技術(shù)方案和設(shè)備方案

（一）工藝要求：

1.1生產(chǎn)能力：≥27.8噸/小時(shí)β型半水石膏粉。

脫硫石膏原料附著水:10-12%。

處理原料：37-38噸/小時(shí)。

1.2產(chǎn)品質(zhì)量：按照《建筑石膏》國(guó)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(guó)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：新型環(huán)保生物質(zhì)燃料，熱值≥4500kcal。

（二）工藝方案：

利用生物質(zhì)燃料作為熱源，燃燒所形成的熱空氣作為傳熱介質(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(jì)量皮帶機(jī)，計(jì)量皮帶機(jī)會(huì)根據(jù)預(yù)先輸入設(shè)計(jì)好的參數(shù)進(jìn)行送料，誤差不超過0.5噸/小時(shí)。脫硫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)入脫硫石膏煅燒爐內(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(cāng)。最后自動(dòng)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(chǔ)存系統(tǒng)組成，各工段以提升輸送、管道等相連接，最終將二水脫硫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)備二水脫硫石膏原料的，主要有上料斗、輔助振動(dòng)器、計(jì)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。

 3.2預(yù)干燥系統(tǒng)： 

在熱源使用生物質(zhì)的前提下，預(yù)干燥系統(tǒng)采用氣流干燥機(jī)進(jìn)行原料烘干。主要是利用石膏煅燒爐排出的余熱跟二水脫硫石膏原料直接匯合，以脫去其中的游離水分，再經(jīng)過分離器進(jìn)行氣固分離，將去掉游離水的石膏提供給石膏煅燒爐。該系統(tǒng)在煅燒爐排氣濕度不能滿足預(yù)烘干物料的情況下，需要從煅燒爐一室補(bǔ)充高溫?zé)嵩矗ㄟ^調(diào)節(jié)閥門，以達(dá)到理想的預(yù)干燥效果，它的部件主要有：預(yù)干燥塔體，拋料打散，熱風(fēng)主風(fēng)管，熱風(fēng)補(bǔ)風(fēng)管，調(diào)節(jié)閥，分離器，振動(dòng)篩料機(jī)，星形卸料閥，積料倉(cāng)等組成。系統(tǒng)工作過程中，切忌預(yù)干燥物料溫度過低或過高，溫度過低會(huì)造成輸送系統(tǒng)堵塞，過高會(huì)損害輸送系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)，所以合理的調(diào)節(jié)預(yù)干燥溫度是操作的主要因素。

由鼓風(fēng)機(jī)引入的石膏煅燒爐尾氣（溫度>180℃）作熱介質(zhì),經(jīng)高溫調(diào)風(fēng)閥兌熱后的熱風(fēng)進(jìn)入氣流預(yù)干燥工段，在氣流干燥機(jī)內(nèi)形成高速上升熱氣流，脫硫石膏經(jīng)皮帶喂料機(jī)和防堵鎖風(fēng)器配合，喂入氣流干燥機(jī)后，物料此時(shí)被高速上升的氣流迅速分散，并與熱氣流進(jìn)行高速傳質(zhì)傳熱，瞬間使游離水分汽化蒸發(fā)，然后在主機(jī)內(nèi)隨高速上升氣流形成紊流態(tài)，并在此過程中完成預(yù)干燥過程。氣流干燥機(jī)的最大烘干能力設(shè)計(jì)為6000kg水/H。

粉狀物料隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器，大約有90%左右的脫硫石膏被旋風(fēng)分離器收集下沉進(jìn)入集料斗，并由集料斗下端的星型卸料閥排放，剩余物料隨氣流進(jìn)入立式除塵器作二次捕收。旋風(fēng)分離器分離下來的脫硫石膏連續(xù)地落入刮板輸送機(jī)，刮板輸送機(jī)送入石膏煅燒爐內(nèi)進(jìn)行煅燒

2.3.3煅燒系統(tǒng)：

經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)踐，并結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化改造，該改造工藝對(duì)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(shí)，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(shí)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供熱系統(tǒng)：

項(xiàng)目所需熱源全部為新型環(huán)保生物質(zhì)燃料，熱值≥4500kcal。生物質(zhì)熱風(fēng)爐是采用自動(dòng)化燃燒方式，生物質(zhì)顆粒由提升機(jī)送入料斗內(nèi)，下部配備自動(dòng)給料機(jī)，可根據(jù)預(yù)設(shè)的供料速度供料，因此也保證了燃料勻速恒定的供給，燃燒所產(chǎn)生的熱量也會(huì)恒定在使用區(qū)間內(nèi)。另外熱風(fēng)爐為明火作業(yè)方式，爐體內(nèi)使用高溫耐火磚隔離熱量，爐體外部及熱風(fēng)管道用硅酸鋁保溫材料覆蓋，保證了工作人員的人身安全。

2.3.5除塵系統(tǒng)：

該生產(chǎn)線屬于全封閉式運(yùn)行模式，采用先進(jìn)的旋風(fēng)分離和脈沖布袋除塵兩種工藝。該工藝為多級(jí)除塵，主要由旋風(fēng)分離器、脈沖布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)、等設(shè)備組成。

旋風(fēng)分離器

生產(chǎn)線工作時(shí)產(chǎn)生的含塵氣體首先進(jìn)入旋風(fēng)分離器，旋風(fēng)分離器的分離效果：在設(shè)計(jì)壓力和氣量條件下，均可除去≥10μm的固體顆粒。在工況點(diǎn)，分離效率為99%，在工況點(diǎn)±15%范圍內(nèi)，分離效率為97%。正常工作條件下，單臺(tái)旋風(fēng)分離器在工況點(diǎn)壓降不大于0.05MPa。

旋風(fēng)分離器采用立式圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)部沿軸向分為集液區(qū)、旋風(fēng)分離區(qū)、凈化室區(qū)等。旋風(fēng)分離器適用于凈化大于1-3微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。它是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、耐高溫、設(shè)備費(fèi)用低的凈化設(shè)備，旋風(fēng)除塵器在凈化設(shè)備中應(yīng)用得最為廣泛。

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(shí)，由清灰控制裝置按清灰時(shí)間設(shè)定值自動(dòng)關(guān)閉一室離線閥后，按設(shè)定時(shí)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(xiàng)目在生產(chǎn)過程中熱源使用電廠過熱蒸汽或天然氣，不會(huì)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30mg/m3，低于國(guó)家大氣排放標(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(chǎng)工作站、現(xiàn)場(chǎng)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(jí)別與權(quán)限；多數(shù)采用性價(jià)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(yùn)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(yùn)行版組態(tài)軟件。

小型的DCS項(xiàng)目一般沒有工程師站，開發(fā)版通常安裝在其中一臺(tái)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(tái)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。

2.3.7輸送、改性及儲(chǔ)存：

煅燒后的脫硫石膏經(jīng)球磨進(jìn)行改性粉磨，后由氣流輸進(jìn)入冷卻室，再進(jìn)入至成品倉(cāng)。在此石膏粉儲(chǔ)存3天以上，并得到陳化使產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)更趨穩(wěn)定。