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蒸汽脫硫石膏生產線
蒸汽脫硫石膏生產線 時間:2018-07-20 11:26:44 瀏覽量:0

一、項目規模和生產工藝

1、該脫硫石膏生產線規模年產30萬噸;熱源可采用天然氣、電廠過熱蒸汽等。

2、生產工藝

2.1使用蒸汽作為熱源的主要設備構成:

名稱

數量

名稱

數量

多室沸騰爐(蒸汽)

1套

上料斗

1部

皮帶計量秤

1臺

槳葉干燥機(蒸汽)

2套

皮帶運輸機

1臺

NE提升機

4臺

刮板運輸機

1臺

冷卻倉

2座(100T)

球磨機

1臺

羅茨風機

1臺

脈沖布袋收塵器

1套

自動包裝機

2套

螺旋輸送機

3臺

DCS控制系統

1套

蒸汽換熱器

1臺

倉頂除塵器

4臺

料位計

10個

除鐵器

3個

蒸汽儲氣罐

1個

成品倉(用戶自備)

2座(1000T)

2.2生產1噸石膏粉的成本

序號

品種

噸耗

單價

單耗

備注

1

蒸汽

600kg/T

120元/T

72元/T

 

2

20kw/t

0.7元/T

14元/T

 

3

5元/T

 

5元/T

 

4

維修

0.5元/T

 

0.5元/T

 

5

鏟車

1.5元/T

 

1.5元/T

 

6

合計

 

 

93元/T

 

說明:生產成93元/噸,每班2名工人,年產量30萬噸,用電價格取平均值,維修費用包括鏟車維修費用。

2.3工藝流程圖(蒸汽):
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2.4組成部分
 該設備由原料系統、預干燥系統、煅燒系統、供熱系統、控制系統、除塵系統、成品儲存系統組成,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。

2.4.1原料系統: 
原料系統是供給設備二水脫硫石膏原料的,主要有上料斗、輔助振動器、計量皮帶、原料輸送帶、除鐵器、濕料喂料器及電控部分等組成。它的作用是按設備的煅燒要求,根據原料濕度和流量,輸送給設備相應的二水石膏原料。

2.4.2預干燥系統: 
在熱源使用過熱蒸汽的前提下,預系統采用槳葉烘干機進行原料干燥。該機為連續烘干工藝,其烘干流程如下:原料從計量皮帶送入槳葉干燥機后,過熱蒸汽通過槳葉干燥機的內壁及槳葉表面,將熱量傳到給原料,同時持續緩慢的旋轉攪拌,使原料受熱更加均勻;原料隨著槳葉旋轉,不斷地蒸發水分,同時向出料口推進;原料預干燥完成后,通過提升機進入下一環節--煅燒。蒸發出來的水份通過排濕風機排出,但是在排濕過程中,會有小部分粉塵隨著負壓空氣出來,所以需要引入旋風分離器及脈沖布袋除塵器,做到粉塵無排放的目的;,旋風分離器和布袋除塵器過濾出來的粉體,通過輸送設備再次進入槳葉干燥機再次利用。它的部件主要有:雙軸槳葉烘干機主體、排濕風機、排濕管道、旋風分離器、蒸汽進出口閥等組成。

2.4.3煅燒系統:
 經過長期實踐,并結合國內外先進工藝進行了優化改造,該改造工藝對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窯,在節約占地面積的同時,也降低了能耗。
 概述如下:
 分室石膏煅燒爐是一種應用流態化技術煅燒高含水率化學石膏的高效節能設備。FD—分室石膏煅燒爐以過熱蒸汽作熱源進入煅燒爐后,通過熱交換器,把熱量傳遞給石膏,使二水石膏脫去部分結晶水變成半水石膏。
分室石膏煅燒爐為分室石膏煅燒裝置,底部有活化風換熱器和多孔板,在床層內裝有大量加熱管,管內加熱介質為過熱蒸汽,熱量通過管壁傳遞給管外處于流態化的石膏粉,使石膏粉脫水分解。在煅燒器上部,裝有內置式高效旋風子,汽體離開流化床時夾帶的粉塵大部分被這些裝置捕收并重新返回至爐內,熱濕氣體則通過管道與預干燥工段的旋風分離器濕氣匯合進入二次布袋收塵器。

2.4.5供熱系統:
項目所需熱源全部為電廠過熱蒸汽,溫度260℃左右,蒸汽壓力1.5Mpa。由于項目靠近電廠,蒸汽利用較為方便,而且在使用蒸汽的過程中,無再次污染排放。在使用安全性方面,蒸汽管道配備了蒸汽壓力表、多重手動蒸汽閥門和自動快速截止閥門,使用蒸汽的相關設備也經過試壓,所用蒸汽壓力均在設備耐壓的安全范圍內,蒸汽管道外層及設備外層采用硅酸鋁和巖棉保溫材料,保證了工作人員的人身安全。

2.4.6除塵系統:
 該生產線屬于全封閉式運行模式,采用先進的旋風分離和脈沖布袋除塵兩種工藝。該工藝為多級除塵,主要由旋風分離器、脈沖布袋除塵器、引風機、等設備組成。
 旋風分離器
 生產線工作時產生的含塵氣體首先進入旋風分離器,旋風分離器的分離效果:在設計壓力和氣量條件下,均可除去≥10μm的固體顆粒。在工況點,分離效率為99%,在工況點±15%范圍內,分離效率為97%。正常工作條件下,單臺旋風分離器在工況點壓降不大于0.05MPa。
 旋風分離器采用立式圓筒結構,內部沿軸向分為集液區、旋風分離區、凈化室區等。旋風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。它是一種結構簡單、操作方便、耐高溫、設備費用低的凈化設備,旋風除塵器在凈化設備中應用得最為廣泛。
 脈沖布袋除塵器
 除塵器本體由鋼結構框架、箱體、灰斗、濾袋和袋籠等組成。除塵效率可達99.99%。
 其工作原理是含塵煙氣由除塵器的進風均流裝置進入上箱體,當濾袋上的粉塵越積越多,設備阻力達到限定的阻力值時,由清灰控制裝置按清灰時間設定值自動關閉一室離線閥后,按設定時間程序打開電控脈沖閥,進行停風噴吹,利用氣體瞬間噴吹使濾袋內壓力劇增,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備再次進入預干燥系統。
 綜上所述,本項目在生產過程中熱源使用電廠過熱蒸汽或天然氣,不會產生硫化物等有害氣體。
生產中產生的煙塵氣體,由旋風分離器和脈沖布袋除塵器共同處理,除塵效率高達99.99%,出口含塵量低于20mg/m3,低于國家大氣排放標準。

2.4.7控制系統:
 西門子Wincc7.3-DCS組態中控系統,系統構成:
 系統由工程師站、操作站-上位機(商用機或者工控機)、通訊-工業以太網交換機、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)、現場工作站、現場設備構成。    

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工程師站與操作員站:
一般工程師站用于組態軟件的開發,是組態中控的最高級別與權限;多數采用性價比高的筆記本電腦,系統安裝Wincc7.3開發版組態軟件。
操作員站用于組態中控的操作與監控,一般安裝運行版軟件,權限由工程師站授權;現在多數采用聯想或者戴爾商用機(以前用工控機的多),系統安裝Wincc7.3運行版組態軟件。
小型的DCS項目一般沒有工程師站,開發版通常安裝在其中一臺操作員站,與其他的操作員站并行使用;一般情況下,一條生產線采用一備一用的模式,即采用兩臺上位機并行使用,互為備用,這樣可以保證系統的安全性、可靠性。

2.4.8輸送、改性及儲存:
 煅燒后的脫硫石膏經輸送機,再經球磨進行改性粉磨,后由斗式提升機直接提入至成品倉。在此石膏粉儲存3天以上,并得到陳化使產品的各項性能指標更趨穩定。

2.5使用天然氣作為熱源的主要設備構成:

名稱

數量

名稱

數量

多室沸騰爐(熱風)

1套

上料斗

1部

皮帶計量秤

1臺

氣流干燥機(熱風)

1套

皮帶運輸機

1臺

NE提升機

4臺

刮板運輸機

1臺

冷卻倉

2座(100T)

球磨機

1臺

羅茨風機

1臺

脈沖布袋收塵器

1套(1000條)

自動包裝機

2套

螺旋輸送機

3臺

DCS控制系統

1套

天然氣燃燒機

1臺

倉頂除塵器

4臺

料位計

10個

除鐵器

3個

天然氣

1個

成品倉(用戶自備)

2座(1000T)

2.6生產1噸石膏粉的成本

序號

品種

噸耗

單價

單耗

備注

1

天然氣

30m3/T

3元/m3

90元/T

 

2

20kw/t

0.7元/T

14元/T

 

3

5元/T

 

5元/T

 

4

維修

0.5元/T

 

0.5元/T

 

5

鏟車

1.5元/T

 

1.5元/T

 

6

合計

 

 

111元/T

 

說明:生產成本111元/噸,每班2名工人,年產量5萬噸,用電價格取平均值,維修費用包括鏟車維修費用。
2.7工藝流程圖(天然氣):
 blob.png

2.8組成部分
該設備由原料系統、預干燥系統、煅燒系統、供熱系統、控制系統、除塵系統、成品儲存系統組成,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。
2.8.1原料系統: 
原料系統是供給設備二水脫硫石膏原料的,主要有上料斗、輔助振動器、計量皮帶、原料輸送帶、除鐵器、濕料喂料器及電控部分等組成。它的作用是按設備的煅燒要求,根據原料濕度和流量,輸送給設備相應的二水石膏原料。
2.8.2預干燥系統: 
在熱源使用天然氣的前提下,預干燥系統采用氣流干燥機進行原料烘干。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,再經過分離器進行氣固分離,將去掉游離水的石膏提供給石膏煅燒爐。該系統在煅燒爐排氣濕度不能滿足預烘干物料的情況下,需要從煅燒爐一室補充高溫熱源,通過調節閥門,以達到理想的預干燥效果,它的部件主要有:預干燥塔體,拋料打散,熱風主風管,熱風補風管,調節閥,分離器,振動篩料機,星形卸料閥,積料倉等組成。系統工作過程中,切忌預干燥物料溫度過低或過高,溫度過低會造成輸送系統堵塞,過高會損害輸送系統和除塵系統,所以合理的調節預干燥溫度是操作的主要因素。烘干喂料倉倉壁設有防堵塞的2組振動器,倉下設置一臺調速給料機,將脫硫石膏喂入FD——分室石膏煅燒系統中的氣流烘干工段。
由鼓風機引入的FD——分室石膏煅燒爐尾氣(溫度>180℃)作熱介質,經高溫調風閥兌熱后的熱風進入FD——氣流預干燥工段,在氣流干燥機內形成高速上升熱氣流,脫硫石膏經皮帶喂料機和防堵鎖風器配合,喂入氣流干燥機后,物料此時被高速上升的氣流迅速分散,并與熱氣流進行高速傳質傳熱,瞬間使游離水分汽化蒸發,然后在主機內隨高速上升氣流形成紊流態,并在此過程中完成預干燥過程。氣流干燥機的最大烘干能力設計為6000kg水/H。
粉狀物料隨氣流進入旋風分離器,大約有90%左右的脫硫石膏被旋風分離器收集下沉進入集料斗,并由集料斗下端的星型卸料閥排放,剩余物料隨氣流進入立式除塵器作二次捕收。旋風分離器分離下來的脫硫石膏連續地落入刮板輸送機,刮板輸送機送入FD—石膏煅燒爐內進行煅燒
2.8.3煅燒系統:
經過長期實踐,并結合國內外先進工藝進行了優化改造,該改造工藝對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窯,在節約占地面積的同時,也降低了能耗。
概述如下:
分室石膏煅燒爐是一種應用流態化技術煅燒高含水率化學石膏的高效節能設備。FD—分室石膏煅燒爐以天然氣產生的熱風作熱源進入煅燒爐后,通過熱交換器,把熱量傳遞給石膏,使二水石膏脫去部分結晶水變成半水石膏。
分室石膏煅燒爐為分室石膏煅燒裝置,底部有活化風換熱器和多孔板,在床層內裝有大量加熱管,管內加熱介質為高溫熱風,熱量通過管壁傳遞給管外處于流態化的石膏粉,使石膏粉脫水分解。在煅燒器上部,裝有內置式高效旋風子,汽體離開流化床時夾帶的粉塵大部分被這些裝置捕收并重新返回至爐內,熱濕氣體則通過管道與預干燥工段的旋風分離器濕氣匯合進入二次布袋收塵器。
2.8.4供熱系統:
項目所需熱源全部為天然氣,熱值約8000kcal/m3。通過天然氣燃燒器轉化出來的熱風通過熱風管道送入煅燒爐及氣流烘干。燃燒器由火焰筒、火焰筒底板、旋風器、燃氣噴管、煤氣包、外殼、煤氣法蘭、空氣法蘭、安裝法蘭、點火燒嘴、點火電極、點火電磁閥、手動閥、火焰探測器、觀火窗等零部件組成。工作原理為:首先使用液化氣、天然氣或其他高熱值煤氣作為點火燃料將點火燒嘴點燃,點火燒嘴點燃著火后,火焰探測器探測到燃燒器內有火源,控制器即將主燃氣管閥門開啟,燃氣從燃氣噴管多股噴入燃燒器火焰筒內,經點火槍點燃后與徑向旋流風強烈混合,繼而與軸向、切向小股風均勻混合,呈流股狀火焰噴入爐膛?;鹧嫣綔y器跟蹤探測點火槍火焰及主火,發現火焰熄滅及時發送信號給燃燒控制器,關閉燃氣閥門,切斷燃氣輸送,保證熄火安全。
2.8.5除塵系統:
該生產線屬于全封閉式運行模式,采用先進的旋風分離和脈沖布袋除塵兩種工藝。該工藝為多級除塵,主要由旋風分離器、脈沖布袋除塵器、引風機、等設備組成。
旋風分離器
生產線工作時產生的含塵氣體首先進入旋風分離器,旋風分離器的分離效果:在設計壓力和氣量條件下,均可除去≥10μm的固體顆粒。在工況點,分離效率為99%,在工況點±15%范圍內,分離效率為97%。正常工作條件下,單臺旋風分離器在工況點壓降不大于0.05MPa。
旋風分離器采用立式圓筒結構,內部沿軸向分為集液區、旋風分離區、凈化室區等。旋風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。它是一種結構簡單、操作方便、耐高溫、設備費用低的凈化設備,旋風除塵器在凈化設備中應用得最為廣泛。
脈沖布袋除塵器
除塵器本體由鋼結構框架、箱體、灰斗、濾袋和袋籠等組成。除塵效率可達99.99%。
其工作原理是含塵煙氣由除塵器的進風均流裝置進入上箱體,當濾袋上的粉塵越積越多,設備阻力達到限定的阻力值時,由清灰控制裝置按清灰時間設定值自動關閉一室離線閥后,按設定時間程序打開電控脈沖閥,進行停風噴吹,利用氣體瞬間噴吹使濾袋內壓力劇增,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備再次進入預干燥系統。
綜上所述,本項目在生產過程中熱源使用電廠過熱蒸汽或天然氣,不會產生硫化物等有害氣體。
生產中產生的煙塵氣體,由旋風分離器和脈沖布袋除塵器共同處理,除塵效率高達99.99%,出口含塵量低于20mg/m3,低于國家大氣排放標準。
2.8.6控制系統:
西門子Wincc7.3-DCS組態中控系統,系統構成:
系統由工程師站、操作站-上位機(商用機或者工控機)、通訊-工業以太網交換機、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)、現場工作站、現場設備構成。

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工程師站與操作員站:
一般工程師站用于組態軟件的開發,是組態中控的最高級別與權限;多數采用性價比高的筆記本電腦,系統安裝Wincc7.3開發版組態軟件。
操作員站用于組態中控的操作與監控,一般安裝運行版軟件,權限由工程師站授權;現在多數采用聯想或者戴爾商用機(以前用工控機的多),系統安裝Wincc7.3運行版組態軟件。
小型的DCS項目一般沒有工程師站,開發版通常安裝在其中一臺操作員站,與其他的操作員站并行使用;一般情況下,一條生產線采用一備一用的模式,即采用兩臺上位機并行使用,互為備用,這樣可以保證系統的安全性、可靠性。
2.8.7輸送、改性及儲存:
煅燒后的脫硫石膏經輸送機,再經改性磨進行改性粉磨,后由斗式提升機直接提入至成品倉。在此石膏粉儲存3天以上,并得到陳化使產品的各項性能指標更趨穩定。

二、本套設備的特點

1、工作原理

FD多室煅燒爐的工作原理是:沸騰爐本身采用多道加熱管,通過蒸汽進口閥把過熱蒸汽送入加熱管,再把熱量傳遞給石膏粉,做到整體有機結合,采用低溫慢燒的原理,更好的利用沸騰爐的自身優點,得到質量穩定可靠的石膏粉。

2、質量穩定

石膏粉在不同的溫度下分段充分脫水,能得到均勻穩定的產品,主體換熱部分采用優質的特種耐熱鋼管,可確保換熱機體的換熱效率及高效的使用壽命。更大程度上改善了氣、固兩相的傳熱傳質效率。

3、結構簡單,不易損壞

由于物體實現了流態化,設備沒有轉動部分,爐體本身結構簡單多了,不但制造方便,后面也沒有維修量。加熱管選用特種鋼材焊接,通過試壓,又采用低溫生產,提高了設備的壽命。

4、結構占地少,生產成本低

FD沸騰爐是立式結構,除塵器套在爐體上方,結構非常緊湊,不但占地少,還避免了除塵器結露。

 

三、石膏粉生產線建設具體操作

1、構件范圍:從原料送料到成品包裝,其中間的設備由我方采購、承制、安裝。電器、配電柜由我方承制。保修期1年,易損件除外。

2、不含部分:

1)廠房的建設,地面硬化等土建工程。

2)所有電器的電纜線和變壓器、動力鏟車。

3)廠區、車間照明設施。

4)室內外排水、消防和化驗設備。

3、原料要求:脫硫石膏原料要求二水硫酸鈣含量90%以上,含水量小于20%。

4、產品質量:符合GB9776-88《建筑石膏》一等品的要求。

1)主要相成分:

半水石膏的含量:≧85%;二水石膏的含量:<5%;可溶性無水石膏含量:<5%

2)凝固時間

初凝時間:3-8min可調;終凝時間:5-15min可調;標稠:66%-75%可調
3)2小時抗折強度:≧2.5-3.0 MPa

5、

1)付款方式和日期:年產30萬噸脫硫石膏粉生產線(蒸汽)總價格為 820      萬元,不含稅,不含運費(報價有效期30天)。

年產30萬噸脫硫石膏粉生產線(天然氣)總價格為 880 萬元,不含稅,不含運費(報價有效期30天)。
2)首付定金:30%;設備啟運時付款90%;安裝調試好后60天付清。質量保期1年。
3)生產日期和安裝期生產日期為100天。

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