磷石膏生产线沸腾炉煅烧设备天然气导热油年产十万吨

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磷石膏生产线沸腾炉煅烧设备天然气导热油年产十万吨

年产 10 万吨磷石膏粉生产线工艺方案
一
、项目提出的背景
项目建设背景
磷石膏粉原料充足
从 2003 年起,国家发改委审批的新建燃煤电厂,如果燃煤含硫达 0.7%以上,就安装
烟气磷装置;已建成的燃煤电厂也要逐步安装烟气磷装置；因此,至 2007 年底,我国已有
2.7 亿千瓦的燃煤发电机组安装了烟气磷装置；而到 2017 年,我国已有 9 亿千瓦的燃煤发电
机组安装烟气磷装置,其中 88%的烟气磷装置是采用石膏湿法烟气磷系统(即 WFGD);根据
我国电煤的含硫量,因此,每年将要排放数亿吨湿法磷的副产品
——
磷石膏。
未处理磷石膏对环境的影响
巨量的磷石膏排弃而得不到利用,只是将废气污染转化成废渣污染,酸化土壤和地下水。
建立化学石膏排放场地,不仅要占用大量土地,而且每吨还需投资数十元,再加上运输费用,这
对企业也是
一
个不小的负担。因此磷石膏等化学石膏的综合利用已是迫在眉睫的任务。
磷石膏综合利用的政策导向
目前已经将磷石膏深加工产品列入《资源综合利用目录》(2008 年)版,这不仅在税收上
支持磷石膏的综合利用,而且对磷石膏的综合利用进行了定性,成为国家建设资源节约型社
会的重要
一
环。
项目建设的必要性和意义
在石灰石石膏湿法磷过程中,每吸收
一
吨二氧化硫就要产生 2.7 吨磷石膏。截止到 2017
年我国将有 9 亿多千瓦的燃煤发电机组安装烟气磷装置;根据我国电煤的含硫量,因此在
2017 年之后,每年将要产生数亿吨湿 法磷的副产品
——
磷石膏。 总之,本产业对于节能减
排、发展循环经济、清洁生产、实现燃煤电厂废渣零排放、建设资源节约性社会有着极其
重要的社会意义和经济意义。
综上所述，我国不仅拥有大量磷石膏原料，而且在政策方面大力支持对磷石膏的综合利
用。因此实施该项目正是跟随全面创新、可持续发展战略的脚步，不仅能够带动地方经济
发展，对环境保护也起到至关重要的作用。
磷石膏的应用
我国是磷石膏排放量大国，也是磷石膏应用研究、应用较多的国家。现已将磷石膏用于
水泥缓凝剂、纸面石膏板、建筑石膏、抹灰石膏，石膏砌块、石膏墙板、化工原料、道路
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路基、矿山填充、陶瓷生产、石膏纤维生产、土壤改良等工业副产石膏的应用领域。
二、生产线介绍
（
一
）工艺要求：
1.1 生产能力：≥13.7 吨/小时β型半水石膏粉。
磷石膏原料附着水:10%
-
35%。
处理原料：20 吨左右/小时。
1.2 产品质量：按照《建筑石膏》国标（GB/T9776
-
2008）执行，满足石膏砂浆、石膏
砌块等石膏建筑用品用粉要求。
1.3 环保要求：符合国家环保要求（粉尘排放≤20mg/m
³
，无污水排放，无有害气体排
放）。
1.4 热源条件：燃煤，热值≥5000kcal。
（二）工艺方案：
利用煤作为热源，导热油作为传热介质；采用烘干、煅烧两步法工艺。
2.1 工艺流程图：
2.2 工艺顺序介绍：上料铲车将原料送入 1 号进料斗，进料斗配备振打电机和 2 号皮带
称，2 号皮带称会根据预先输入设计好的参数进行送料，误差不超过 0.5 吨/小时。
磷石膏原料通过 4 号皮带输送机进入 5 号桨叶干燥机，桨叶干燥机适用于利用导热油、
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蒸汽等介质进行烘干。
经过烘干后的原料通过 6 号提升机进入 7 号磷石膏煅烧炉内煅烧，该煅烧炉采用流态化
煅烧，了煅烧的均匀性。
煅烧后的半成品进入 8 号磨机改性粉磨，再通过 9 号提升机进入 10 号成品仓。在成品
仓陈化 3 天后，11 号双嘴包装机完成包装。
生产过程中产生的粉尘主要来源有三处，
一
处为烘干阶段，由 13 号旋风分离器和 14
号脉冲布袋除尘器进行处理，过滤出的磷石膏再通过 15 号螺旋输送机回到桨叶干燥机内。
二处为煅烧阶段，由 16 号旋风分离器和 17 号脉冲布袋除尘器进行处理，过滤出的磷石
膏再通过 19 号刮板输送机回到 6 号提升机。三处为气流输送阶段，粉尘通过 21 号仓顶
除尘器处理，确保生产车间无粉尘排放。
2.3 组成部分
该设备由原料系统、预干燥系统、煅烧系统、供热系统、控制系统、除尘系统、成品储
存系统组成，各工段以提升输送、管道等相连接，终将二水磷石膏煅烧为合格的半水石
膏。
2.3.1 原料系统：
原料系统是供给设备磷石膏原料的，主要有上料斗、辅助振动器、计量皮带、原料输送
带、除铁器、湿料喂料器及电控部分等组成。它的作用是按设备的煅烧要求，根据原料湿
度和流量，输送给设备相应的二水石膏原料。
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2.3.2 预干燥系统：
在热源使用导热油的前提下，预烘干系统采用桨叶烘干机进行原料干燥。该机主要由 W
形壳体和两根空心桨叶轴及传动装置组成，中空轴上排列有中空叶片，机体内壁、叶片及
空心轴采用 16 锰钢或 304 不锈钢材质，耐热、耐腐、不开裂。
其烘干流程如下：原料从计量皮带送入桨叶干燥机后，导热油通过桨叶干燥机的内壁及
桨叶表面，将热量传递给原料，同时持续缓慢的旋转搅拌，使原料受热更加均匀；原料随
着桨叶旋转，不断地蒸发水分，同时向出料口推进；原料预干燥完成后，通过提升机进入
下
一
环节
--
煅烧。蒸发出来的水份通过排湿风机排出，但是在排湿过程中，会有小部分粉尘
随着负压空气出来，所以需要引入旋风分离器及脉冲布袋除尘器，做到粉尘无排放的目的；，
旋风分离器和布袋除尘器过滤出来的粉体，通过输送设备再次进入桨叶干燥机再次利用。
2.3.3 煅烧系统：
经过长期实践，并结合国内外工艺进行了优化改造，该改造工艺对主煅烧流程采用
典型的分室石膏煅烧工艺，用分室石膏煅烧炉替代回转窑，在节约占地面积的同时，也降
低了能耗。
概述如下：
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分室石膏煅烧炉是
一
种应用流态化技术煅烧高含水率化学石膏的节能设备。以导热
油做热源进入煅烧炉后，通过管道式热交换器，把热量传递给石膏，使二水石膏脱去部分
结晶水变成半水石膏。
分室石膏煅烧炉为分室石膏煅烧装置，底部有活化风换热器和多孔板，在床层内装有大
量加热管，管内加热介质为导热油，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。在煅烧器上部，装有内置式旋风子，汽体离开流化床时夹带的粉尘大
部分被这些装置捕收并重新返回至炉内，热湿气体则通过管道与预干燥工段的旋风分离器
湿气汇合进入二次布袋收尘器。
2.3.4 供热系统：
项目所需热源全部为煤炭，热值≥5000kcal。燃料自料斗落在炉排前部，随着炉排运转，
通过炉内设置的二次风喷出的二次风气流，从而扰动烟气气流程及补充所需空气，烟气
在前、后拱间的喉部能形成涡流与空气充分混合，并加热前拱、改善着火条件，经拱上
部出口烟窗进入两翼对流管束，通过前烟箱进入螺纹烟管，经过省煤器、除尘器，由引
风机引至烟囱排出。
技术特点
（1）采用拱型管板与螺纹烟管组成锅筒，使锅筒由准钢性体变为准弹性体结构，取
消了管板区的拉撑件，减少了应力。烟管由两回程改为单回程，解决了管板裂纹的难题。
（2）锅筒下部由于交叉布置了上升管排，消除了锅筒底部的死水区，使泥渣不易沉
积，锅筒高温区不直接受火焰辐射热，预防了锅炉锅壳下部鼓包。
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（3）采用传热螺纹烟管，获得了强化传热效果，达到锅炉升温、升压快的特点，
提高了锅炉的热效率。
（4）结构紧凑，与同类型锅炉比较，外形尺寸小，节省锅炉房基建投资。
（5）运行稳定、调整方便、出力足。
（6）采用螺纹烟管强化传热，提高了传热系数和热效率，由于烟气在管内有扰动作
用，烟管内不易积灰，起到自清扫的作用。
（7）炉膛内采用了耐热混凝土整体浇注的节能炉拱，改善了生物质颗粒着火条
件，采用了立风室，达到了合理布风，使炉膛内形成
一
个有利于燃烧的空气动力场，
从而扩大了煤种的适应性。
（8）锅炉的炉拱、出口烟窗部分均有
一
定除尘作用。使锅炉的原始排尘浓度控制在
标准以下，了锅炉烟尘排放达到国家环保规定的指标。
（9）分层给料燃烧原理是，燃料在料斗内经燃料调节板，通过转动的滚筒给料器、
撒播在钢制筛分器上，由筛分器将燃料按大、中、小颗粒均匀地撒布在运行的炉排上，
使进入炉膛的燃料形成下大上小、均匀平整、松散透气的煤层。这样燃料颗粒之间的间
隙得以保留，减少了通风阻力，增加了单位面积的通风量，使燃料着火提前，氧化反应
增加，燃烧速度加快，锅炉出力高。
2.3.5 除尘系统：
该生产线属于全封闭式运行模式，采用的旋风分离和脉冲布袋除尘两种工艺。该工
艺为多级除尘，主要由旋风分离器、脉冲布袋除尘器、引风机、等设备组成。
旋风分离器
生产线工作时产生的含尘气体首入旋风分离器，旋风分离器的分离效果：在设计压
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力和气量条件下，均可除去≥10μm 的固体颗粒。在工况点，分离效率为 99%，在工况点
±15%范围内，分离效率为 97%。正常工作条件下，单台旋风分离器在工况点压降不大于
0.05MPa。
旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。旋
风分离器适用于净化大于 1
-
3 微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是
一
种结构简单、操
作方便、耐高温、设备费用低的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得为广泛。
脉冲布袋除尘器
除尘器本体由钢结构框架、箱体、灰斗、滤袋和袋笼等组成。除尘效率可达 99.99%。
其工作原理是含尘烟气由除尘器的进风均流装置进入上箱体，当滤袋上的粉尘越积越
多，设备阻力达到限定的阻力值时，由清灰控制装置按清灰时间设定值自动关闭
一
室离线
阀后，按设定时间程序打开电控脉冲阀，进行停风喷吹，利用气体瞬间喷吹使滤袋内压力
剧增，将滤袋上的粉尘抖落在灰斗中，灰斗中的粉尘再由卸料器排出。排出后的高温粉尘
通过传输设备再次进入预干燥系统。
生产中产生的烟尘气体，由旋风分离器和脉冲布袋除尘器共同处理，除尘达
99.99%，出口含尘量低于 30mg/m
³