石膏板生产线原料系统介绍

郝志超1王道宽1刘永肖1任有欢1田增阳2

（1.北新集团建材股份有限公司，北京；2.北京起重运输机械设计研究院，北京）

摘要：对脱硫石膏的性能进行了分析。介绍了北新建材石膏板生产线的主要生产工艺及主要设备。

关键词：脱硫石膏；工艺；装备

0概述

据电力行业统计，截止到年年底发电装机容量达到9.62亿千瓦，比重最大的煤电装机容量达万千瓦，继续向着大容量、高参数、环保型方向发展。全国已投运脱硫机组5.78亿千瓦（其中烟气脱硫机组超过5.6亿千瓦），烟气脱硫机组约占全国煤电机组容量的86%。烟气脱硫主导工艺即为将采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统（WFGD），该脱硫工艺后产生的废渣即是脱硫石膏（FGD）。据统计截止年底，我国将产生脱硫石膏将超过1亿吨，因此脱硫石膏的数量十分巨大。

如何处置这些工业石膏是摆在我们面前的一个重要课题。若采用堆放和抛弃的处置方式，既浪费了资源，占用了大量土地，又会产生二次污染，同时影响企业的良性发展。如果将这些脱硫石膏合理利用起来，作为生产石膏建材的原料，则既能产生经济效益，又有利于保护环境，节约能源和资源，符合国家可持续发展的战略。

北新建材(BNBM)是我国最大的纸面石膏板生产商，“龙牌”石膏板是业内公认的国产第一品牌。目前，北新建材石膏板业务规模已达到12亿平方米/年，位居亚洲第一，世界前三，并计划将业务规模进一步发展到石膏板20亿平方米。北新建材根据“善用资源、服务建设”的产业理念，大力发展以资源综合利用为特征的循环经济产业，其中在山东枣庄、河北涿州、浙江宁波、江苏太仓、广东肇庆、四川广安、辽宁铁岭、河南新乡和安徽淮南均有石膏板生产线，目前安徽淮南生产线正在建设中，北新建材通过自主创新掌握了以%燃煤电厂烟气脱硫石膏作为石膏板原料的生产工艺技术已经成熟，所有新建项目均采用此工艺。

1脱硫石膏特性

脱硫石膏的化学成分与天然石膏相近，其水化动力学、凝结特征及主要矿物相、转化后的五种形态、七种变体物化性能一致；但因具体的产出过程不同，脱硫石膏结晶形成均一、颗粒分布过窄、级配较差的细颗粒状（脱硫石膏一般为石灰石或生石灰研磨成粉后化浆，在脱硫塔中吸收二氧化硫再经氧化形成一定浓度的CaSO4·2H2O浆液再结晶析出，不同于天然石膏水化沉淀结晶形成结晶形态完整的大块状），且脱硫石膏含水量一般在10%~15%，稍加压力即成较松散的团状，为有一定粘性的粉状体，在装载、提升、输送过程易粘附在各种设备上，造成积料堵塞，影响生产正常进行。

针对脱硫石膏的特性，开发新型的干燥、煅烧设备及新的生产工艺流程，生产出优质的建筑石膏，并用于生产纸面石膏板等石膏制品。

2主要生产工艺

石膏板生产线原料系统的主要生产工艺如图1所示：

脱硫石膏用汽车运输到原料储库中，用铲车将脱硫石膏装入秤量箱内，秤量箱下部的卸料皮带将脱硫石膏送到倾斜皮带上，通过倾斜皮带将脱硫石膏送到湿料仓内，再通过圆盘给料机及电子秤的配合精确地向锤式打散机给料。锤式打散机中脱硫石膏在锤头的搅动下，分散后与热烟气直接充分地进行热交换，并在3～5s内料温迅速升高到（~）℃，使其快速脱去脱硫石膏自由水的同时，脱去石膏中的一个半结晶水，实现脱硫石膏的干燥与煅烧在同一台设备中瞬间完成，生产出无水石膏Ⅲ，化学式为：CaSO4?2H2O→CaSO4??H2O＋3/2H2O。此时石膏稳定性较差，为此我们采取研磨与冷却的手段，将建筑石膏的性能稳定下来。

在实际生产中，通过高温热烟气供应量及电子称调节脱硫石膏的喂料量来控制锤式打散机出料的温度，实现脱硫石膏质量的控制，保证煅烧后的熟石膏质量的稳定。

煅烧好的熟石膏通过螺旋输送机、斗式提升机送入回转筛内，筛选出影响生产的颗粒，再通过螺旋输送机送入球磨机内，通过研磨实现石膏的改性目的。研磨后的熟石膏粉通过斗式提升机、螺旋输送机送入回转冷却器内，熟石膏粉通过冷却器冷却后温度降低到85℃以下，然后通过罗茨风机将熟石膏送入熟石膏仓内，供纸面石膏板生产车间作原料。

3主要设备

3.1输送设备

脱硫石膏含有10%以上的自由水、细度为30-60μm，主要表现为粘滞性和易扬尘性，这给物料的输送提出了新的难题。

（1)皮带机

皮带输送是脱硫石膏常用的输送方式，但带面及托辊上粘料的问题一直没有得到很好地解决，通过对皮带材质及输送系统进行改进，并经过数个项目的试验，粘料问题已很好地得到了解决，并广泛应用于北新建材各个石膏板生产线中。

（2)螺旋输送机

螺旋输送机是石膏板生产线熟料输送系统的主要输送方式，因脱硫石膏经过煅烧后的熟石膏具有流动性及易扬尘性，所以安装是需密封严密，且配备收尘装置。

（3)斗式提升机

斗式提升机具有输送量大，提升高度高，运行平稳可靠，寿命长显著优点，适于输送粉状，粒状及小块状的无磨琢性及磨琢性小的物料。

3.2湿料仓及圆盘给料机

湿料仓及圆盘给料机，该装备具有定量卸料、喂料功能，同时又能储存物料——用作中间仓，能广泛适用于各种有一定粘性、水分高的粉料，特别适用建筑石膏生产时改天然石膏为脱硫石膏的原料改造中。

3.3锤式打散机

锤式打散机是烘干、打散设备，利用高温热烟气为热源，使石膏粉的脱水过程在非常短的时间内完成，通过高温热烟气供应量及电子称调节脱硫石膏的喂料量来控制锤式打散机出料的温度，实现脱硫石膏质量的控制，保证煅烧后的熟石膏质量的稳定。

3.4球磨机

球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机，小传动齿轮，电机，电控）等主要部分组成。

脱硫石膏研磨前粒径分布范围比较窄，通过研磨能使其粒径分布范围变大，到达合理的级配，增加了脱硫石膏的表面积，从而改善浆体的流变性能；研磨也可以使相组成中无水石膏（AⅢ）含量变少，半水石膏（HH）含量增加，从而使其输送过程中流动性稳定，在水化时流变性良好、离析分层减少。特别是在制板时，使板重控制在合理范围内，板面强度增加。这是针对脱硫石膏为原料的纸面石膏板生产线稳定生产而开发的工艺技术，经过实践检验具有非常好的效果。

3.5冷却器

回转冷却器由回转窑壳体、传动装置、内部空气管束、喂料及出料装置、端部密封罩等部分组成，冷空气走管束内部，石膏粉在管束外部，石膏粉的热量通过管壁传递给空气，由空气将热量带出，使石膏粉的温度降低。刚煅烧好的粉料温度达℃，而且脱硫石膏的颗粒小，活性非常高，在不同的环境温度和湿度下，会发生不同的相变过程，从而影响建筑石膏的质量，因此，必须让建筑石膏粉的温度尽快降低到活性较低的温度。

4结语

脱硫石膏是一种很好的建材资源，能够很好的用于纸面石膏板生产及其它石膏建材行业。根据“十二五”规划中大力推进脱硫石膏生产高强石膏粉、纸面石膏板等高附加值利用，以及脱硫石膏生产水泥缓凝剂、石膏砌块、干混砂浆等大规模利用。虽然我国的脱硫石膏综合利用工作起步较晚，但北新建材通过自主创新掌握的以%燃煤电厂烟气脱硫石膏作为石膏板原料的生产工艺技术已经成熟，且应用效果良好。

为了进一步做好资源综合利用，还需就脱硫石膏的特殊性进行针对性的深化研究，改善相关石膏制品的理化性能，满足石膏建材行业发展的需要。脱硫石膏综合利用具有很大的发展潜力，工程技术人员应抓住机遇，对脱硫石膏等工业副产石膏进行更深入的研究，促进我国环保事业的发展及资源综合利用工作。

文章来源：中国建筑材料联合会石膏建材分会第五届年会暨第九届全国石膏技术交流大会及展览会

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