技術方案和設備方案

（一）工藝要求：

1.1生產能力：≥27.8噸/小時β型半水石膏粉。

脫硫石膏原料附著水:10-12%。

處理原料：37-38噸/小時。

1.2產品質量：按照《建筑石膏》國標（GB/T9776-2008）執行，滿足石膏砂漿、石膏砌塊等石膏建筑用品用粉要求。

1.3環保要求：符合國家環保要求（粉塵排放≤30mg/m3，無污水排放，無有害氣體排放）。

1.4熱源條件：新型環保生物質燃料，熱值≥4500kcal。

（二）工藝方案：

利用生物質燃料作為熱源，燃燒所形成的熱空氣作為傳熱介質；采用烘干、煅燒兩步法工藝。

2.1工藝流程圖：

2.2工藝順序介紹：上料鏟車將原料送入進料斗，進料斗配備振打電機和計量皮帶機，計量皮帶機會根據預先輸入設計好的參數進行送料，誤差不超過0.5噸/小時。脫硫石膏原料通過皮帶輸送機進入氣流干燥器，氣流干燥器適用于利用高溫熱風進行烘干。經過烘干后的原料通過旋風分離器和螺旋輸送機進入脫硫石膏煅燒爐內煅燒，該煅燒爐采用流態化煅燒，保證了煅燒的均勻性。煅燒后的半成品進入球磨機改性粉磨，再通過提升機或者氣流輸送機進入冷卻室和成品倉。最后自動包裝機完成成品包裝。生產過程中產生的粉塵由旋風分離器和脈沖布袋除塵器進行處理，確保生產車間無粉塵排放。

2.3組成部分

該設備由原料系統、預干燥系統、煅燒系統、供熱系統、控制系統、除塵系統、成品儲存系統組成，各工段以提升輸送、管道等相連接，最終將二水脫硫石膏煅燒為合格的半水石膏。

2.3.1原料系統： 

原料系統是供給設備二水脫硫石膏原料的，主要有上料斗、輔助振動器、計量皮帶、原料輸送帶、除鐵器、濕料喂料器及電控部分等組成。它的作用是按設備的煅燒要求，根據原料濕度和流量，輸送給設備相應的二水石膏原料。

 3.2預干燥系統： 

在熱源使用生物質的前提下，預干燥系統采用氣流干燥機進行原料烘干。主要是利用石膏煅燒爐排出的余熱跟二水脫硫石膏原料直接匯合，以脫去其中的游離水分，再經過分離器進行氣固分離，將去掉游離水的石膏提供給石膏煅燒爐。該系統在煅燒爐排氣濕度不能滿足預烘干物料的情況下，需要從煅燒爐一室補充高溫熱源，通過調節閥門，以達到理想的預干燥效果，它的部件主要有：預干燥塔體，拋料打散，熱風主風管，熱風補風管，調節閥，分離器，振動篩料機，星形卸料閥，積料倉等組成。系統工作過程中，切忌預干燥物料溫度過低或過高，溫度過低會造成輸送系統堵塞，過高會損害輸送系統和除塵系統，所以合理的調節預干燥溫度是操作的主要因素。

由鼓風機引入的石膏煅燒爐尾氣（溫度>180℃）作熱介質,經高溫調風閥兌熱后的熱風進入氣流預干燥工段，在氣流干燥機內形成高速上升熱氣流，脫硫石膏經皮帶喂料機和防堵鎖風器配合，喂入氣流干燥機后，物料此時被高速上升的氣流迅速分散，并與熱氣流進行高速傳質傳熱，瞬間使游離水分汽化蒸發，然后在主機內隨高速上升氣流形成紊流態，并在此過程中完成預干燥過程。氣流干燥機的最大烘干能力設計為6000kg水/H。

粉狀物料隨氣流進入旋風分離器，大約有90%左右的脫硫石膏被旋風分離器收集下沉進入集料斗，并由集料斗下端的星型卸料閥排放，剩余物料隨氣流進入立式除塵器作二次捕收。旋風分離器分離下來的脫硫石膏連續地落入刮板輸送機，刮板輸送機送入石膏煅燒爐內進行煅燒

2.3.3煅燒系統：

經過長期實踐，并結合國內外先進工藝進行了優化改造，該改造工藝對主煅燒流程采用典型的分室石膏煅燒工藝，用分室石膏煅燒爐替代回轉窯，在節約占地面積的同時，也降低了能耗。

概述如下：

分室石膏煅燒爐是一種應用流態化技術煅燒高含水率化學石膏的高效節能設備。熱風爐產生的高溫熱風進入煅燒爐后，通過管道式熱交換器，把熱量傳遞給石膏，使二水石膏脫去部分結晶水變成半水石膏。

分室石膏煅燒爐為分室石膏煅燒裝置，底部有活化風換熱器和多孔板，在床層內裝有大量加熱管，管內加熱介質為高溫熱風，熱量通過管壁傳遞給管外處于流態化的石膏粉，使石膏粉脫水分解。在煅燒器上部，裝有內置式高效旋風子，汽體離開流化床時夾帶的粉塵大部分被這些裝置捕收并重新返回至爐內，熱濕氣體則通過管道與預干燥工段的旋風分離器濕氣匯合進入二次布袋收塵器。

2.3.4供熱系統：

項目所需熱源全部為新型環保生物質燃料，熱值≥4500kcal。生物質熱風爐是采用自動化燃燒方式，生物質顆粒由提升機送入料斗內，下部配備自動給料機，可根據預設的供料速度供料，因此也保證了燃料勻速恒定的供給，燃燒所產生的熱量也會恒定在使用區間內。另外熱風爐為明火作業方式，爐體內使用高溫耐火磚隔離熱量，爐體外部及熱風管道用硅酸鋁保溫材料覆蓋，保證了工作人員的人身安全。

2.3.5除塵系統：

該生產線屬于全封閉式運行模式，采用先進的旋風分離和脈沖布袋除塵兩種工藝。該工藝為多級除塵，主要由旋風分離器、脈沖布袋除塵器、引風機、等設備組成。

旋風分離器

生產線工作時產生的含塵氣體首先進入旋風分離器，旋風分離器的分離效果：在設計壓力和氣量條件下，均可除去≥10μm的固體顆粒。在工況點，分離效率為99%，在工況點±15%范圍內，分離效率為97%。正常工作條件下，單臺旋風分離器在工況點壓降不大于0.05MPa。

旋風分離器采用立式圓筒結構，內部沿軸向分為集液區、旋風分離區、凈化室區等。旋風分離器適用于凈化大于1-3微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。它是一種結構簡單、操作方便、耐高溫、設備費用低的凈化設備，旋風除塵器在凈化設備中應用得最為廣泛。

脈沖布袋除塵器

除塵器本體由鋼結構框架、箱體、灰斗、濾袋和袋籠等組成。除塵效率可達99.99%。

其工作原理是含塵煙氣由除塵器的進風均流裝置進入上箱體，當濾袋上的粉塵越積越多，設備阻力達到限定的阻力值時，由清灰控制裝置按清灰時間設定值自動關閉一室離線閥后，按設定時間程序打開電控脈沖閥，進行停風噴吹，利用氣體瞬間噴吹使濾袋內壓力劇增，將濾袋上的粉塵抖落在灰斗中，灰斗中的粉塵再由卸料器排出。排出后的高溫粉塵通過傳輸設備再次進入預干燥系統。

綜上所述，本項目在生產過程中熱源使用電廠過熱蒸汽或天然氣，不會產生硫化物等有害氣體。

生產中產生的煙塵氣體，由旋風分離器和脈沖布袋除塵器共同處理，除塵效率高達99.99%，出口含塵量低于30mg/m3，低于國家大氣排放標準。

2.3.6控制系統：

西門子Wincc7.3-DCS組態中控系統，系統構成：

系統由工程師站、操作站-上位機（商用機或者工控機）、通訊-工業以太網交換機、控制站-西門子PLC（西門子S7-200-Smart或者S7-300或者S7-400或者S7-1200或者S7-1500）、現場工作站、現場設備構成。

工程師站與操作員站：

一般工程師站用于組態軟件的開發，是組態中控的級別與權限；多數采用性價比高的筆記本電腦，系統安裝Wincc7.3開發版組態軟件。

操作員站用于組態中控的操作與監控，一般安裝運行版軟件，權限由工程師站授權；現在多數采用聯想或者戴爾商用機（以前用工控機的多），系統安裝Wincc7.3運行版組態軟件。

小型的DCS項目一般沒有工程師站，開發版通常安裝在其中一臺操作員站，與其他的操作員站并行使用；一般情況下，一條生產線采用一備一用的模式，即采用兩臺上位機并行使用，互為備用，這樣可以保證系統的安全性、可靠性。

2.3.7輸送、改性及儲存：

煅燒后的脫硫石膏經球磨進行改性粉磨，后由氣流輸進入冷卻室，再進入至成品倉。在此石膏粉儲存3天以上，并得到陳化使產品的各項性能指標更趨穩定。