年產10萬噸磷石膏粉生產線工藝方案

一、工藝要求：

1.1生產能力：≥13.9噸/小時β型半水石膏粉。

石膏原料附著水:10-12%。

處理原料：18-19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：天然氣，熱值≥8000kcal。

二、工藝方案：

利用天然氣作為熱源，加熱導熱油作為傳熱介質；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。磷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磷石膏煅燒爐內煅燒，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，最終將二水磷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磷石膏原料的，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。

2.3.2預干燥系統： 

在熱源使用導熱油的前提下，預系統采用槳葉烘干機進行原料干燥。該機主要由W形殼體和兩根空心槳葉軸及傳動裝置組成，中空軸上排列有中空葉片，機體內壁、葉片及空心軸采用16錳鋼或304不銹鋼材質，保證耐熱、耐腐、不開裂。

其烘干流程如下：原料從計量皮帶送入槳葉干燥機后，導熱油通過槳葉干燥機的內壁及槳葉表面，將熱量傳到給原料，同時持續緩慢的旋轉攪拌，使原料受熱更加均勻；原料隨著槳葉旋轉，不斷地蒸發水分，同時向出料口推進；原料預干燥完成后，通過提升機進入下一環節--煅燒。蒸發出來的水份通過排濕風機排出，但是在排濕過程中，會有小部分粉塵隨著負壓空氣出來，所以需要引入旋風分離器及脈沖布袋除塵器，做到粉塵無排放的目的；，旋風分離器和布袋除塵器過濾出來的粉體，通過輸送設備再次進入槳葉干燥機再次利用。

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       除塵系統：

該生產線屬于全封閉式運行模式，采用先進的脈沖布袋除塵工藝。主要由脈沖布袋除塵器、引風機、螺桿空壓機等設備組成。

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飽和蒸汽，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20mg/m3，低于排放標準。

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。

1、烘干工段

（1）采用專用的管束機進行烘干，烘干熱效率高。

（2）烘干設備采用變頻控制，可有效的控制石膏粉在內部的烘干停留時間。

（3）除塵產生的超細粉經我公司特殊工藝與原料進行均勻的混合，可有效的避免超細粉成團進入煅燒設備造成的產品質量波動。

（4）通過烘干過程控制，可有效避免因原材料含水量波動而產生的質量波動。

2、煅燒工段

1）、煅燒前設置質量控制倉，通過此料倉可起到穩料的作用實現沸騰爐的均勻供料，另外此料倉在設備開機前期、中間出現不合格品時、停機的時候可作為廢料倉，將生產不合格的粉料存儲到此工段，然后再進行煅燒，以此來控制不合格的量；

2）、喂料螺旋輸送機采用計量輸送螺旋，可精準計量進料量，螺旋出料端采用獨特的密封式設計，可有效避免外部冷風在此進入到沸騰爐內部，從而在一定程度上提高了沸騰爐的熱效率；

3）、煅燒設備采用國內常規煅燒設備沸騰爐，我們在此基礎上進行了一部分改進：

A、增加沸騰爐內部空間，延長石膏粉在內部的停留時間，使得煅燒更均勻；

B、采用我公司自主研發的換熱管安裝工藝，可有效地避免因熱脹冷縮造成的沸騰爐殼體開裂；

C、沸騰爐頂部降塵室增高、并在出口位置設計預收塵裝置，減少石膏粉的外排，增加沸騰爐的生產效率；

D、在底部羅茨風機和沸騰爐連接管之間增加余熱回收換熱器，將鼓入的常溫空氣首先經過換熱器進行加熱，然后再計入到沸騰爐內，以此來增加沸騰爐的熱效率；

4）、沸騰爐除塵器采用離線式設計，可有效地增加除塵器濾袋使用壽命。

5）設置專門粉料輸送設備，沸騰爐、冷卻器內部需要清理時首先將粉料通過輸送設備輸送至廢料倉，實現清潔化工作環境。.