沸腾炉煅烧β型建筑石膏粉工艺特点分析

沸腾炉煅烧β型建筑石膏粉工艺概述：

破碎机将大尺寸的石膏矿石破碎成小于25mm的小块颗粒，经过储存及皮带秤计量、送入广义磨机进行粉磨，经选粉机将粉磨后合格的石膏生粉送入沸腾炉进行煅烧，不合格部分返回广义磨机进行再次粉磨直至合格。煅烧后的合格石膏粉送入熟料仓储存或送入制板车间使用。

沸腾炉煅烧β型建筑石膏粉工艺优势

先磨后烧的特点：

该工艺相对于先烧后磨来讲最大的优势在于能耗的显著降低，原因是：大颗粒的石膏石经粉磨后成为直径小于0.2mm的粉末，使其在煅烧时比表面积大大增加，这样就增加了与热介质的接触面积，提高了煅烧换热效率，使能耗显著降低；缺点是工艺过程中存在3个粉尘污染点，但可通过除尘设备解决。

关于另两种工艺特性：

先烧后磨：因该工艺能耗高、产量小，而且产成品的质量较难控制，质量不稳定。目前国内已经很少出现，属于较落后的工艺，只有少数小厂还在使用。

磨烧一体：该工艺有着很好的特点，能耗低、投资小、效率高、产品质量稳定、占地少、粉尘量集中、易于环保，但是目前在国内还不成熟，只有北新建材（BNBM）有一套德国进口的彼特斯磨（Peters-mill）在运行，产品用于制作纸面石膏板。

沸腾煅烧炉的工作方式

石膏沸腾煅烧炉的床层状态属于鼓泡床，因此将这种炉子形象地称作“沸腾炉”。沸腾炉煅烧部分为一个立式箱式容器在其底部装有一个气体分布板。目的是在停止工作时支撑固体粉料不致漏粉，在工作时使气流从底部均匀地进入床层。在床层的上界面以上装有连续进料的投料机。在床层上界面处的炉壁上有溢流孔，用于出料。在床层内装有大量的加热管，管内的加热介质为饱和蒸气或载热油，热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使石膏粉脱水分解。在煅烧部分上部，装有一个静电除尘器，气体离开流化床时带出来的少量粉尘，由静电除尘器收集后自动返回流化床，已除尘的尾气由排风机抽出，排入大气。正常工作时，从沸腾炉底部鼓入空气，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温度和成分几乎是一致的。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，在这里完成最终的脱水过程，再由床层上部自动溢流出炉。

沸腾煅烧炉的工艺特点

（1）设备小巧，生产能力大

沸腾炉生产能力的大小实质上由热源通过加热器壁传递给物料的热量多少来决定。沸腾炉由于物料实现了彻底的流态化，因此炉内不需要安装搅拌设备。在炉内就可以高密度地安装很多加热管，因此尺寸不大的炉子就可以有非常大的传热面积。另外，沸腾炉采用的热源为饱和蒸气或载热油，其传热系数比热烟气为热源的传热系数高出一个数量级。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。这就是说沸腾炉的生产能力比较大，比如产量为5T 的沸腾炉，直径只有1.3m，产量为20T的沸腾炉，其直径也只有2m就足够了，这是其他传统的外热式煅烧设备无法相比的。

（2）结构简单，不易损坏

由于物料实现了流态化，炉子就不需要有转动的部件，炉子的结构就简单得多。不但制造方便，投产后也几乎不需要维修保养。由于用的是低温热源，炉子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

沸腾炉是立式布置的设备，除尘器套在炉体上方，与炉子连成一个整体，设备非常紧凑。不但占地少，还可以避免除尘器结露。

（4）能耗较低

沸腾炉的热能消耗和电能消耗都较低。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。当然沸腾炉使用的是二次热源，最终的热效率还要将炉子的热效率乘上锅炉的热效率。但蒸气锅炉或热油锅炉都是很成熟的热工设备，其热效率是比较高的。蒸气锅炉一般能达到60-70%，热油锅炉能达到70-80%（我公司方案采用有机热载体导热油炉）。因此沸腾炉总的热效率是比较高的，采用蒸气，可达57-67%；采用热油，可达67-76%。一般的外热式煅烧设备虽然直接使用一次热源，但热效率很少超过50%。国内沸腾炉的热耗指标为7.7×105KJ/t建筑石膏。电能方面：沸腾炉不需要转动，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，因此沸腾炉的电能消耗比传统的煅烧设备少得多。如生产15万吨建筑石膏粉所用沸腾炉的装机容量为50KW左右。

（5）操作方便，容易实现自动控制

流化床有一个特点，就是床层中物料温度一致。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。单一的控制参数，很容易实现自动控制。

（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，成品中不含二水石膏，无水石膏Ⅲ也只在5%以内，其余均为半水石膏。这样的相组成很理想，物理性能也很稳定。

（7）基建投资省，运行费用低

由于沸腾炉设备小巧、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。