
中部的换热主体内置大量的换热管,用于加热二水石膏;
下部的布风箱主要提供等压流化风克服料层床压和辅助流化石膏;
上部的集气罩主要用于收集石膏脱水产生的水蒸气。
流化煅烧机按照热源不同,一般分为导热油式煅烧机、蒸汽式煅烧机、热风式煅烧机;
按照长高比可分为立式和卧式;
按照换热床的分割板可分为两室、四室等多室。
设备的适应范围
流化煅烧机主要用于粉状二水石膏的脱水,包括粉磨后的天然石膏、烘干后的磷石膏、脱硫石膏、钛石膏、盐石膏、柠檬石膏等工业副产石膏。适宜的物料粒度小于5mm,物料初始水分小于5%。
设备热源选择
蒸汽热源:一般选用饱和蒸汽,压力不低于1.0Mpa,理想的为1.3 - 1.5Mpa,也可以选择过热蒸汽,压力同上,但选择过热蒸汽时,应根据过热度适当加大换热器面积,补偿减温需要。当然,也可以把过热蒸汽减温变成饱和蒸汽后使用。
导热油热源:一般由燃气或燃油等导热油锅炉提供,压力0.3 - 0.5Mpa,温度190 - 220℃。
热风热源:一般由天然气热风炉、燃油热风炉、燃煤热风炉(需要净化处理)等产生,热风的温度400 - 600℃之间。如果选用燃煤热风炉,建议尽可能降低烟尘含量,防止烟尘堵塞换热管和微细粉尘造成换热效率的降低。
设备的热效率
流化煅烧机的热效率不低于90%,传热实际上属于床换热,换热器管内走热介质,管外走石膏粉,热介质通过辐射、传到方式把热量给石膏床,新进的石膏粉与床内的热石膏混合换热,具有较高的换热效率。除了底部布风箱进入的少量流化风外,大部分热量都是用于石膏的脱水,设备的热损经过保温可以有效降低,底部通入的流化风也可以把颗粒热量回收加热,因此,热介质的热量基本都是用于石膏的升温、分解,蒸发。
设备工作原理
石膏流化煅烧机上进料、上出料的连续煅烧,进出料口有一定的高差。换热器的上界面以上装有连续进料的投料机,换热器被隔板分离防止物料短路,在床层内装有大量的加热管,管内的加热介质为高温烟气、蒸汽或导热油,热量通过管壁传递给管外的石膏粉床,使石膏粉脱水分解。
在煅烧部分上部,装有一个集气罩,气体离开流化床时带出来的少量粉尘,由集气罩收集的部分后自动返回流化床,尾气由排风机抽出,经脉冲袋式除尘器分离后排入大气。正常工作时,从煅烧机底部鼓入空气,通过气体分布板进入流化床。鼓入的空气不需要很多,稍稍超过临界气速,使床层实现流态化即可。此时淹没在流化床中的加热管向物料传递大量的热量,使二水石膏粉达到脱水分解的温度,二水石膏就在流化床中脱去结晶水并变为蒸气,这些蒸气与炉底鼓入的空气混合在一起,通过床层向上运动。由于蒸气量比鼓入的空气量多得多,所以整个鼓泡床的流态化主要是靠石膏脱水形成的蒸气来实现的。由于在流化床中粉料激烈的翻滚、混合,所以在整个流化床中各处的物料换热迅速、均匀。
连续投入的生石膏粉,一进入床层,几乎瞬间就与床层中大量热粉料混合均匀,在热粉料中迅速脱水分解。为了避免刚加入的生料未完成脱水过程就过早短路排出,设计时在炉子中加了一块隔板,将流化床分成大小两部分,两部分底部是连通的。生石膏粉先进入大的部分,在此脱掉大部分结晶水,然后通过下部的通道进入小的部分,在这里完成脱水过程,再由床层上部自动溢流出炉。
设备性能特点
1.设备结构紧凑,有效传热面积大,占地面积小;
在煅烧机内高密度地安装很多加热管,因此尺寸不大的体积就可以有非常大的传热面积。
另外,煅烧机采用的热源为烟气、蒸汽或导热油,从传热方程式就可看出,由于传热系数和传热面积都较大,总传热量也就大。
2.结构简单,不易损坏
由于物料实现了流态化,设备就不需要有转动的部件,整体结构就简单得多,投产后也几乎不需要维修保养。由于用的是中低温热源,只要换热管选材得当,相对于连续炒锅,设备在任何情况下都没有被烧坏的危险,设备使用寿命也特别长。
3.设备紧凑,占地少:煅烧机是立式布置的设备,设备非常紧凑。
4.能耗较低
热能方面:从热源传递给物料的热能,除了小部分用于加热炉底鼓入的冷空气以及少量的炉体散热损失外,几乎都有效地用于物料的脱水分解。炉子本身的热效率在95%以上。国内流化煅烧机的热耗指标为7.7×105KJ/t建筑石膏;
电能方面:煅烧机不需要转动,也没有搅拌机,物料主要是靠石膏脱水产生的水蒸气来实现流态化的,需要在炉底鼓入的空气也很有限,因此鼓风机的功率也很小。
5.操作方便,容易实现自动控制
流化床有一个特点,就是同层中物料温度基本一致。因此操作中只要控制物料一个设定温度,就可以连续稳定地生产出合格产品。
6.产品质量好,熟石膏相组成比较理想,物理性能稳定
由于采用低温热源,石膏不易过烧,只要控制出料温度合适,成品中基本不含二水石膏,无水石膏Ⅲ也只在3% - 10%以内,其余均为半水石膏。
7.基建投资省,运行费用低
由于煅烧机设备小巧、结构简单、占地少,因此基建投资较同等生产规模的其他类型煅烧设备节省。投产后,由于能耗较低、维修工作量少、使用寿命长,因此运行费用也较省。