反应器提供合适的温度窗口，而系统能提供合适的温度窗口，对脱硝效率至关重要，因此，本申请实施例提供的石膏煅烧系统，脱硝效率高。

在本申请中的描述中，需要说明的是，“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请描述的实施例是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。