工業副產高強石膏旋轉蒸養窯的制作方法
【專利摘要】本工業副產高強石膏旋轉蒸養窯包括窯體、機架、換熱管、中心管、供熱室、動力傳動裝置、進料端、出料端、尾氣收集裝置，窯體配裝在機架上，窯體的前端設置進料端、后端設置出料端，窯體內配裝換熱管和中心管，換熱管與中心管相通，供熱室配裝在窯體的前端，供熱室與中心管和換熱管相通，動力傳動裝置與窯體配裝，動力傳動裝置控制窯體在機架上旋轉，尾氣收集裝置配裝在窯體的后端，尾氣收集裝置與換熱管和中心管相通。本實用新型通過變靜態蒸養為動態蒸養，本實用新型充分利用熱能，降低能耗，減少了工藝步驟和設備數量，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，產品質量更穩定。
【專利說明】
工業副產高強石膏旋轉蒸養窯
技術領域
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[0001]本實用新型涉及石膏加工設備領域，特別涉及一種工業副產高強石膏旋轉蒸養窯。
技術背景:
[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包括臥式、立式蒸壓法反應釜和液相法反應釜兩類設備，該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至12個小時，再烘干10至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。
【發明內容】
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[0008]有鑒于此，有必要提供一種能夠克服上述現有技術的缺陷，且能夠減少工藝步驟和設備數量、縮短生產時間、節能降耗、能量大的工業副產高強石膏旋轉蒸養窯。本實用新型能夠高效利用粉狀石膏，尤其是工業副產石膏生產優質α高強石膏。
[0009]—種工業副產高強石膏旋轉蒸養窯，包括窯體、機架、換熱管、中心管、供熱室、動力傳動裝置、進料端、出料端、尾氣收集裝置，窯體配裝在機架上，窯體的前端設置進料端、后端設置出料端，窯體內配裝換熱管和中心管，換熱管與中心管相通，供熱室配裝在窯體的前端，供熱室與中心管和換熱管相通，動力傳動裝置與窯體配裝，動力傳動裝置控制窯體在機架上旋轉，尾氣收集裝置配裝在窯體的后端，尾氣收集裝置與換熱管和中心管相通。
[0010]優選的，機架包括前機架和后機架，前機架配裝在窯體的前端，后機架配裝在窯體的后端。
[0011 ] 優選的，進料端的端面配裝進口法蘭封頭，出料端的端面配裝出口法蘭封頭。
[0012]優選的，換熱管包括橫向換熱管和縱向換熱管，窯體內壁軸向固定有不少于兩條的橫向換熱管，窯體內壁徑向固定一圈縱向換熱管，縱向換熱管與橫向換熱管相貫通，中心管的后端通過后煙氣通道與橫向換熱管連接并相通，橫向換熱管后端與尾氣收集裝置聯通，供熱室通過前煙道與中心管的前端連接并相通。
[0013]優選的，橫向換熱管為橫截面為三角形的換熱管，且三角形的頂角朝向窯體的中心。
[0014]優選的，橫向換熱管為橫截面為弓形的換熱管。
[0015]采用本實用新型進行生產作業時，首先開啟動力傳動裝置，動力傳動裝置是窯體在機架上勻速旋轉，然后開啟向供熱室提供熱源的熱源供熱系統，同時將工業副產石膏從打開的進料端加入窯體內，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，關閉進料端和出料端，此時窯體內部形成密閉環境，隨著供熱室的不斷加熱，窯體轉動的同時，熱量通過換熱管持續對窯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，打開出料端放出物料。至此，完成了石膏物料從原料到產品的轉變。
[0016]如此，采用本實用新型，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，進料端、出口端保持密閉，整個設備在動力傳動裝置的帶動下勻速旋轉，帶動窯體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持續對窯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。綜上所述本實用新型的優點為:一、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;二、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;三、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】
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[0017]圖1為工業副產高強石膏旋轉蒸養窯的結構示意簡圖。
[0018]圖2為圖1的A-A剖面圖。
[0019]圖3為圖1的B-B剖面圖。
[0020]圖中:窯體10、中心管20、供熱室30、動力傳動裝置40、進料端50、進口法蘭封頭51、出料端60、出口法蘭封頭61、尾氣收集裝置70、前機架80、后機架81、橫向換熱管90、縱向換熱管91、后煙氣通道92、前煙道93。
【具體實施方式】
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[0021]本實用新型提供了一種較佳的實施方式，請同時參閱圖1、圖2及圖3，工業副產高強石膏旋轉蒸養窯包括窯體10、機架、換熱管、中心管20、供熱室30、動力傳動裝置40、進料端50、出料端60、尾氣收集裝置70，窯體10配裝在機架上，窯體10的前端設置進料端50、后端設置出料端60，窯體內配裝換熱管和中心管20，換熱管與中心管20相通，供熱室30配裝在窯體10的前端，供熱室30與中心管20和換熱管相通，動力傳動裝置40與窯體10配裝，動力傳動裝置40控制窯體10在機架上旋轉，尾氣收集裝置70與換熱管和中心管20相通。尾氣收集裝置70與供熱室30和固定在所述窯體10內壁上的換熱管相通，可將熱源廢氣排出。
[0022]機架包括前機架80和后機架81，前機架80配裝在窯體10的前端，后機架81配裝在窯體10的后端。動力傳動裝置40可驅動窯體10在前機架80和后機架81上旋轉。進料端50的端面配裝進口法蘭封頭51，出料端60的端面配裝出口法蘭封頭61。進口法蘭封頭51、出口法蘭封頭61和窯體10組成一密閉空間。所述進口法蘭封頭51連接在窯體10進料端50，打開進口法蘭封頭51，該窯體10端頭為進料口；所述出口法蘭封頭61連接在窯體10上，打開出口法蘭封頭61，該窯體10端頭為出料口 ；封閉所述進口法蘭封頭51和所述出口法蘭封頭61則所述窯體10為密閉的空間。
[0023]換熱管包括橫向換熱管90和縱向換熱管91，窯體10內壁軸向固定有不少于兩條的橫向換熱管90，窯體10內壁徑向固定一圈縱向換熱管91，縱向換熱管91與橫向換熱管90相貫通，中心管20的后端通過后煙氣通道92與橫向換熱管90連接并相通，橫向換熱管90后端與尾氣收集裝置70聯通，供熱室30通過前煙道93與中心管20的前端連接并相通。橫向換熱管90為橫截面為三角形的換熱管，且三角形的頂角朝向窯體10的中心，或橫向換熱管90為橫截面為弓形的換熱管。換熱管設計成三角形，并與供熱室30、尾氣收集裝置70聯通，橫向換熱管90和縱向換熱管91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，該橫向換熱管90、縱向換熱管91以及中心管20可隨窯體10不停旋轉。
【主權項】
1.一種工業副產高強石膏旋轉蒸養窯，其特征在于:工業副產高強石膏旋轉蒸養窯包括窯體、機架、換熱管、中心管、供熱室、動力傳動裝置、進料端、出料端、尾氣收集裝置，窯體配裝在機架上，窯體的前端設置進料端、后端設置出料端，窯體內配裝換熱管和中心管，換熱管與中心管相通，供熱室配裝在窯體的前端，供熱室與中心管和換熱管相通，動力傳動裝置與窯體配裝，動力傳動裝置控制窯體在機架上旋轉，尾氣收集裝置配裝在窯體的后端，尾氣收集裝置與換熱管和中心管相通。2.如權利要求1所述的工業副產高強石膏旋轉蒸養窯，其特征在于:機架包括前機架和后機架，前機架配裝在窯體的前端，后機架配裝在窯體的后端。3.如權利要求1所述的工業副產高強石膏旋轉蒸養窯，其特征在于:進料端的端面配裝進口法蘭封頭，出料端的端面配裝出口法蘭封頭。4.如權利要求1或2或3所述的工業副產高強石膏旋轉蒸養窯，其特征在于:換熱管包括橫向換熱管和縱向換熱管，窯體內壁軸向固定有不少于兩條的橫向換熱管，窯體內壁徑向固定一圈縱向換熱管，縱向換熱管與橫向換熱管相貫通，中心管的后端通過后煙氣通道與橫向換熱管連接并相通，橫向換熱管后端與尾氣收集裝置聯通，供熱室通過前煙道與中心管的前端連接并相通。5.如權利要求4所述的工業副產高強石膏旋轉蒸養窯，其特征在于:橫向換熱管為橫截面為三角形的換熱管，且三角形的頂角朝向窯體的中心。6.如權利要求4所述的工業副產高強石膏旋轉蒸養窯，其特征在于:橫向換熱管為橫截面為弓形的換熱管。
【文檔編號】C04B11/032GK205616798SQ201620330967
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月20日
【發明人】孔令彰
【申請人】孔令彰