2、石膏砂浆

石膏砂浆是水泥砂浆的换代产品,它能够克服水泥砂浆抹墙后出现空鼓、干裂、脱落等现象,与各种墙体基材都能很好地粘结,尤其适用顶棚抹灰,在加气砼墙上效果更佳,同时它还具有以下特点:

（1）表面装饰性:墙面致密光滑而不起灰,有较高的强度而不收缩,外观典雅,无气味、无裂纹。

（2）防火性能:在发生火灾时,石膏硬化体有大量结晶水在热作用下释放出来,形成蒸汽,阻挡了火焰的蔓延,同时在整个脱水过程中吸收了大量的热,从而提高了耐火性能。

（3）保温隔热:石膏硬化体是一种多孔质材料,导热系数小,保温隔热性能好。

（4）施工方便:有良好的和易性、保水性,现场加水搅拌均匀后直接上墙抹灰,操作自如,劳动强度低,材料消耗少。

（5）节省工期:抹灰层凝结硬化块,养护周期短,整个硬化及强度达标过程1-2天全部完成,可大大提高工作效率,加快工程进度。

（6）具有呼吸功能:当室内环境湿度较大时,呼吸孔自动吸湿;在相反条件下,能自动释放储备的水份,反复循环,将室内湿度控制在适宜范围之内,为居住者创造了良好舒适的生活环境。

（7）有利冬季施工:施工不受季节限制,尤其冬季-5℃以上抢工期时,其水化速度不因气温低而明显减慢,只要拌合水不结冰,即具有早强快凝的特性,是冬季室内抹灰施工的好材料。

（二）建筑石膏生产设备的市场分析

由于用天然石膏生产建筑石膏的现行工艺是采用对粉状物料的煅烧,而脱硫石膏就是粉状的;因此,用脱硫石膏生产建筑石膏的设备与天然石膏的变化不大;但也并不能完全照搬,要根据脱硫石膏和天然石膏的不同点对现有生产工艺和设备进行选择与改造；比如,脱硫石膏不适合流态化煅烧设备,因为它粒径太小,有的未烧就被吹出来了,为解决这个问题需要加大均化仓,并不断倒仓。目前用天然石膏生产建筑石膏的设备主要有:连续炒锅、回转窑、沸腾炉、流化床煅烧炉、以及沙司基打磨、彼特磨、斯德动态煅烧炉等；总体来说都很成熟,但各有千秋,因此竞争激烈。

脱硫石膏的特性

1、脱硫石膏与天然石膏的相同点

(1)水化动力学和凝结特征一致;

(2)主要矿物相、转化后的五种形态、七种变体物化性能一致,脱硫石膏完全可以代替天然石膏用于建筑材料和陶瓷模具;

(3)两者均无放射性,不危害健康。

2、脱硫石膏与天然石膏的不同点

(1)原始物理状态不一样:天然石膏是粘合在一起的块状,而脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在;脱硫石膏杂质与石膏之间的易磨性相差较大,天然石膏经过粉磨后的粗颗粒多为杂质,而脱硫石膏其颗粒多的却为石膏,细颗粒为杂质,其特征与天然石膏正好相反;

(2)颗粒大小与级配:烟气脱硫石膏的颗粒大小较为平均其分布带很窄,高细度(200目以上)、颗粒主要集中在30-60μm之间,级配远远差于天然石膏磨细后的石膏粉。因此,现有的以天然石膏为原料的熟石膏的煅烧设备和生产工艺并不能完全照搬,要采用针对化学石膏设计的生产工艺和设备;比如,脱硫石膏不适合流态化煅烧设备,因为它粒径太小,还未烧就很容易被吹出来了；还如,用天然石膏生产高强石膏的蒸压釜,脱硫石膏就无法直接放入蒸压;另外脱硫石膏粒径分布非常狭窄,加工成熟石膏粉后,要对其进行粉磨改性、产生级差,才能使其具有更好的凝结强度;而在粉磨改性中,碾压力形成级差产生的改性效果不好,而劈裂力形成的效果好,碰撞力次之;因此,改性磨的选择要注意它的力学特点。

(3)高含水量 ,流动性差,只适合皮带输送。

(4)杂质成分上的差异,导致其脱水特性、易磨性及煅烧后的熟石膏粉在力学性能、流变性能等宏观特征上的不同。

(5)脱硫石膏的产出在全国分布比较均匀,特别是石膏产品大量消费地的东部发达地区脱硫石膏的产量也很大,而且脱硫石膏的品位又很高,一般都在90%以上;这样就弥补了我国高品位的天然石膏储量小、产量低、其产品远离消费地的重大缺陷。

（二）脱硫石膏的利用原则

(1)坚持扩大利用、高效利用、清洁利用、物尽其用的原则,重点推进量大面广、资源化潜力大的脱硫石膏回收与再生利用,合理延长产业链,开发高附加值的综合利用产品,减少二次污染,提高资源利用效率,实现经济效益、社会效益、环境效益的有机统一。

(2)坚持市场导向原则,因地制宜,产销对路,确定脱硫石膏综合利用的优先发展领域,提高资源利用效率、减少废弃物排放的重要措施,成为企业健康发展的驱动力。

(3)综合考虑,脱硫石膏深加工生产线要与电厂烟气脱硫系统有机结合,无缝衔接;同时脱硫石膏深加工生产不能产生新的污染源,尽可能利用电厂的余热为热源。

（三）脱硫石膏的直接利用

(1)经过干燥后可用作水泥缓凝剂;

(2)经过配制后可用作盐碱地的改良。

7、除尘系统

      在建筑石膏粉烘干、煅烧和输送过程以及尾气中会产生含有粉尘的气体。为满足环保要求，本系统在粉尘产生区设立灰尘收集点及收尘口，并安装脉冲袋式除尘器，尘源区的含尘空气将全部经过除尘器过滤后再排向室外，废弃排放浓度少于10mg/立方米。符合环保要求和工业事业卫生标准。收集的灰尘通过输送设备运送到系统中。

8、生产车间尺；按平面布局图

9、工作体质

10、人力要求

二、工艺描述

1、工艺简单

计量上料---皮带输送---预干燥---除尘---煅烧----质控仓---降温---改姓---储存---包装

2、工艺流程图

3、工艺描述

生产工艺采用二步法进行，前端采用管束烘干机进行烘干，煅烧采用沸腾炉进行煅烧。主要生产系统分为湿供料工段、预干燥工段、煅烧工段、质量控制系统、冷却系统、改性处理、入仓陈化、除尘、热源、自动控制10个系统进行设计、

1）湿供料工段

           湿供料工段由受料斗、带式定量给料机、皮带输送机、除尘器、筛分机等输送设备构成。

            由3--5吨装载机或者抓斗把含有游离水的工业副产石膏运送至受料斗里面，在料斗内进行临时储存，料斗内衬不锈钢衬板，可防止化学石膏的粘仓问题。料斗底部设有专用计量皮带称，通过该设备可精确的计量每个时间段的供料量，并保证湿料均匀的供给下游皮带输送机。皮带输送机采用槽型皮带输送机，实现一定距离和高度的运输，在斜皮带输送机上设有除铁器，可有效避免铁制品进入到系统中。另外在斜皮带下料端设置旋转筛分机，可有效避免大块颗粒物及石膏内的杂质进入到系统中。整个系统经计量皮带称和皮带输送机输送到后续工段，实现系统生产量和成品质量的控制。

2）预干燥工段

          预干燥工段采用管束式烘干机进行烘干石膏粉，整个系统有自清洁锁风下料器、管束烘干机、预热风机、蒸汽换热器、袋式除尘器、主引风机、提升机、输送设备构成。

     计量后的原料石膏经皮带输送机输送到以蒸汽为热源的烘干机中进行烘干，粉料在烘干设备转动的带动下由进料端往出料端移动，并在移动过程中进行热交换，以此达到烘干的目的，此种烘干机采用列管式换热方式进行热交换，并在传送物料过程中将物料扬起进入到管束中，保证石膏在烘干机中与蒸汽进行的充分热交换，提高烘干效率，

3）煅烧工段

         煅烧系统采用蒸汽型沸腾炉煅烧工艺将粉料进行均匀的煅烧；整套系统包含输送设备、筛分机、计量螺旋、沸腾炉、罗茨风机等组成；

          烘干好的粉料首先经过输送设备、旋转筛分机进行输送处理，在计入沸腾炉之前首先进行筛分，避免大颗粒物料进入到沸腾炉，进而避免沸腾炉煅烧不均匀和沸腾炉底部歩风板堵塞。处理完毕的石膏粉料经计量螺旋均匀输送给沸腾炉；输送设备为可计量输送机，可精确计量每个时间段的喂料量吗，保证石膏粉供料稳定性。其供料量可根据煅烧工艺要求和工作过程中的沸腾炉各点具体温度进行调整，温度增高则进料量增加，反之减少；沸腾炉为蒸汽沸腾炉，沸腾炉内分为主炉和副炉共4个室，底部设有高压罗茨风机往底部注风，协助粉料在炉内沸腾；粉料在沸腾炉中与管道内的蒸汽进行间接热交换，蒸汽把热量传递给粉料，对粉料进行煅烧。粉料首先进入沸腾炉的主炉内进行煅烧，进而经过底部通道进入副炉进一步脱水；经沸腾炉上部出料口排出至粉磨工段进行粉磨；

4）质量控制系统

     质量控制系统采用专门临时暂存工艺将粉料进行精准分离；整套系统包含提升机、螺旋输送机、气动阀门、暂存仓等组成；

     因为在沸腾炉开、停机时会产生不合格的石膏粉料，如果此时的石膏粉料输送到下游与成品粉混合的话将会产生很大的质量波动。所以此时产生的石膏粉通过质量控制系统经输送设备运送至暂存仓内存储，在正常生产时产生质量波动时，也将通过质量控制系统进入到此料仓内进行暂存，待石膏粉正常煅烧时按一定添加量进入到煅烧系统重新煅烧。这样可有效避免石膏粉产生质量波动影响下游产品质量。同时此料仓作为煅烧前稳料仓，当烘干物料产生重量方面波动时，此料仓起到缓冲稳料的作用，这样来保证煅烧前供料稳定性。

8）除尘系统

          除尘系统采用袋式除尘器，以此来保证石膏粉在生产过程中因原料的预干燥、输送、粉磨、煅烧、陈化处理过程中，保证系统运行在负压状态下，所产生粉尘经过除尘设备静化再排出室外，工作环境达到规定标准。

9）热源提供给系统

     热源供给：以电厂蒸汽为热源的蒸汽系统，以蒸汽做热交换介质，由于没有锅炉直接使用蒸汽，热源热效率可达100；控制系统采用PLC、压力变送器、温度电动调节，出口温度控制在+1°c区间，产品质量稳定。

10）自动控制

      原料车间生产控制采用分布式PLC控制系统，CPU模块选用西门子品牌，现场I/O模块采用西门子ET-200SP,  人机界面选用西门子品牌。传感器、变频器、PLC模块、HMI等核心设备构成原料控制站。设备级（变频器、分布式I/O等）采用现场总线方式与CPU通讯进行数据交换，原料控制站和计算机控制中心通过工业以太网相连、wincc组态软件编程，从而实现生产过程的集中控制和实时数据统一管理。

三、核心设备介绍

1、管束干燥机

     管束干燥机按逆流方式操作，根据需要也可采用顺流加热方式，热耗低；干燥物料范围广泛，主要为松散物料干燥，处理能力大，水分蒸发大且可干燥高水份物料；物料干燥弹性大（能视不同的物料性质及水分要求对干燥时间进行调整）可连续生产（自动化程度高），亦可间隙操作（适合于特殊生产工艺）；

        1.1组成结构

(1) 主机转子系统，此为干燥机的核心部件，不同的干燥机有不同的转子结构。旋转列管式干燥机的转子由两端中空轴、封头及数百根管子形成的管束组成；旋转圆盘式干燥机的转子由中空轴和焊接组装在其上的数十只圆盘组成。运转时转子靠两端轴承支撑；一端为固定轴承，一端可以自由游动、消耗热膨胀。转子四周有固定在架子上的抄板。

(2) 传动系统，由电机、减速系统组成（摆线针轮减速和齿轮减速二级）

(3) 管路系统，由调节阀门、金属软管、旋转街头等组成。

(4) 排风和除尘系统，引风机排风，配湿法除尘回收热水和粉尘。

  1.2性能特点

（1）换热充分、热耗低、干燥物料范围广、处理量大、水分蒸发量大，并且可以干燥高水分物料。

（2）采用变频电机驱动，电耗比传统管束节约30%以上。

（3）该机附加配套设备少，占地面积小，工艺布局紧凑，可在单层厂房内放置，大大节约了土建费用。

（4）物料在滚筒内翻拌彻底，没有残留物料。

（5）由于换热管在滚筒旋转时不承受扭矩，减少了换热管因传扭矩而导致焊缝开裂、泄漏的危险，极大的提高了设备使用寿命；如果列管发生漏气等现象，列管可以很方便的任意更换。

（6）滚筒底部筒体壁厚12毫米，常规管束壳体一般厚6毫米，在经受相同程度的磨损和腐蚀的情况下，筒体的寿命可以成倍的提高。

（7）允许带料启动。

（8）可以连续操作（即自动化程度高），也可以间歇操作（适合于特种工艺）

（9）物料在呈负压状态的封闭内腔被干燥，作业环境清洁，无污染，噪音小。

2、煅烧沸腾炉的工艺特点

（1）设备小巧，生产能力大

        沸腾炉生产能力的大小由沸腾炉的热换面积来决定。沸腾炉由于实现了物料的彻底流太化，炉内不需要安装搅拌设备。在炉内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真气，传热系数和传热面积都较大，总穿热量也就大。所以沸腾炉的生产能力比较大，这是其他传统的外热式煅烧设备无法相比的

（2）结构简单，不易损坏

由于物料实现了流太化，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。

（3）设备紧凑，占地少

         沸腾炉是立式布置的设备，设备非常紧凑。占地面积少

（4）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，几乎都能有效地用于物料的脱水分解。炉子本身的热效率在95%以上。因此沸腾炉总的热效率是比较高的，采用蒸汽，可达90%以上。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80%。国内沸腾炉的热耗指标为7.7x105KJ/t(18.33万kcal/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太化的，需要在炉底鼓入的空气也很有限，配套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的多。

（5）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，很容易实现主动控制。

（6）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。

（7）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。