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利用脱硫石膏年产8万吨建筑石膏生产线

2014-12-10字体:
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利用脱硫石膏年产8万吨建筑石膏生产线

一、脱硫石膏现状与利用
     脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD 石膏,是对含硫燃料(主要是煤)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。
    目前,随着工业的发展,燃煤的增加,由燃煤排放到大气中的二氧化硫也不断增加,1995年我国二氧化硫排放量己达到2370万吨。成为世界二氧化硫第一排 放大国,由此而产生的空气污染、酸雨等现象极为严重。因此对二氧化硫排放量的控制势在必行,按照有关规定:即2000年后投入运行和在建的装机容量为 10000 MW的电厂均应具有脱硫设备。
    据初步统计,目前己投入运行和即将投入运行的脱硫机组总容量为2800多MW ,已开工的为850 MW,己列入计划的总计容量为3800 MW,到2010 年,全国火电厂烟气脱硫机组总容量将达到40000---50000 MW,也就是说,届时将每年产生纯度85 %以上的烟气脱硫石膏850 万吨。
     燃煤电厂应用最广泛和最有效的二氧化硫控制技术为烟气脱硫,也是目前世界上惟一规模化、商业化应用的脱硫方式。烟气脱硫技术按工艺特点可分为湿法、半干法 和干法三大类。湿法脱硫工艺应用最多,占脱硫总装机容量的80%以上,如德国的比例是90%,日本是98%,美国是92%。湿法中占绝对统治地位的石灰、 石灰石—石膏法是目前世界上技术最成熟的脱硫工艺。
    脱硫石膏作为石膏的一种,其主要成分和天然石膏一样,都是二水硫酸钙,化学性质和天然石膏非常相近。但作为工业副产品的化学合成石膏,同时又具有同其它化 学石膏一样的特性:具有较高的游离水、松散的细小颗粒、具有多种杂质成分。但由于脱硫石膏的生产工艺,其中所含的杂质成分多为无机、难溶的矿物类杂质,大 多均对石膏的加工及应用没有较大影响。在脱硫现场,为提高烟气脱硫效率,技术上对用于脱硫的石灰石粉、氧化钙含量和细度要求较高,这些要求客观上保证了脱 硫石膏化学成分的稳定。因此,在所有的化学石膏中,脱硫石膏最为容易,而且由于其自身的品位较高(CaSO4•2H2O含量可达85---95%),作为 制作建筑石膏粉的原材料非常合适,所得到的石膏产制品也均具有较高的性能。
由此可见,在适宜的工艺及设备技术条件下,脱硫石膏将成为一种廉价的、优质的、高品位的石膏产制品生产的原材料。
二.生产工艺简介
1. 因为湿法脱硫生成地脱硫石膏经真空皮带脱水机脱水后含有超过10%的游离水,结合国内磷石膏制备建筑石膏粉的成功经验,采用二水石膏预烘干、沸腾炉煅烧的 二步法工艺煅烧建筑石膏粉。具体为:用装载机将原料从原料堆场送至进料斗,经计量后由皮带输送机送入回转烘干机烘干去除游离水(该处热源为燃煤流化沸腾 炉,同时在该输送皮带上增加一套酸碱中和装置,既经计量后的熟石灰),出料后经集料收尘器收料,经提升输送设备送入煅烧沸腾炉煅烧(采用燃煤导热油炉作为 热源),煅烧完毕后送入球磨机中粉磨改性,而后再经提升输送设备提升至熟粉料仓备用。

2.工艺流程图 

脱硫石膏现状与利用

三、沸腾炉工艺介绍
     随着石膏产业的发展和进步,各行各业对石膏粉的需求也越来越大,对石膏粉的质量要求也越来越高,石膏粉的生产制造工艺也在不断进步,在石膏粉的生产加工环 节中烘干脱水是关键环节,也是最难以掌握的部分,根据这一情况我们根据多年来对石膏粉生产及深加工行业的不断探索和研究,开发出了新一代适合各种石膏粉生 产要求的脱水设备——沸腾炉。
1. 工作原理
     沸腾炉烘干系统主要工作原理:沸腾炉主体主要由细径密集的散热盘管组成,盘管中通入导热油,经过换热,把热量释放到炉体内部。沸腾炉底部安装罗茨风机,通 过布风板把冷风鼓入炉体,吹动炉体内粉料达到沸腾状态,在一定温度下,经过烘干脱去结晶水的粉料,质量变轻后,自动流动到出料口,这样产出的石膏粉质量稳 定,结晶水含量、初终凝时间比较容易控制。
另外,该设备利用干式静电除尘器除尘后,除尘效率达到95%以上,消除了粉尘污染。
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。但烟气锅炉或导热油锅炉都是很成熟的热工设备,其热效率是比 较高的。蒸汽锅炉一般能达到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。
5. 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,无水石膏也只在5%以内,其余均为半水石膏。这样的组成很理想,物理性能也很稳定。
      为达到以上生产设备要求,经过我公司研究开发研制出了一整套沸腾炉设备的生产加工工艺,主要材料均选用优质钢材。如:导热油盘管选用优质无缝钢管(GB3087-82);钢板采用锅炉用碳素钢和低合金钢板(GB713-86);架体型钢均采用国标产品。
      此外在焊接加工中,为保证焊接质量操作人员均持证上岗,焊接完成后,为防止导热油渗漏,主体盘管内作水压试验,水压试验达到0.8-1.0MPa并保压24小时以上无泄漏现象即为产品合格。

四、生产线设备明细及相关技术参数
 

沸腾炉工艺介绍

五、电气控制系统
       电气控制系统采用目前先进的DCS(集散控制系统),
选用日本三菱的PLC,将分散于各处的设备集中控制。

六、生产现场人员配置
上料系统     2人/8小时(即:6人/天)
粉磨系统     1人/8小时(即:3人/天)
煅烧系统     1人/8小时(即:3人/天)
供热系统     1人/8小时(即:3人/天)
电       工     1人/天
机       修     1人/天
合计:5人/班,共需员工17人。

七、产量计算
生产时间:300天/年 × 24小时
台时产量:≥11.12吨/小时(成品粉)

八、原材料指标
品位 ≥85%
附着水分 ≤25%(入烘干机≤18%)
MgO <0.1%
Na2O <0.06%
K2O ≤0.06%
Fe2O3 ≤0.1%
CaCO3+MgCO3 ≤1%
PH值 5~8
细度 >80目
放射性符合《建筑材料放射性核素限量》标准(GB6566-2001)

九、产品相关参数(GB9776-88)
1. 产品质量:达到或超过国家《建筑石膏》标准(GB9776-88)要求。
2. 细度:≥80目。
3. 抗折强度(与原材料有直接关系):≥1.8Mpa;抗压强度:≥3.0Mpa。
4. 主要相成分(可调):   半水石膏的含量:≥80%    二水石膏的含量:﹤5%     可溶性无水石膏含量:﹤5%
5. 初凝时间:3~8min可调;终凝时间:6~15min可调。
6. 标稠:78~85%可调。

十、能耗
1.电耗:≤35KWH / t 成品粉(此
  数值为根据装机容量计算,生产实际中应有减少)。
2.煤耗:≤60Kg / t 成品粉(实际煤耗受原材料所
  含游离水多少的影响)。

十一、场地要求
1. 生产车间:80米(长) × 20米(宽)
2. 原料堆场:2000平方米
3. 燃煤堆场:300平方米

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