年產(chǎn)10萬噸磷石膏粉生產(chǎn)線工藝方案
一、工藝要求：
1.1生產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量：按照《建筑石膏》國標(biāo)（GB/T9776-2008）執(zhí)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(huán)保要求：符合國家環(huán)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(dǎo)熱油作為傳熱介質(zhì)；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(jìn)料斗，進(jìn)料斗配備振打電機(jī)和計量皮帶機(jī)，計量皮帶機(jī)會根據(jù)預(yù)先輸入設(shè)計好的參數(shù)進(jìn)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(jī)進(jìn)入氣流干燥器，氣流干燥器適用于利用高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)行烘干。經(jīng)過烘干后的原料通過旋風(fēng)分離器和螺旋輸送機(jī)進(jìn)入磷石膏煅燒爐內(nèi)煅燒，該煅燒爐采用流態(tài)化煅燒，保證了煅燒的均勻性。煅燒后的半成品進(jìn)入球磨機(jī)改性粉磨，再通過提升機(jī)或者氣流輸送機(jī)進(jìn)入冷卻室和成品倉。最后自動包裝機(jī)完成成品包裝。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵由旋風(fēng)分離器和脈沖布袋除塵器進(jìn)行處理，確保生產(chǎn)車間無粉塵排放。
2.3組成部分
該設(shè)備由原料系統(tǒng)、預(yù)干燥系統(tǒng)、煅燒系統(tǒng)、供熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、成品儲存系統(tǒng)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(tǒng)：
原料系統(tǒng)是供給設(shè)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(shè)備的煅燒要求，根據(jù)原料濕度和流量，輸送給設(shè)備相應(yīng)的二水石膏原料。
2.3.2預(yù)干燥系統(tǒng)：
在熱源使用導(dǎo)熱油的前提下，預(yù)系統(tǒng)采用槳葉烘干機(jī)進(jìn)行原料干燥。該機(jī)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(jī)體內(nèi)壁、葉片及空心軸采用16錳鋼或304不銹鋼材質(zhì)，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(jī)后，導(dǎo)熱油通過槳葉干燥機(jī)的內(nèi)壁及槳葉表面，將熱量傳到給原料，同時持續(xù)緩慢的旋轉(zhuǎn)攪拌，使原料受熱更加均勻；原料隨著槳葉旋轉(zhuǎn)，不斷地蒸發(fā)水分，同時向出料口推進(jìn)；原料預(yù)干燥完成后，通過提升機(jī)進(jìn)入下一環(huán)節(jié)--煅燒。蒸發(fā)出來的水份通過排濕風(fēng)機(jī)排出，但是在排濕過程中，會有小部分粉塵隨著負(fù)壓空氣出來，所以需要引入旋風(fēng)分離器及脈沖布袋除塵器，做到粉塵無排放的目的；，旋風(fēng)分離器和布袋除塵器過濾出來的粉體，通過輸送設(shè)備再次進(jìn)入槳葉干燥機(jī)再次利用。
2.3.3煅燒系統(tǒng)：
經(jīng)過長期實踐，并結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)工藝進(jìn)行了優(yōu)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(zhuǎn)窯，在節(jié)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(yīng)用流態(tài)化技術(shù)煅燒高含水率化學(xué)石膏的高效節(jié)能設(shè)備。熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)進(jìn)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(jié)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(fēng)換熱器和多孔板，在床層內(nèi)裝有大量加熱管，管內(nèi)加熱介質(zhì)為高溫?zé)犸L(fēng)，熱量通過管壁傳遞給管外處于流態(tài)化的石膏粉，使石膏粉脫水分解。在煅燒器上部，裝有內(nèi)置式高效旋風(fēng)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(nèi)，熱濕氣體則通過管道與預(yù)干燥工段的旋風(fēng)分離器濕氣匯合進(jìn)入二次布袋收塵器。
2.3.4 除塵系統(tǒng)：
該生產(chǎn)線屬于全封閉式運行模式，采用先進(jìn)的脈沖布袋除塵工藝。主要由脈沖布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)、螺桿空壓機(jī)等設(shè)備組成。
脈沖布袋除塵器
除塵器本體由鋼結(jié)構(gòu)框架、箱體、灰斗、濾袋和袋籠等組成。除塵效率可達(dá)99.99%。
其工作原理是含塵煙氣由除塵器的進(jìn)風(fēng)均流裝置進(jìn)入上箱體，當(dāng)濾袋上的粉塵越積越多，設(shè)備阻力達(dá)到限定的阻力值時，由清灰控制裝置按清灰時間設(shè)定值自動關(guān)閉一室離線閥后，按設(shè)定時間程序打開電控脈沖閥，進(jìn)行停風(fēng)噴吹，利用氣體瞬間噴吹使濾袋內(nèi)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(shè)備再次進(jìn)入預(yù)干燥系統(tǒng)。
綜上所述，本項目在生產(chǎn)過程中熱源使用電廠飽和蒸汽，不會產(chǎn)生硫化物等有害氣體。
生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙塵氣體，由旋風(fēng)分離器和脈沖布袋除塵器共同處理，除塵效率高達(dá)99.99%，出口含塵量低于20mg/m3，低于排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.3.6控制系統(tǒng)：
西門子Wincc7.3-DCS組態(tài)中控系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)成：
系統(tǒng)由工程師站、操作站-上位機(jī)（商用機(jī)或者工控機(jī)）、通訊-工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)、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(xiàn)場工作站、現(xiàn)場設(shè)備構(gòu)成。
工程師站與操作員站：
一般工程師站用于組態(tài)軟件的開發(fā)，是組態(tài)中控的級別與權(quán)限；多數(shù)采用性價比高的筆記本電腦，系統(tǒng)安裝Wincc7.3開發(fā)版組態(tài)軟件。
操作員站用于組態(tài)中控的操作與監(jiān)控，一般安裝運行版軟件，權(quán)限由工程師站授權(quán)；現(xiàn)在多數(shù)采用聯(lián)想或者戴爾商用機(jī)（以前用工控機(jī)的多），系統(tǒng)安裝Wincc7.3運行版組態(tài)軟件。
小型的DCS項目一般沒有工程師站，開發(fā)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(chǎn)線采用一備一用的模式，即采用兩臺上位機(jī)并行使用，互為備用，這樣可以保證系統(tǒng)的安全性、可靠性。
1、烘干工段
（1）采用專用的管束機(jī)進(jìn)行烘干，烘干熱效率高。
（2）烘干設(shè)備采用變頻控制，可有效的控制石膏粉在內(nèi)部的烘干停留時間。
（3）除塵產(chǎn)生的超細(xì)粉經(jīng)我公司特殊工藝與原料進(jìn)行均勻的混合，可有效的避免超細(xì)粉成團(tuán)進(jìn)入煅燒設(shè)備造成的產(chǎn)品質(zhì)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(chǎn)生的質(zhì)量波動。
2、煅燒工段
1）、煅燒前設(shè)置質(zhì)量控制倉，通過此料倉可起到穩(wěn)料的作用實現(xiàn)沸騰爐的均勻供料，另外此料倉在設(shè)備開機(jī)前期、中間出現(xiàn)不合格品時、停機(jī)的時候可作為廢料倉，將生產(chǎn)不合格的粉料存儲到此工段，然后再進(jìn)行煅燒，以此來控制不合格的量；
2）、喂料螺旋輸送機(jī)采用計量輸送螺旋，可精準(zhǔn)計量進(jìn)料量，螺旋出料端采用獨特的密封式設(shè)計，可有效避免外部冷風(fēng)在此進(jìn)入到沸騰爐內(nèi)部，從而在一定程度上提高了沸騰爐的熱效率；
3）、煅燒設(shè)備采用國內(nèi)常規(guī)煅燒設(shè)備沸騰爐，我們在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了一部分改進(jìn)：
A、增加沸騰爐內(nèi)部空間，延長石膏粉在內(nèi)部的停留時間，使得煅燒更均勻；
B、采用我公司自主研發(fā)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(shè)計預(yù)收塵裝置，減少石膏粉的外排，增加沸騰爐的生產(chǎn)效率；
D、在底部羅茨風(fēng)機(jī)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(jīng)過換熱器進(jìn)行加熱，然后再計入到沸騰爐內(nèi)，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(shè)計，可有效地增加除塵器濾袋使用壽命。
5）設(shè)置專門粉料輸送設(shè)備，沸騰爐、冷卻器內(nèi)部需要清理時首先將粉料通過輸送設(shè)備輸送至廢料倉，實現(xiàn)清潔化工作環(huán)境。.
