α石膏粉旋轉結晶窯的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種石膏加工設備，具體涉及一種α型高強石膏粉旋轉結晶窯。
【背景技術】
[0002]α型高強石膏也被稱為α型半水石膏，簡稱α石膏。因其高強度、高密度、高硬度、高流動度等諸多優勢廣泛應用于模具、精密鑄造、高檔建筑裝飾材料等領域，目前，α石膏常用的制取設備主要有兩類:臥式、立式蒸壓法反應釜和液相法反應釜，兩類設備都是固定式設備。
[0003]臥式、立式蒸壓法反應釜主要采用塊狀的天然石膏為原料，將原料裝入釜內后通入飽和水蒸氣蒸壓7-12個小時，再烘干10-24小時制取α石膏。這種加工方式，產品生產周期長，能耗巨大。而且此類設備還不能直接應用于粉末狀的天然石膏或脫硫石膏等工業副產石膏的加工生產。
[0004]國外對于用脫硫石膏采用蒸壓法生產高強脫硫石膏時，首先要將脫硫石膏擠壓成塊狀，然后再應用傳統的蒸壓法工藝；這種工藝不僅增加了壓塊一一再蒸壓一一再粉碎的繁瑣工藝環節，也進一步增加了能耗。
[0005]蒸壓法作為生產高強石膏的傳統方法成熟、可靠，但生產周期長、能耗高，其主要是針對蒸壓法工藝加工天然石膏塊狀物料設計的，無法有效的應用于顆粒細小的工業副產石膏。我國天然石膏資源主要集中在中西部地區，開采成本高，破壞生態環境和浪費資源的現象嚴重。國家近些年已經開始限制天然石膏資源的無序開采，并已在山東、河北、湖北等傳統石膏開采區關停一批不符合產業政策的礦點。因此可以說，未來天然石膏在石膏生產中所占的比重將越來越小。
[0006]液相法生產高強石膏，主要設備為反應釜，通常包括常壓反應釜和帶壓反應釜兩類。粉狀石膏原料加入兩類反應釜內的水溶液中，經外加劑的作用和加熱結晶反應，可以生成α石膏。但因為需要和水溶液分離并烘干，就需要另設水分分離裝置和烘干裝置。整個過程需要保持恒定的溫度防止半水石膏再次水化為二水石膏。這一工藝，設備投資大，過程復雜、流程冗長，產品質量不穩定，產品的能耗和單位成本是所有工藝方法中最高的。
[0007]液相法因其繁雜的工藝和設備，以及苛刻的運行要求導致該方法依然停留在實驗階段。即使偶有應用于工業化生產，也因產品質量穩定性差、成本高等原因最終被市場所淘汰。所以液相法現階段還無法真正實現有競爭力的產業化應用。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的就在于克服上述現有技術的缺陷，提供一種能減少工藝步驟和設備數量、縮短生產時間、節能降耗的，且能大量、高效利用粉狀石膏，尤其是工業副產石膏生產優質α石膏的旋轉結晶窯。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型的技術解決方案是:一種α石膏粉旋轉結晶窯，包括機架、窯體、換熱管、進口封頭、出口封頭、供熱室、動力傳動裝置、進料端、出料端、尾氣收集裝置；所述窯體和動力傳動裝置安裝在機架上，所述動力傳動裝置可驅動窯體在機架上旋轉，封閉所述進口封頭和所述出口封頭則所述窯體組成一密閉空間，所述窯體內壁固定有一圈與供熱室相通的兼具揚料板作用的換熱管。
[0010]—種優選技術方案，所述窯體內壁固定的一圈換熱管，其橫截面計成三角形，該換熱管三角形形成的內空與供熱室、尾氣收集裝置相通，三角形的外表面與石膏物料接觸，增加熱源散熱面，同時三角形角尖向窯體中心凸出，三角形換熱管隨窯體不停旋轉，攪拌石膏物料，使石膏物料與三角形換熱管接觸，大大提高了物料的換熱面和換熱機會，熱能得到充分利用。該換熱管既能增大熱源與石膏物料的傳熱面積，又能起到攪拌物料類似揚料板的作用，以增加物料的換熱機會，使物料受熱均勻。
[0011]—種優選技術方案，所述窯體內壁固定的一圈換熱管，其橫截面設計成鈍齒形。
[0012]—種優選技術方案，所述進口封頭活動式連接在窯體進料端，打開進口封頭，可將石膏物料送入窯體空心中；所述出口封頭活動式連接在窯體出料端，打開出口封頭，即可將加工好的石膏回收；封閉所述進口封頭和所述出口封頭則所述窯體組成密閉的空間。
[0013]—種優選技術方案，所述尾氣回收裝置安裝在出料端即窯體的尾部，該尾氣收集裝置與供熱室和固定在所述窯體內壁上的換熱管相通，可將熱源廢氣排出。
[0014]生產時，首先開啟設備傳動裝置，使旋轉結晶窯轉動起來，然后開啟熱源系統供熱，同時將工業副產石膏從打開的進口封頭加入窯體內。窯體的旋轉會將物料導入換熱管處，物料開始受熱升溫。直至達到設計加料量后，停止加料，關閉進、出口封頭，此時窯體內部形成密閉環境。
[0015]隨著熱源的不斷加熱，窖體轉動的同時，熱量通過換熱管持續對窖體內物料進行攪拌和加熱，使物料均勻受熱升溫，在升溫的過程中游離水不斷蒸發，當窯體內溫度繼續升高，石膏物料開始脫去分子中所含的部分結晶水。石膏物料中蒸發出的游離水和結晶水所形成的水蒸氣逐漸使窯體內形成一定壓力，并隨著蒸發出的水蒸氣的量不斷增加，壓力和溫度也不斷升高。當溫度、壓力升高到工藝預定值后，保持該溫度、壓力恒定，并繼續均勻攪拌蒸壓一段時間，直至石膏物料完全脫去游離水和3/2結晶水，變為半水石膏晶體。此時脫水反應完成，開始逐漸泄壓排出水蒸氣，并在一定溫度下對產品進行烘干，直至產品完全變為干燥的半水石膏后，打開出口封頭放出物料。至此完成了石膏物料從原料到產品的轉變。
[0016]本實用新型的優點:α石膏粉旋轉結晶窯，集預烘干、蒸壓結晶和產品烘干為一體，生產中，進、出口封頭保持密閉，整個設備在動力傳動裝置的帶動下旋轉，帶動設備內的石膏物料均勻攪拌，物料與熱源的熱交換更充分。熱量通過與供熱室相連通的換熱管道持續對窯體內石膏物料進行加熱，換熱管的設計既增加了物料與熱源的接觸面積，又通過換熱管連同窯體的不停轉動，如同揚料板一樣不停地攪拌物料，增加了物料的換熱頻率，使物料受熱更加均勻，熱能利用率顯著提高。蒸壓結晶過程中該設備無需外界高溫蒸汽或水溶液參與換熱和反應，利用物料自身所含水分在密閉加熱過程中形成穩定飽和水蒸汽環境，保證二水石膏充分結晶反應生成α型高強半水石膏。工藝過程從傳統設備的靜態蒸壓變為動態旋轉蒸壓，石膏粉混合攪拌均勻、反應充分，包括預烘干、蒸壓結晶、產品烘干在內，產品的生產時間縮短為3-4個小時。因未導入外界水源，需要烘干的游離水很少，能耗也大大降低。預烘干、蒸壓結晶和產品烘干均在同一設備內完成，避免了過多工序的影響，保證了產品質量的優質、穩定。綜上所述其優點可概括為:1、通過變靜態為動態旋轉結晶窯，加上換熱管換熱面積增加，采用多種技術手段充分利用熱能，降低能耗；2、集預烘干、蒸壓結晶、產品烘干為一體，減少了工藝步驟，減少了設備數量，縮短了生產時間，降低了生產成本；3、無外界高溫蒸汽或水溶液參與換熱和反應，防止半水石膏再次水化為二水石膏，產品質量更穩定。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型α石膏粉旋轉結晶窯的結構示意簡圖。
[0018]圖2為圖1的A-A剖面圖。
【具體實施方式】
[0019]如圖1、圖2所示，一種α石膏粉旋轉結晶窯，包括機架(5，8)、窯體6、換熱管4、進口封頭1、出口封頭11、進料端2、出料端9、供熱室3、動力傳動裝置7、尾氣收集裝置10。窯體6內壁固定有一圈橫截面為空心三角形的換熱管4，換熱管4還可以設計成橫截面為空心鈍齒形狀的，在進料端2部位設計有供熱室3，空心三角形換熱管4與供熱室3相通。窯體6安裝在機架(5，8)上，可在動力傳動裝置7帶動下旋轉。在出料端9部位設計有尾氣收集裝置10，該尾氣收集裝置10與換熱管4相通。在窯體6進料端2的端面活動式連接有進口封頭I，在窯體6出料端9的端面活動式連接有出口封頭11，打開進口封頭I，物料可送入窯體6中；打開出口封頭11，加工好的產品可回收出料；關閉進口封頭I和出口封頭11，窯體6形成一個密閉的空間。
【主權項】
1.一種α石膏粉旋轉結晶窖，包括機架(5，8)、窖體(6)、進料端(2)、出料端(9)、尾氣收集裝置(10)、供熱室(3)，其特征在于:它還包括換熱管(4)、進口封頭(1)、出口封頭(11)、動力傳動裝置(7);所述窯體(6)和動力傳動裝置(7)安裝在機架(5，8)上，所述動力傳動裝置(7)可驅動窯體(6)在機架(5，8)上旋轉，封閉所述進口封頭(I)和所述出口封頭(11)則所述窯體(6)組成一密閉空間，所述窯體(6)內壁固定有一圈與供熱室相通的兼具揚料板作用的換熱管(4 )。2.根據權利要求1所述的α石膏粉旋轉結晶窯，其特征在于:所述窯體(6)內壁固定的一圈換熱管(4)，其橫截面設計成三角形，該換熱管(4)三角形形成的內空與供熱室(3)、尾氣收集裝置(10)相通，三角形的外表面與石膏物料接觸，同時三角形角尖向窯體中心凸出，該換熱管(4)可隨窯體(6)不停旋轉。3.根據權利要求1所述的α石膏粉旋轉結晶窯，其特征在于:所述窯體(6)內壁固定的一圈換熱管(4)，其橫截面設計成鈍齒形。4.根據權利要求1、2或3所述的α石膏粉旋轉結晶窯，其特征在于:所述進口封頭(I)活動式連接在窯體(6 )進料端(2 )，打開進口封頭(I)，該窯體(6 )端頭為進料口 ；所述出口封頭(11)活動式連接在窯體(6 )出料端(9 )，打開出口封頭(11)，該窯體(6 )端頭為出料口 ；封閉所述進口封頭(I)和所述出口封頭(11)則所述窯體(6 )組成密閉的空間。5.根據權利要求2所述的α石膏粉旋轉結晶窯，其特征在于:所述尾氣收集裝置(10)安裝在出料端(9)即窯體的尾部，該尾氣收集裝置(10)與所述供熱室(3)和所述換熱管(4)相通。
【專利摘要】本實用新型公開了一種α石膏粉旋轉結晶窯，包括機架（5，8）、窯體（6）、進料端（2）、出料端（9）、尾氣收集裝置（10）、供熱室（3）、換熱管（4）、進口封頭（1）、出口封頭（11）、動力傳動裝置（7）。窯體（6）和動力傳動裝置（7）安裝在機架（5，8）上，動力傳動裝置（7）可驅動窯體（6）在機架（5，8）上旋轉，封閉所述進口封頭（1）和所述出口封頭（11）則窯體（6）組成一密閉空間，窯體（6）內壁固定有一圈與供熱室相通的兼具揚料板作用的換熱管（4）。這種旋轉結晶窯通過變靜態為動態，加上換熱管換熱面積增加，采用多種技術手段充分利用熱能，降低能耗；集預烘干、蒸壓結晶、產品烘干為一體，減少了工藝步驟，減少了設備數量，縮短了生產時間，降低了生產成本；無外界高溫蒸汽或水溶液參與換熱和反應，防止半水石膏再次水化為二水石膏，產品質量更穩定。
【IPC分類】C04B11/036
【公開號】CN204779366
【申請號】CN201520452057
【發明人】蔡雪飛, 孔令彰, 朱旗, 郭小軍, 王果
【申請人】湖南昌迅科技環保股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年6月29日