FGD年产10万石膏粉线.docx
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FGD年产10万石膏粉线
FGD年产10万吨建筑石膏粉生产线
工艺方案
（桨叶干燥机+沸腾炉）
我国是燃煤大国，随着燃煤的增加，二氧化硫的排放量也不断增加，2004年我国二氧化硫排放量超过1500万吨，成为世界二氧化硫排放量第一大国。
煤炭是当今世界电力生产的主要燃料，电厂燃煤是造成二氧化硫污染和酸雨问题的罪魁祸首。
我国火电厂燃煤量约占全国煤炭产量的三分之一。
所以燃煤电厂的脱硫处理已经成为关系国计民生的大事，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，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。
脱硫石膏的化学性质和天然石膏非常相近，作为制作建筑石膏粉的原材料非常合适。
目前，国内脱硫石膏的煅烧，较成熟的技术路线是采用烘干、煅烧二步法制备建筑石膏。
该工艺具有能耗低、工艺简单、产品质量稳定、易控制等显著优点，缺点是占地较前两者大。
目前该工艺在国内多家利用磷石膏的石膏板厂得到应用，包括泰和集团的秦皇岛线、荆门线、泰和401线等和南昌华春线等。
煅烧脱硫石膏所用的加热介质，可用300℃左右的热油或蒸汽。
作为热电厂建设脱硫石膏煅烧生产线，最经济的方法就是利用热电厂廉价的低位尾气。
综上所述，为保证生产工艺的成熟、可靠性和产品质量的稳定性，我们推荐烘干+煅烧二步法。
结合热电厂现有实际热能条件，我们制定了如下年产10万吨建筑石膏粉生产线工艺：
一、工艺要求：
a．生产能力：
≥15吨/小时β型半水石膏粉。
即15T/h×7200h/a＝10.8万吨。
b．产品质量：
按《建筑石膏》国标（GB9776-99）执行，满足石膏砌块、纸面石膏板等石膏建筑用品用粉要求。
c．环保要求：
达到国家环保要求
二、工艺方案：
1、烘干+煅烧：
因为湿法脱硫生成的脱硫石膏经真空皮带脱水机脱水后含有10～18%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，在技术上是成熟、可靠的，在经济上也是最经济的。
具体方案为：
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空心桨叶干燥机烘干去除游离水（该处热源用电厂现有低位过热蒸汽p=13ata,t=300℃），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（采用电厂过热蒸汽为热源p=13ata,t=300℃），煅烧完毕后因脱硫石膏晶粒粗、比表面积小等因素，熟粉进入磨机研磨改性并冷却（此工序可选配），最后送入熟粉料仓备用。
2、环保：
主要噪音为罗茨风机：
罗茨风机进出风口分别加装消音器，噪音低于60分贝；
主要粉尘点是：
烘干系统的湿蒸汽和煅烧系统的湿蒸汽，除尘采用电除尘，熟粉仓上部设置库顶除尘器。
三、工艺布置图：
附后
四、主要设备介绍：
（一）烘干系统：
空心桨叶干燥机:
本设备采用全不锈钢结构，主要由带有夹套的W形壳体和两根空心桨叶轴及传动装置组成。
轴上排列着中空叶片，轴端装有热介质导入的旋转接头。
干燥水分所需的热量由带有夹套的W形槽的内壁和中空叶片壁传导给物料。
物料在干燥过程中，带有中空叶片的空心轴在给物料加热的同时又对物料进行搅拌，从而进行加热面的更新,具有较高的传热效率和传热面自清洁的功能。
是一种连续传导加热干燥机。
加热介质为蒸汽。
加热介质通入壳体夹套内和两根空心桨叶轴中，以传导加热的方式对物料进行加热干燥，不同的物料空心桨叶轴结构有所不同。
物料由加料口加入，在两根空心桨叶轴内的搅拌作用下，更新介面，同时推进物料至出料口，被干燥的物料由出料口排出。
设备特点：
1、设备结构紧凑，装置占地面积小。
干燥所需热量主要是由密集地排列于空心轴上的许多空心桨叶壁面提供，而夹套壁面的传热量只占少部分。
所以单位体积设备的传热面大，可节省设备占地面积，减少基建投资。
2、热量利用率高。
干燥所需热量不是靠热气体提供，减少了热气体带走的热损失。
由于设备结构紧凑，且辅助装置少，散热损失也减少。
热量利用率可达80％－90％。
3、楔形桨叶具有自净能力，可提高桨叶传热作用。
旋转桨叶的倾斜面和颗粒或粉末层的联合运动所产生的分散力，使附着于加热斜面上的物料易于自动地清除，使桨叶保持着高效的传热功能。
另外，由于两轴桨叶反向旋转，交替地分段压缩（在两轴桨叶斜面相距最近时）和膨胀（在两轴桨叶面相距离最远时）斜面上的物料，使传热面附近的物料被激烈搅动，提高了传热效果。
楔型桨叶式搅拌干燥器传热系数较高，为85—350W/（M2·K）。
4、气体用量少，可相应的减少或省去部分辅助设备。
由于不需用气体来加热，因此极大地减少了干燥过程中气体用量。
采用楔形桨叶式干燥器只需少量气体用于携带蒸发出湿分。
气体用量很少，只须满足在干燥操作温度条件下，干燥系统不凝结露水。
由于气体用量少，干燥器内气体流速低，被气体挟带出的粉尘少，干燥后系统的气体粉尘回收方便，可以缩小旋风分离器尺寸，省去或缩小布袋除尘器。
气体加热器，鼓风机等规模都可缩小，节省设备投资。
5、物料适应性广，产品干燥均匀。
干燥器内设溢流堰，可根据物料性质和干燥条件，调节干燥器内物料滞留量。
可使干燥器内物料滞留量达筒体容积的70%—80%，增加物料的停留时间，以适应难干燥物料和高水分物料的干燥要求。
此外，还可调节加料速度、轴的转速和热载体温度等，在几分钟与几小时之间任意选定物料停留时间。
因此对于易干燥和不易干燥物料均适用。
湿含量只有0.1%，已有工业应用实例。
另外，干燥器内虽有许多搅拌桨叶，物料混合均匀，但是，物料在干燥器内从加料口向出料口流动基本呈活塞流流动，停留时间分布窄，产品干燥均匀。
6、适用于多种干燥操作。
前已述及楔形桨叶式干燥可通过多种方法来调节干燥工艺条件，而且它的操作要比流化床干燥、气流干燥的操作容易控制，所以适用于多种操作。
本生产线中我们采用两台81D型。
功率：
装机110kW，实际运行约消耗88kW。
（二）炒制沸腾炉：
石膏沸腾煅烧炉的床层状态属于鼓泡床，因此将这种炉子形象地称作“沸腾炉”。
沸腾炉煅烧部分为一个立式箱式容器在其底部装有一个气体分布板。
目的是在停止工作时支撑固体粉料不致漏粉，在工作时使气流从底部均匀地进入床层。
在床层的上界面以上装有连续进料的投料机。
在床层上界面处的炉壁上有溢流孔，用于出料。
在床层内装有大量的加热管，管内的加热介质为饱和蒸气或载热油，热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使石膏粉脱水分解。
在煅烧部分上部，装有一个静电除尘器，气体离开流化床时带出来的少量粉尘，由静电除尘器收集后自动返回流化床，已除尘的尾气由排风机抽出，排入大气。
正常工作时，从沸腾炉底部鼓入空气，通过气体分布板进入流化床。
鼓入的空气不需要很多，稍稍超过临界气速，使床层实现流态化即可。
此时淹没在流化床中的加热管向物料传递大量的热量，使二水石膏粉达到脱水分解的温度，二水石膏就在流化床中脱去结晶水并变为蒸气，这些蒸气与炉底鼓入的空气混合在一起，通过床层向上运动。
由于蒸气量比鼓入的空气量多得多，所以整个鼓泡床的流态化主要是靠石膏脱水形成的蒸气来实现的。
由于在流化床中粉料激烈的翻滚、混合，所以在整个流化床中各处的物料温度和成分几乎是一致的。
连续投入的生石膏粉，一进入床层，几乎瞬间就与床层中大量热粉料混合均匀，在热粉料中迅速脱水分解。
为了避免刚加入的生料未完成脱水过程就过早短路排出，设计时在炉子中加了一块隔板，将流化床分成大小两部分，两部分底部是连通的。
生石膏粉先进入大的部分，在此脱掉大部分结晶水，然后通过下部的通道进入小的部分，在这里完成最终的脱水过程，再由床层上部自动溢流出炉。
沸腾炉煅烧的特点：
a.设备小巧，生产能力大
沸腾炉生产能力的大小实质上由热源通过加热器壁传递给物料的热量多少来决定。
沸腾炉由于物料实现了彻底的流态化，因此炉内不需要安装搅拌设备。
在炉内就可以高密度地安装很多加热管，因此尺寸不大的炉子就可以有非常大的传热面积。
另外，沸腾炉采用的热源为饱和蒸汽或载热油，其传热系数比热烟气为热源的传热系数高出一个数量级。
从传热方程式就可看出，由于传热系数和传热面积都较大，总传热量也就大。
这就是说沸腾炉的生产能力比较大，比如产量为5T的沸腾炉，直径只有1.3m，产量为10T的沸腾炉，其直径也只有2m就足够了，这是其他传统的外热式煅烧设备无法相比的。
b.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。
c.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。
d.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。
但蒸气锅炉或热油锅炉都是很成熟的热工设备，其热效率是比较高的。
尤其是电厂使用尾蒸汽，沸腾炉总的热效率是比较高的，采用单独的蒸气锅炉，可达57-67%。
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。
如生产10万吨建筑石膏粉所用沸腾炉的装机容量为22KW左右。
e.操作方便，容易实现自动控制
流化床有一个特点，就是床层中物料温度一致。
因此操作中只要控制物料一个设定温度，就可以连续稳定地生产出合格产品。
单一的控制参数，很容易实现自动控制。
f.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Ⅲ也只在5%以内，其余均为半水石膏。
这样的相组成很理想，物理性能也很稳定。
g.基建投资省，运行费用低
由于沸腾炉设备小巧、结构简单、占地少，因此基建投资较同等生产规模的其他类型煅烧设备节省。
投产后，由于能耗较低、维修工作量少、使用寿命长，因此运行费用也较省。
h.必须采用二次热源
必须采用二次热源，是沸腾炉的局限性。
既然要求采用二次热源，工厂就必须有蒸气锅炉与之配套，在本方案中，本生产线中我们可以采用电厂的过热蒸汽作为热源。
沸腾炉主体尺寸：
1800×2400×4800，总功率：
18.5kW。
（三）磨机系统设备型号与主要参数（选配）：
主要功能调整颗粒级配和冷却改性。
a、主机型号：
SG800
处理量：
16～18t/h
允许进料：
≤25mm
电机功率：
55kW（装机）
（四）系统总功率：
238.7KW。
五、工艺能耗
烘干蒸汽用量（p=13ata,t=300℃）：
3000Kg/h
煅烧蒸汽用量（p=13ata,t=300℃）：
4126Kg/h。
蒸汽可循环利用，实际用气量约为上述合计的2/3。
电耗：
12.46KWH/吨粉（此数值为根据装机容量计算，生产实际中应有减少）。
六、电控及自控系统说明
控制方式
对于电器控制系统，设有三种操作方式，即CRT自动操作方式、CRT手动操作方式和现场操作方式。
CRT自动操作方式：
当操作控制条件和工艺设备都符合要求是在中控室发出命令，现场按照程序要求运行
CRT手动操作方式：
人工依照工艺要求分别对工艺设备进行操作，在中控室发出命令，（如调整皮带秤流量即调整进粉量，调整温度等）。
现场手动操作方式：
在设备现场对设备进行操作。
电气结构图
DCS监控画面（图片为天然石膏制粉生产线监控画面，仅供参考）
自控设备清单
设备名称
设备型号
数量
生产厂家
备注
PLC
S7-300
1台
SIMENS
上位计算机
P4/256M/80G/19`液晶
1台
DELL
WIN2000PRO
低压电器
ABB
1宗
ABB
网络系统
PROFI-BUS
1套
SIMENS
柜体及附件
3套
威图（RITTAL）
组态软件
WINCC
1套
SIMENS
七、主要工艺设备表：
序号
设备名称
型号规格
数量（台、套）
功率（KW）
备注
1
定量给料秤
0.80M×2M
2
3
2
皮带运输机
0.80M×10M
2
6
3
浆叶干燥机
10C
2
110
4
破碎机
PC600×400
1
7.5
5
斗式提升机
H=8M
1
5.5
6
沸腾炉
1.6×2.0×5M
1
18.5
7
斗式提升机
H=8M
1
5.5
8
除铁器
2
9
斗式提升机
H=24M
1
7.5
10
螺旋输送机
φ315×6m
1
3
11
电除尘器
1
8.8
立式
12
库顶除尘器
2
7
13
锁风阀
2
14
回转阀
1
2.2
15
袋装机
BGⅡ-1JY
2
2.2
16
非标制作
1
17
电控及自控系统
1
18
电视监控系统
合计
186.7
八、电视监控系统
通常一个完整的监控防范系统由系统前端设备、传输设备、控制设备、显示设备、记录设备等五大部分组成，前端部分是由安装在现场的摄像机、防盗探测器、云台、解码器等设备组成，传输部分是介于前端设备与主控设备的连接线路，控制部分是用来控制前端设备的主控系统，记录部分是指用来记录前端影像的录像机、计算机硬盘等设备。
本系统建议组成如下：
产品名称
产品型号
数量
备注
硬盘记录仪
P4/256M/160G/19`液晶
1
一体化彩色摄像机
1/3英寸
3
云台
3
云台控制器
3
云台解码器
1
摄像机护照及支架
3
视频传输线
1宗
其它附材
1宗
LED照明等
3
九、土建工程
1、总占地面积：
5000平米
2、车间厂房：
24m×18m
3、成品库面积：
建议500～800m2
4、混凝土陈化料仓：
800吨
5、原料堆场面积：
建议不低于1600m2
十、生产线人员配置
基本岗位定员：
3人/班，其中
操作工人：
1人/班
铲车司机：
1人/班
班长：
1人/班
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