Máquina de fosfoyeso

El fosfoyeso es un subproducto de la producción de fosfato de amonio en las empresas de fertilizantes fosfatados y contiene principalmente impurezas como fluoruro, pentóxido de fósforo y materia orgánica. Es muy ácido y tiene un valor de pH tan bajo como 1,9. Las investigaciones han demostrado que estas impurezas nocivas son factores importantes que conducen a una baja tasa de utilización integral del fosfoyeso. Para lograr una utilización eficiente del fosfoyeso, es necesario investigar y desarrollar nuevos procesos y equipos para la eliminación de impurezas del fosfoyeso.

El principal proceso para la eliminación y reutilización del fosfoyeso actualmente implica dos pasos: modificación, eliminación de impurezas y calcinación.

La mayoría de los procesos de calcinación utilizan procesos y equipos tradicionales de producción de yeso, como hornos de calcinación de doble tambor, calcinadores de lecho fluidizado, freidoras, secadores rotativos y trituradoras de secado. El yeso tradicional

El proceso es relativamente simple (basado principalmente en la calcinación de yeso dihidrato en yeso hemihidrato como núcleo), que no puede eliminar eficazmente las impurezas dañinas en el yeso fosforado, lo que restringe seriamente la utilización integral del yeso fosforado.

Este artículo presenta un nuevo tipo de tecnología y equipo de tratamiento integrado de flujo de aire suspendido para fosfoyeso, proporcionando un nuevo enfoque tecnológico para la utilización de recursos de fosfoyeso.

1. Proceso y equipo de tratamiento tradicional para fosfoyeso.

El proceso tradicional de tratamiento de yeso se clasifica principalmente en sartenes, hornos rotatorios, hornos de lecho fluidizado y equipos integrados de molienda y calcinación según la clasificación del equipo.

Las freidoras, los hornos rotatorios, los hornos de ebullición, etc. utilizan principalmente métodos de intercambio de calor apilados o fluidizados, que tienen un tiempo de deshidratación prolongado, un alto consumo de calor y una baja eficiencia térmica; El equipo integrado de calcinación y molienda es principalmente equipo de calcinación por flujo de aire. Debido a sus ventajas de proceso simple, alta eficiencia de producción y bajo consumo de energía, se ha convertido en la corriente principal de los equipos actuales de calcinación de yeso, con la desventaja de un funcionamiento inestable.

La mayoría de las líneas de producción de calcinación de fosfoyeso tradicionales tienen procesos extensos, equipos rudimentarios, bajo nivel técnico, baja producción de una sola línea, alto consumo de energía y contaminación severa por polvo, lo que resulta en materiales de unión de fosfoyeso（ β El rendimiento de calidad (resistencia, tiempo de fraguado) del semi El polvo de yeso hidratado no puede cumplir con los estándares técnicos de producción de la industria de productos de materiales cementosos de yeso (como tableros de yeso de papel, tableros de tiras de yeso, tableros de yeso reforzados con fibra, bloques de yeso, mortero de yeso, etc.), y el rendimiento del producto es significativamente inferior a yeso natural y otros subproductos industriales de yeso, por lo que no pueden cumplir con la promoción y aplicación a gran escala.

2. Nuevos procesos y equipos de tratamiento de fosfoyeso

2.1 Tecnología de proceso

Con base en las complejas características del material del fosfoyeso, a través de la investigación se ha propuesto un proceso de tratamiento integrado de eliminación, modificación y deshidratación de impurezas de fosfoyeso tipo flujo de aire suspendido. El flujo del proceso específico se muestra en la Figura 1. El sistema incluye principalmente unidades de secado, unidades de eliminación de impurezas, unidades de cambio de fase, unidades de enfriamiento y unidades de eliminación de polvo conectadas secuencialmente. Las características de cada unidad se muestran en la Tabla 2.

2.2 Equipos de calcinación en suspensión para fosfoyeso

2.2.1 Composición unitaria del sistema de calcinación

1) El equipo principal de la unidad de secado incluye un secador de flujo de aire por impulsos y un separador; La parte inferior del secador de flujo de aire por pulsos está equipada con un puerto de alimentación y una entrada de aire caliente, y la salida superior está conectada a un separador ciclónico. El fondo del separador ciclónico está equipado con un sistema de descarga; 2) El equipo principal de la unidad de eliminación de impurezas de alta temperatura incluye un horno de eliminación de impurezas, un conducto de aire de intercambio de calor, un conducto de aire de escape y un sistema de descarga; 3) El equipo principal de la unidad de cambio de fase incluye un horno de cambio de fase, un conducto de escape y un sistema de descarga; 4) El equipo principal de la unidad de enfriamiento es un enfriador de flujo de fase densa; 5) El equipo principal de la unidad de eliminación de polvo es un ventilador y un filtro de bolsa.

Además, el sistema también está equipado con monitoreo y control relevantes, unidades de ajuste automático, como instrumentos de monitoreo de humedad en línea y sensores de pesaje en la boca de alimentación de la unidad de secado, instrumentos de detección en línea de temperatura y velocidad del viento, transmisores de temperatura y Transmisores de presión de aire tipo tubería en la entrada de aire caliente (en la tubería), que son convenientes para el control de automatización de plantas químicas modernas.

2.2 Equipo clave del sistema

El equipo principal de este sistema es una unidad separadora de secado, un horno de eliminación de impurezas de unidad de eliminación de impurezas de alta temperatura y un horno de cambio de fase de unidad de cambio de fase, siendo el equipo principal el horno de eliminación de impurezas. La estructura se compone de un cilindro exterior con una gran forma de voluta excéntrica de 270°, un cilindro interior, una placa guía, un cilindro cilíndrico y un cilindro cónico de arriba a abajo. La entrada de aire está dispuesta sobre un cilindro excéntrico en forma de voluta, con una estrecha estructura pentagonal en la parte inferior. El puerto superior del cilindro interior está conectado al tubo de escape.

La estructura del horno de eliminación de impurezas tiene las siguientes características: 

1) El ángulo en espiral del conducto de aire de entrada del horno de eliminación de impurezas aumenta a 270 °, lo que puede equilibrar la introducción de gas que transporta polvo en el tubo ciclónico, y el gas gira a alta velocidad a lo largo de la pared del tubo para mejorar la recolección de polvo. eficiencia;

2) Aumente el área de la sección transversal del conducto de entrada de aire y colóquelo en el lado exterior del cilindro interior para evitar que el gas se precipite hacia el cilindro interior, lo que provocará una mayor pérdida de presión;

3) Debido a la disposición en voluta de la pared del horno de eliminación de impurezas, se acerca gradualmente al cilindro interior, por lo que no se obstruirá el flujo de aire;

4) La altura h del tubo interior es la mitad de la altura b del conducto de entrada de aire, lo que puede reducir la pérdida de presión. Al mismo tiempo, la parte inferior en espiral del conducto de entrada de aire está diseñada como un cono diagonal, que comienza desde el extremo inferior del tubo interior, de modo que el flujo de aire polvoriento no ingresa directamente al tubo interior y no afecta la eficiencia de recolección de polvo;

5) La parte cónica del horno de eliminación de impurezas está diseñada para tener el doble de diámetro del cilindro interior, con un ángulo inclinado β. Al aumentar el tamaño de salida a 70°, el material ingresa continuamente a la tubería de descarga, evitando la interrupción de la producción causada por obstrucciones. ;

6) El conducto de aire ascendente que ingresa a la zona de transición del horno de eliminación de impurezas elimina todos los planos horizontales, evita la acumulación interna de cenizas y también elimina la erosión del material en su pared interna, asegurando un movimiento uniforme del flujo de aire.

7) Para evitar la acumulación de polvo y aumentar la resistencia, el fondo del conducto de entrada en espiral está inclinado, con un ángulo de pendiente de α 50°;

8) El parámetro básico para el diseño del horno de eliminación de impurezas es el diámetro D del cilindro, el cual se determina mediante el cálculo del volumen de aire procesado por el sistema;

9) La altura H del horno de eliminación de impurezas también es un parámetro importante, que determina si el material en el flujo de aire tiene suficiente tiempo de sedimentación y también está relacionado con la eficiencia de recolección de polvo;

10) Excepto por el diseño del horno misceláneo, otros parámetros como el tamaño de posición L del tubo de entrada de aire están determinados por el ancho de la cavidad anular entre su diámetro interior D y el diámetro interior del cilindro d, así como el ancho a de la entrada de aire;

11) Todo el sistema también debe estar equipado con los materiales refractarios y aislantes correspondientes para proteger el equipo de acuerdo con el material y la temperatura de trabajo de las diferentes partes del equipo.

3. Ventajas del sistema de procesos

En comparación con las tecnologías de aplicación de ingeniería de fosfoyeso existentes, este dispositivo integrado tiene las siguientes ventajas:

1) Amplia gama de adaptación. Este nuevo tipo de proceso y equipo de tratamiento de calcinación en suspensión de fosfoyeso integra el secado, modificación, eliminación de impurezas, calcinación, enfriamiento y otros procesos de fosfoyeso, que pueden cumplir con los requisitos de diferentes propiedades físicas (amplia gama de humedad del alimento, bloque, granular, etc. .) para procesar yeso fosforado calificado β Requisitos para conglomerantes de yeso semihidratado.

2) Alta eficiencia térmica. Al colocar el fosfoyeso en un flujo de gas caliente turbulento cerrado de alta temperatura y alta velocidad, se mezcla rápidamente con un gas portador de alta temperatura para formar un estado suspendido. Al utilizar las características de gran área de contacto, alto coeficiente de transferencia de calor (>80%) y corto tiempo de deshidratación de la bifásica gas-sólido en estado suspendido, puede realizar el intercambio de calor a una velocidad extremadamente rápida, completando operaciones térmicas. como eliminar el agua superficial (agua adjunta), modificar la eliminación de impurezas, calcinar el flujo de aire suspendido y promover la reacción de neutralización completa. Es muy adecuado para la fuerte sensibilidad térmica del yeso.

3) Bajo costo de mantenimiento del sistema y alta tasa de operación del equipo. La parte central principal del sistema no tiene componentes móviles. Después de que el material se mezcla completamente con el gas portador de alta temperatura para formar una mezcla de gas y sólido, la deshidratación, el cambio de fase, la separación de gas y sólido, el enfriamiento y otras operaciones del proceso se completan en tuberías y contenedores cerrados; La zona de alta temperatura del sistema está equipada con materiales refractarios y la unidad de enfriamiento adopta el principio de transporte de fase densa de partículas sólidas y tecnología de transferencia de calor de placas, con software de simulación de transferencia de calor integrado. El sistema también considera completamente los fenómenos de bloqueo individuales que pueden ocurrir durante la operación y la depuración, y está especialmente equipado con válvulas de descarga de emergencia y dispositivos de descarga para bloqueos.

4) Ahorro de energía. Este sistema considera plenamente la utilización de energía en cascada, primero introduciendo el medio caliente después de la eliminación de impurezas a alta temperatura en la unidad de eliminación de agua superficial; Luego, el calor restante después de la separación gas-sólido se envía a un horno de cambio de fase para su calcinación (eliminando la mitad del agua cristalina); La utilización de la cascada de energía no solo considera los requisitos específicos de la eliminación de impurezas a alta temperatura en el fosfoyeso, sino que también es muy adecuada para los requisitos de sensibilidad a la temperatura (calcinación) del fosfoyeso, logrando una unidad perfecta entre la utilización de la cascada de energía y los requisitos de la tecnología del proceso; La unidad de enfriamiento no tiene partes móviles y adopta un proceso de enfriamiento por circulación de agua de enfriamiento, lo que ahorra energía y mejora la tasa de operación del equipo.

5) Alta integración de sistemas, tamaño reducido y alta capacidad de producción de una sola línea. Todo el sistema tiene un diseño de proceso compacto de arriba a abajo, con un tamaño reducido. Después de utilizar la calcinación en suspensión, tiene las mismas características que el proceso de calcinación de la nueva línea de producción de cemento seco, como alto rendimiento y calidad y rendimiento estables del producto.

6) El ambiente laboral es bueno, logrando una producción limpia. El nuevo proceso de calcinación en suspensión de fosfoyeso integra todos los procesos necesarios en un sistema cerrado. Durante la operación, el sistema opera bajo presión negativa, sin fugas ni emisiones de polvo, logrando realmente una producción limpia.

7) Alto nivel de automatización. Los puntos clave del proceso en el sistema están equipados con dispositivos automatizados de detección de procesos, que monitorean los cambios en los parámetros del proceso en cada punto en tiempo real y ajustan automáticamente los parámetros operativos del proceso de manera oportuna, lo que facilita la realización de la producción industrial y el control automatizado.