沸騰爐原理介紹

（1）   基本原理

①流態化的基本概念

要了解沸騰爐，必須對固體流態化的基本概念有所了解。物體可分為固體和流體（液體、氣體）兩類。固體和流體其物理性狀有很大的不同。所謂固體流態化，就是讓固體顆粒通過與液體接觸而轉變成類似流體狀態的操作。固體流態化以后可使某些工藝過程簡化和強化，甚至使原來不可能的事情變成可能。在這里只介紹一些與石膏沸騰煅燒有關的基本概念。在一個圓筒形容器的底部，裝有一個多孔板，多孔板上方裝有一定高度的石膏粉層。氣體通過多孔板進入料層并穿過料層向上流出。當氣流速度較低時，顆粒層是靜止不動的，氣體從顆粒之間的間隙通過，這種狀態的顆粒層成為固態床。當氣流逐漸增加到某個臨界速度，氣流對固體顆粒的向上推力與顆粒的重量相等時，固體顆粒被氣體吹起而浮動于氣體中，在一定的空氣內無規律的飛翔運動，床層開始膨脹和變松，空隙率比固態床增大許多，但床層仍有一個明顯的上界面，整個床層具有了類似液體性質，這種床層就稱為流化床。如果氣流速度繼續增大，流化床就出現很大的不穩定性，床內固體的顆粒成團地濡動，氣體主要以氣泡形式通過床層上升。床層內分為兩種聚集狀態：一種是大體上處于臨界流化狀態的低孔隙率的區域，稱為密相區；另一種是只有稀散固體顆粒高孔隙率區域（即氣泡），稱為稀相區。高于臨界流速的氣體以氣泡形式沿著流床上升，在上升過程中互相合并長大，到達床層上界面時氣泡破裂，因此床層上界面很不穩定，上下波動，整個流化床看起來就像一鍋激烈沸騰的液體，這種性狀的床層叫做鼓泡床。繼續增大氣流速度，直至氣流速度大于固體顆粒的懸浮速度時，流化床上界面消失，顆粒將被氣體帶出容器，這就不再存在什么流化床，則成為氣流輸送了。固體顆粒實現流態化后，流化床就具有了類似液體的性狀，例如它可以浮起大而輕的物體；床層具有了液體那樣的流動性；當容器傾斜時，床層上界面保持水平；物料可在容器壁上的小孔噴出；如果將兩個流化床容器底部相連通，物料自動由高位床層流向低位床層，直至上下兩個床層上界面平衡為止；床層中任意兩點的壓差大致等于兩間 間的靜壓頭。 

石膏沸騰爐的特點

1設備小巧，生產能力大。

2結構簡單，不易損壞。

3設備緊湊，占地少。

4能耗較低。

5操作方便，容易實現自動控制。

6產品質量好，熟石膏相組成比較理想，物理性能穩定。

7基建投資省，運行費用低。

經過烘干后的原料先經過粉碎機粉碎，再通過煅燒爐提升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。

另外在煅燒爐上設置回料閥，少量高溫的干石膏粉返回到槳葉干燥機，輔助槳葉干燥機完成原料烘干。

煅燒后的半成品經過冷卻后進入磨機改性粉磨，再通過氣流輸送進入成品倉。雙嘴包裝機或噸包機完成包裝。

生產過程中產生的粉塵主要來源有三處，第一處為烘干階段，由脈沖布袋除塵器進行處理，過濾出的脫硫石膏再通過螺旋輸送機回到槳葉干燥機內。第二處為煅燒階段，由旋風分離器和脈沖布袋除塵器進行處理，過濾出的脫硫石膏再通過螺旋輸送機回到煅燒提升機。第三處為氣流輸送階段，粉塵通過倉頂除塵器處理，確保生產車間無粉塵排放。

煅燒所使用的蒸汽首先接入蒸汽灌，從蒸汽罐再分流道烘干和煅燒設備內。

2.3組成部分

設備由原料系統、預干燥系統、煅燒系統、回料系統、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。

該料輸送帶、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： 

在熱源使用過熱蒸汽的前提下，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，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，過熱蒸汽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。

供熱系統：

項目所需熱源全部為電廠飽和蒸汽，溫度240℃左右，蒸汽壓力1.2Mpa。由于項目靠近電廠，蒸汽利用較為方便，而且在使用蒸汽的過程中，無再次污染排放。在使用安全性方面，蒸汽管道配備了蒸汽壓力表、多重手動蒸汽閥門和自動快速截止閥門，使用蒸汽的相關設備也經過試壓，所用蒸汽壓力均在設備耐壓的安全范圍內，蒸汽管道外層及設備外層采用硅酸鋁和巖棉保溫材料，保證了工作人員的人身安全。

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。FD—分室石膏煅燒爐以飽和蒸汽作熱源進入煅燒爐后，通過熱交換器，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，管內加熱介質為飽和蒸汽，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。

2.3.5除塵系統：

組成。

脈沖布袋除塵器

該生產線屬于全封閉式運行模式，主要由脈沖布袋除塵器、引風機、空氣壓縮機等設備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，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。