沸騰爐原理介紹

（1）   基本原理

①流態(tài)化的基本概念

要了解沸騰爐，必須對固體流態(tài)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(tài)化，就是讓固體顆粒通過與液體接觸而轉(zhuǎn)變成類似流體狀態(tài)的操作。固體流態(tài)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(guān)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(jìn)入料層并穿過料層向上流出。當(dāng)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(tài)的顆粒層成為固態(tài)床。當(dāng)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(nèi)無規(guī)律的飛翔運動，床層開始膨脹和變松，空隙率比固態(tài)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(zhì)，這種床層就稱為流化床。如果氣流速度繼續(xù)增大，流化床就出現(xiàn)很大的不穩(wěn)定性，床內(nèi)固體的顆粒成團(tuán)地濡動，氣體主要以氣泡形式通過床層上升。床層內(nèi)分為兩種聚集狀態(tài)：一種是大體上處于臨界流化狀態(tài)的低孔隙率的區(qū)域，稱為密相區(qū)；另一種是只有稀散固體顆粒高孔隙率區(qū)域（即氣泡），稱為稀相區(qū)。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(dá)床層上界面時氣泡破裂，因此床層上界面很不穩(wěn)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(xù)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(xiàn)流態(tài)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(dāng)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。 

②石膏沸騰煅燒爐的工作原理

石膏沸騰煅燒爐的床層狀態(tài)屬于前面所描述過的鼓泡床，因此將這種爐子形象地稱作“沸騰爐”。沸騰爐煅燒部分為一個立式直筒狀容器在其底部裝有一個氣體分布板，氣體分布板可設(shè)計多孔板。目的是在停止工作時支撐固體粉料不致漏粉，在工作時使氣流從底部均勻地進(jìn)入床層。在床層的上界面以上裝有連續(xù)進(jìn)料的投料機。在床層上界面處的爐壁上有溢流孔，用于出料。在床層內(nèi)裝有大量的加熱管，管內(nèi)的加熱介質(zhì)為飽和蒸汽或載熱油，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。在煅燒部分上部，裝有一個靜電除塵器，氣體離開流化床時帶出來的少量粉塵，由靜電除塵器收集后自動返回流化床，已除塵的尾氣由排風(fēng)機抽出，排入大氣。正常工作時，從沸騰爐底部鼓入空氣，通過氣體分布板進(jìn)入流化床 。鼓入的空氣不需要很多，稍稍超過臨界氣速，使床層實現(xiàn)流態(tài)化即可。此時淹沒在流化床中的加熱管向物料傳遞大量的熱量，使二水石膏粉達(dá)到脫水分解的溫度，二水石膏就在流化床中脫去結(jié)晶水并變?yōu)檎羝@些蒸汽與爐底鼓入的空氣混合在一起，通過床層向上運動。由于蒸汽量比鼓入的空氣量多得多，所以整個鼓泡床的流態(tài)化主要是靠石膏脫水形成的蒸汽來實現(xiàn)的。由于在流化床中粉料激烈的翻滾、混合，所以在整個流化床中各處的物料溫度和成分幾乎是一致的。連續(xù)投入的石膏粉，一進(jìn)入床層，幾乎瞬間就與床層中大量熱粉料混合均勻，在熱粉料中迅速脫水分解。為了避免剛加入的生料未完成脫水過程就過早排出，設(shè)計時在爐子中加了一塊隔板，將流化床分成大小兩部分，兩部分底部是連通的。生石膏粉先進(jìn)入大的部分，在此脫掉大部分結(jié)晶水，然后通過下部的通道進(jìn)入小的部分，在這里完成最終的脫水過程，再由床層上部自動溢流出爐。

2、石膏砂漿

石膏砂漿是水泥砂漿的換代產(chǎn)品,它能夠克服水泥砂漿抹墻后出現(xiàn)空鼓、干裂、脫落等現(xiàn)象,與各種墻體基材都能很好地粘結(jié),尤其適用頂棚抹灰,在加氣砼墻上效果更佳,同時它還具有以下特點:

（1）表面裝飾性:墻面致密光滑而不起灰,有較高的強度而不收縮,外觀典雅,無氣味、無裂紋。

（2）防火性能:在發(fā)生火災(zāi)時,石膏硬化體有大量結(jié)晶水在熱作用下釋放出來,形成蒸汽,阻擋了火焰的蔓延,同時在整個脫水過程中吸收了大量的熱,從而提高了耐火性能。

（3）保溫隔熱:石膏硬化體是一種多孔質(zhì)材料,導(dǎo)熱系數(shù)小,保溫隔熱性能好。

（4）施工方便:有良好的和易性、保水性,現(xiàn)場加水?dāng)嚢杈鶆蚝笾苯由蠅δɑ?操作自如,勞動強度低,材料消耗少。

（5）節(jié)省工期:抹灰層凝結(jié)硬化塊,養(yǎng)護(hù)周期短,整個硬化及強度達(dá)標(biāo)過程1-2天全部完成,可大大提高工作效率,加快工程進(jìn)度。

（6）具有呼吸功能:當(dāng)室內(nèi)環(huán)境濕度較大時,呼吸孔自動吸濕;在相反條件下,能自動釋放儲備的水份,反復(fù)循環(huán),將室內(nèi)濕度控制在適宜范圍之內(nèi),為居住者創(chuàng)造了良好舒適的生活環(huán)境。

（7）有利冬季施工:施工不受季節(jié)限制,尤其冬季-5℃以上搶工期時,其水化速度不因氣溫低而明顯減慢,只要拌合水不結(jié)冰,即具有早強快凝的特性,是冬季室內(nèi)抹灰施工的好材料。