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一种干法石灰消化装置

文献发布时间:2024-04-18 19:53:33


一种干法石灰消化装置

技术领域

本发明属于干法石灰消化技术领域,具体涉及一种干法石灰消化装置。

背景技术

石灰消化分为干法和湿法。湿法生产的熟石灰浆液主要应用于灰浆厂、废水处理厂等少数领域。干法生产的熟石灰粉在冶金、化工、轻工和环保等领域应用更为广泛。

提高干法生产的熟石灰的活性度可提高其在应用中的反应效率,并可拓展应用范围,部分取代烧碱等降低原料成本。除生石灰原料等因素外,消化工艺对熟石灰活性度的影响最大。反映熟石灰活性度的主要因素包括颗粒比表面积、孔容和孔径等。通常消化过程中,使生石灰空隙内直接发生反应并产生汽化越充分,生成的氢氧化钙结晶固化速度越快,越有利于增大熟石灰的比表面积和孔隙率。另外,消化过程中通过添加消化助剂来增强水的渗透性,可显著增加在生石灰孔隙内反应的膨胀和汽化作用,大幅提高熟石灰的活性度。

传统干法生石灰消化工艺采用分阶段补充消化用水,易于控制水灰摩尔比在2以下,显著降低熟石灰含水量。但因该类消化过程中生石灰吸水均匀性差,大量消化反应热使石灰快速升温,消化中后期加入的水与石灰混合时大多被直接汽化,难以实现水灰的深度均匀混合,更无法使水渗透到生石灰孔隙内;该类气固反应速度较慢,为提高生石灰转化率,使得消化过程很长,消化装置需多级串联,庞大复杂,生产效率低;其慢速消化产出的熟石灰活性度低,比表面积大多低于20cm

增加水灰比虽然有利于增强生石灰的吸水过程,但过大的水灰比会使得消化温度降低,熟石灰膨胀速度降低,氢氧化钙过饱和度低,晶核形成速度相对弱于成长速度,从而影响消化速度和产品活性度,并增加熟石灰含水率。

控制水灰比适中的消化工艺即可以提高消化速度和产品活性度,降低对生石灰颗粒粒径的要求和敏感度,也有利于降低后期干燥能耗。但由于消化速度与温度正相关,消化过程中生石灰表面产生的更高比容的熟石灰膨胀脱离速度很快,消化反应会以正反馈的方式急速进行。如果在液固接触面积较大的混合反应初期没有抑制住反应速度,可使局部急速升温形成能量传递型链式反应,消化用水将瞬间沸腾蒸发,混合物快速固化,使得生产工艺过程难以在受控状态下进行,不仅传质速度难以满足反应要求,产品质量稳定性不易控制,生产容器也因“汽爆”而存在很大的超压隐患,排汽净化装置及风机选型和连续运行存在很大的困难。

发明内容

本发明所要解决的问题和提出的技术方案是对现有技术进行改进,从而提供一种干法石灰消化装置。本发明的装置可连续高效生产质量稳定的高活性度熟石灰。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:

本发明的一个实施方式提供了一种干法石灰消化装置,包括主转子和壳体,所述主转子位于所述壳体内,所述主转子的两端分别穿过所述壳体延伸至所述壳体外;

所述主转子上按物料流程依次设有空心绞龙、锥形绞龙、主消化室桨叶、尾料消化室桨叶;所述壳体按物料流程依次设有预混消化室、主消化室、尾料消化室;

所述预混消化室与所述主转子同轴心,其下半部由相连接的半圆筒体和半锥形圆筒体组成,所述空心绞龙与所述锥形绞龙相连,分别对应位于所述预混消化室的半圆筒和半锥形圆筒中;

所述主消化室的下半部为与所述主转子同轴心的半圆筒体,其直径小于所述预混消化室的半圆筒体的直径;其入口与预混后过渡段的一端连接,预混后过渡段的另一端与所述预混消化室出口的半锥形筒体末端连接;所述主消化室桨叶位于所述主消化室和预混后过渡段中;

所述尾料消化室的下半部为与所述主转子同轴心的半圆筒体,其直径大于所述主消化室的半圆筒体直径;所述的尾料消化室的入口与所述主消化室的出口通过变径连接板封闭相连;所述尾料消化室桨叶位于所述尾料消化室中;

所述壳体的顶部设有排汽口;所述壳体的顶部位于所述空心绞龙的上方设有生石灰进料口;所述尾料消化室的下部末端设有熟石灰的出料口。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,所述空心绞龙和所述锥形绞龙的外侧圆周设有螺旋片,顶部连接有2~10个横桨叶;所述螺旋片的截面为矩形,与轴向夹角为65~85°;所述横桨叶的截面为异形,沿转向的前侧部分叶片与周向切线夹角为0~30°,前端达到所述螺旋片的外径,后端倾向转子中心;所述横桨叶沿转向的后侧部分叶片与径向夹角为0~30°;所述空心绞龙为1~5级螺旋,周向间隔分布的连接桨叶有3~20个,所述连接桨叶与轴向的夹角在-30°~30°之间。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,所述主消化室桨叶沿物料流程依次分为主消化室首级桨叶、主消化室二级桨叶、主消化室三级桨叶;所述主消化室首级桨叶与轴向夹角为45~70°;所述主消化室二级桨叶采用变形截面,沿转向的前侧部分叶片与轴向夹角为70~90°,沿转向的后侧部分叶片与轴向夹角为10~30°;所述主消化室三级桨叶与轴向夹角为65~80°。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,所述主消化室的前端下半部为圆锥筒型,圆锥筒的小径端与所述预混消化室的出口相连接;所述主消化室首级桨叶位于该圆锥筒内,所述主消化室首级桨叶外径随圆锥筒内径沿轴向变化。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,所述尾料消化室桨叶包括尾料消化室主桨叶和出料反向桨叶;所述尾料消化室主桨叶与轴向夹角为55~75°;所述出料反向桨叶位于所主转子的末端、所述出料口的后上方;所述出料反向桨叶与轴向夹角为70~85°。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,从所述主消化室到所述尾料消化室的过渡位置处设置有溢流堰;所述溢流堰前的位于所述主消化室底部设有排杂口;在所述主转子上位于所述溢流堰前设有溢流堰前桨叶,所述溢流堰前桨叶与轴向夹角为80~90°;在所述溢流堰前桨叶和所述主消化室桨叶之间设有主消化室末级桨叶,所述主消化室末级桨叶与轴向夹角为70~85°;在所述主转子上位于所述溢流堰后的位置设有溢流堰后桨叶,所述溢流堰后桨叶与轴向夹角为65~80°。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,所述壳体前端盖上转子旋向向上的一侧设有出水口,所述壳体前端盖上转子旋向向下的一侧设有进水口,所述进水口处连接有进水管;所述主消化室沿轴向间隔设有多个配水管口,所述配水管口通过支管路和控制阀连接到配水总管上,所述配水总管另一端连接所述出水口,所述配水总管上沿流程依次设有关断阀和浆液泵;所述浆液泵后连接有浆液循环管路,所述浆液循环管路的另一端连接到所述进水口的进水管上,所述浆液循环管路上沿流程依次设有调节阀和浆液循环冷却器。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,所述预混消化室的下部半圆筒体上设有半环形肋片,所述半环形肋片外设有冷却室;所述主转子上方设有上转子,所述上转子在主消化室和尾料消化室设有多级桨叶;所述主转子和所上转子采用相同类型的桨叶和排布方式。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,所述进料口的下方、空心绞龙的上方设有分级导流器。

根据本发明的上述一个实施方式提供的一种干法石灰消化装置,所述主消化室的上部位于所述预混消化室出口处设置有翻转挡板,所述的尾料消化室底部在所出料口前设有若干级干燥风口。

综上所述,本发明具有以下有益效果:

本发明的预混消化室通过设置带横桨和连接桨叶的空心绞龙来强化生石灰与水的内部循环搅拌混合,通过增大预混消化阶段水灰比、反应热被连续带出、增强外部冷却等,抑制预混期反应链式加速发展,增加物料停留时间,从而使水能够充分向生石灰孔隙渗透,增强中后期反应,强化熟石灰的膨胀和汽化压力作用,限制晶粒长大,显著提高熟石灰的比表面积和孔隙率。

本发明根据消化反应进程和物料物性的转变,来设置消化室、转子叶片结构形式和尺寸,以及水浆系统分流,控制灰水分布和同步,在受控区段完成石灰消化、膨胀、粉碎、除杂和干燥等,减小生产水耗、能耗和转子受力,保障连续消化过程和产品质量的稳定,提高装置运行的安全性。

附图说明

参照附图,本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是:这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案,而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中:

图1是本发明的干法石灰消化装置下半部俯视剖切图;

图2是本发明的干法石灰消化装置进料口位置竖剖切图。

图中:主转子-1;壳体-2;空心绞龙-3;横桨叶-4;预混消化室-5;锥形绞龙-6;主消化室-7;配水管口-8;溢流堰-9;尾料消化室-10;出料口-11;出料反向桨叶-12;干燥风口-13;尾料消化室主桨叶-14;溢流堰后桨叶-15;溢流堰前桨叶-16;主消化室末级桨叶-17;主消化室三级桨叶-18;主消化室二级桨叶-19;主消化室首级桨叶-20;翻转挡板-21;冷却室-22;分级导流器-23;进水口-24;出水口-25;浆液泵-26;浆液循环冷却器-27;连接桨叶-28;螺旋片-29;进料口-30。

实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。需要说明的是,附图仅为示例性说明,并未按照严格比例绘制,而且其中可能有为描述便利而进行局部放大、缩小,对于公知部分亦可能有一定缺省。

本发明的一个具体在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1-2所示,本发明的较佳实施例提供了一种干法石灰消化装置包括主转子1和壳体2。主转子1位于壳体2内,主转子1的两端轴分别穿过壳体2的前、后端盖。主转子1上按物料流程依次设有空心绞龙3、锥形绞龙6、主消化室桨叶、尾料消化室桨叶。壳体2按物料流程依次设有预混消化室5、主消化室7、尾料消化室10。预混消化室5下半部为由相连接的半圆筒体和半锥形圆筒体组成,与主转子1同轴心。空心绞龙3与锥形绞龙6相连,对应位于预混消化室5的半圆筒和半锥形圆筒。主消化室7的下半部为与主转子1同轴心的半圆筒体,其直径小于预混消化室5的半圆筒体直径,其入口与预混后过渡段的一端连接,预混后过渡段的另一端与预混消化室5出口的半锥形筒体末端连接。主消化室桨叶位于主消化室7和预混后过渡段中。预混消化室5的横截面积大于主消化室7的横截面积,最底部更低,可增加预混消化室5的蓄存水量,从而增大生石灰在预混消化阶段的水灰比,抑制生石灰早期的温升和快速消化,增加对进料波动的适应性和控制稳定性,提高水对生石灰表面和内部孔隙的渗透率。尾料消化室10下半部为与主转子1同轴心的半圆筒体,其直径大于主消化室7的半圆筒体直径。尾料消化室10的入口与主消化室7的出口通过变径连接板封闭相连。尾料消化室桨叶位于尾料消化室10中。尾料消化室10的横截面积大于消化室7的横截面积是为了适应熟石灰的比容大于生石灰混合物的比容,满足同一转子下的同步输料要求。壳体2顶部设有排汽口。壳体2顶部在空心绞龙3的上方设有生石灰进料口30。尾料消化室10的下部末端设有熟石灰的出料口11。

空心绞龙3和锥形绞龙6外侧圆周设有螺旋片29。螺旋片29的截面为矩形,通过周向间隔分布的连接桨叶28连接到主转子1的主轴上。空心绞龙3和锥形绞龙6在随主转子1旋转时,可使预混消化室5内的物料产生轴向向前运动和周向旋转运动,最终使物料经过半锥形圆筒体提升高度后进入主消化室7。减小螺旋片29的径向尺寸,减小连接桨叶28的周向宽度尺寸,增大周向布置间距,可增加空心绞龙3的中部空心区域截面积,从而增加物料在预混消化室5内的循环混合停留时间。主转子1旋转时,各桨叶可对壳体2内的物料产生轴向和周向推力,推动物料沿轴向向前运动,并进行周向混合。

空心绞龙3和锥形绞龙6的顶部连接有2~10个横桨叶4。横桨叶4的截面为异形,沿转向的前侧部分叶片与周向切线夹角为0~30°,前端达到螺旋片29的外径,后端倾向转子中心。横桨叶4沿转向的后侧部分叶片与径向夹角为0~30°。横桨叶4随螺旋片29旋转时,使预混消化室5内的物料产生周向旋转运动,部分随横桨叶4升高的物料通过空心绞龙连接桨叶28间的间隙落到下部重新循环运动。横桨叶4的结构形式可在推动物料周向旋转时减小阻力和物料与外壳体2的摩擦力,并保障物料随横桨叶4旋转时的提升高度。增加横桨叶4的数量以及增加横桨叶4后侧部分叶片的径向尺寸,可增加物料在预混消化室5内的内循环率。

空心绞龙3可为1到5级螺旋,周向间隔分布的连接桨叶28有3~20个。空心绞龙3和锥形绞龙6的螺旋片29与轴向夹角为65~85°。连接桨叶28与轴向的夹角在正负30°之间,正值越大向前导向推动越大,物料在预混消化室5内的停留时间越短,负值越小(负值绝对值越大)向后导向推动越大,位于空心绞龙3的中部空心区域的物料反向运动,使物料在预混消化室5内的内循环率越高,物料在预混消化室5内的停留时间越长。

主消化室桨叶沿物料流程依次分为主消化室首级桨叶20、主消化室二级桨叶19、主消化室三级桨叶18。同级桨叶的叶片尺寸和安装角度均相同。各级桨叶由1组或多组桨叶组成,各组桨叶有2~5个桨叶沿转子圆周均布。所有桨叶前后组之间相交错排列布置。主消化室首级桨叶20与轴向夹角为45~70°,可产生较高的轴向推料分力。主消化室二级桨叶19采用变形截面,沿转向的前侧部分叶片与轴向夹角为70~90°,略有向前推料的作用,沿转向的后侧部分叶片与轴向夹角为10~30°,主要增加周向拨料的作用,并略有向前推料的作用。该设置可增强物料的搅混作用,增加物料快速消化前在周向混合分布的均匀性。主消化室二级桨叶19分布区间主要处于生石灰浆料粘度很低的乳化阶段,并开始发生糊化。主消化室三级桨叶18与轴向夹角为65~80°。主消化室三级桨叶18处于生石灰消化反应的主要阶段,浆料经糊化、稠化和固化阶段,粘度快速增加,体积不断膨胀。主消化室三级桨叶18采用较小的与轴向夹角,可减小轴向和周向受力,增强对物料的切削破碎作用,并依靠物料的膨胀前行。主消化室7在浆料的糊化、稠化和固化区段的桨叶组之间的空隙处设有若干清理口,清理口正对主转子1的轴。清理口安装有可伸入和退出的刮削装置。刮削装置可定期自动或手动伸入到主消化室7内,随主转子1的转动清理粘附在轴上和叶片间的物料。

主消化室7的前端下半部为圆锥筒型,圆锥筒的小径端与预混消化室5的出口相连接。相应地,主消化室首级桨叶20位于此圆锥筒内,桨叶外径随圆锥筒内径沿轴向变化,保持两者之间的间隙沿轴向基本相同。主消化室7前端采用圆锥筒型结构,利用绞龙的有利条件进一步推高进入主消化室7的物料,可在不增加预混消化室5的直径和绞龙扭矩下,增加预混消化室5的相对蓄存水量,从而进一步增大生石灰在预混阶段的水灰比,抑制生石灰早期的温升和快速消化,增加水向生石灰内孔隙的渗透率。

主消化室桨叶采用螺旋形式排列的桨叶,即桨叶在轴上定位点沿螺旋线间隔排列。螺旋线线数采用2~3条,各螺旋线在圆周截面均匀排列,前后相邻桨叶交叉排列。多条螺旋线形式排列的桨叶,有利于形成沿轴向无断线连续推料。

尾料消化室桨叶包括尾料消化室主桨叶14 和出料反向桨叶12两级。同级桨叶的叶片尺寸和安装角度均相同。各级桨叶由1组或多组桨叶组成,各组桨叶有2~5个桨叶沿转子圆周均布。所有桨叶前后组之间相交错排列布置。尾料消化室主桨叶14与轴向夹角为55~75°。出料反向桨叶12位于转子的末端、出料口11的后上方。出料反向桨叶12与轴向夹角为70~85°,采用反向推料设置。尾料消化室主桨叶14将物料逐步推向出料口时,与出料反向桨叶12共同作用促进物料从出料口11下落流出壳体2。尾料消化室10在桨叶组之间的空隙处设有若干清理口,清理口正对主转子1的轴。清理口安装有可伸入和退出的刮削装置。刮削装置可定期自动或手动伸入到尾料消化室10内,随主转子1的转动清理粘附在轴上和叶片间的物料,并可辅助使出料口11上的物料下料通畅,避免产生结拱搭桥。

主消化室7到尾料消化室10的过渡位置设置有溢流堰9。溢流堰前的主消化室7底部设置排杂口。溢流堰9的高度可根据物料特性的差异调整,主消化室7长度相对较短,生石灰杂质多、活性度差而较难消化时,可调高溢流堰高度,增加其在主消化室7的消化时间。设置溢流堰可使过烧石灰、欠烧石灰和杂质等比重比熟石灰大的物料沉落在溢流堰9前,过烧石灰可延长消化时间,无法消化的物料则定期从排杂口及时排除,保障消化率和熟石灰的纯度,产品也不需长时间的“陈伏”;同时溢流堰还可在装置正常启停机及运行故障突然停机期间,保持主消化室7底部一定水分,以利于启停控制,避免转子停运时未反应物料堆积集中放热产生爆汽,并避免供水中断、水灰比控制失衡时产生石灰固结、粘壁和抱轴等问题。相应地,在转子上溢流堰前设置溢流堰前桨叶16。溢流堰前桨叶16与轴向夹角为80~90°,采用较小的反向推料角度设置。进一步在溢流堰前桨叶16和主消化室桨叶之间,设置主消化室末级桨叶17,主消化室末级桨叶17与轴向夹角为70~85°,采用略小的正向推料角度设置。溢流堰前桨叶16和主消化室末级桨叶17相互配合,可减小主消化结束阶段产生的熟石灰对溢流堰的轴向推力,并利用熟石灰比重低于生石灰和水等,将膨胀的熟石灰输送过溢流堰。相应地,在转子上溢流堰后的位置设置溢流堰后桨叶15。溢流堰后桨叶15与轴向夹角为65~80°,轴向推料作用略小于尾料消化室主桨叶14,周向破碎作用增加。更疏松膨大的熟石灰则通过尾料消化室主桨叶14推行。

进水口24位于壳体2前端盖上转子旋向向下的一侧。这样可使新进入的低温水被绞龙首先带入预混消化室5的底部,加强对沉在底部的生石灰混合物的冷却,与浆料充分混合升温上升后,最终向前进入主消化室7,增强了对消化反应初期的冷却抑制作用。壳体2的前端盖设有出水口25,主消化室7沿轴向间隔设有多个配水管口8。出水口25位于壳体2前端盖上转子旋向向上的一侧。出水口25设置在前端盖上转子旋向的向上的一侧,相对进水口的下游,桨液温度接近预混消化室5内混合物料的平均温度,但桨液乳化程度还较小。配水管口8通过支管路和控制阀连接到配水总管上,配水总管另一端连接在出水口25。配水总管上沿流程依次设有关断阀和浆液泵26。设置消化配水管路可克服水灰流动的不同步,控制主消化室7内各区段水灰比和温度,从而控制消化进程。控制主消化室7内的浆液糊化、稠化的起点和主体固化的终点稳定在设定区间,可提高熟石灰产品质量的稳定性,确保转子受力、产排汽量和壳体压力的稳定,提高设备的安全性。

预混消化室5的下部半圆筒体上设有半环形肋片,可通过自然通风或风机吹风增加对预混消化室5内的桨液冷却散热。进一步,半环形肋片外设有冷却室22。冷却室22内可流通气体和液体冷却介质,增强换热冷却效果。通过强化消化反应初期的冷却,可进一步控制初期反应的速度,提高集中沸腾消化前水向生石灰孔隙的渗透率。

配水总管上的浆液泵26后连接有浆液循环管路。浆液循环管路的另一端连接到进水口24的进水管上。浆液循环管路上沿流程依次设有调节阀和浆液循环冷却器27。设置浆液循环冷却系统,可进一步通过外置冷却器加强消化反应初期的桨液冷却,相当于在不改变总体消化水灰比下,大幅提高了消化反应初期的水灰比,抑制初期消化反应的能力大幅提高,可满足大容量的石灰快速消化装置的需要。控制预混消化室5温度越低,初期消化反应放热越少,从而可减少进水口24的进水量和水灰比,或者将排汽净化装置回收的冷凝水通过配水口8送入消化装置。

进水口24连接的进水管的水源加入适量的生石灰消化控制助剂。消化控制助剂为多种可溶于水的不同特性物质的混合物,即能够降低水的表面张力,增强润湿和渗透作用,使更多的水进入石灰内部孔隙,同时能够快速向液固界面扩散,使大量疏水基向外集聚,减少水分子与CaO的接触几率,从而抑制初期的消化反应速度。在反应热量积累使混合物温度升高后,所述消化控制助剂受热消散,使渗透在生石灰孔隙中的水与CaO发生反应,由于生成物Ca(OH)

配水总管上的浆液泵26后连接有事故进水管,事故进水管另一端连接在高位水箱。高位水箱存水量与消化装置内最大生石灰量的摩尔比为3~6。事故进水管上设置有失电开启的电磁阀。在消化装置发生故障停机时,电磁阀开启,高位水箱内的存水进入消化装置,控制消化反应温度和汽化速度,并使装置内保持有剩余水量,避免固化的物料结块集聚,堵转转子,影响再次启动。

主转子1上方设有上转子。上转子在主消化室7和尾料消化室10设有多级桨叶。主转子1和上转子采用相同类型的桨叶和排布方式。主转子1和上转子按级分组排列时,上转子与主转子1的各级桨叶的间距相一致,上转子与主转子1的各级桨叶相继前后交叉排列。主转子1和上转子按螺旋排列时,转子转速和各级螺旋节距均相同,且主转子1和上转子转向相反,这样可形成相互嵌合的同步旋转。上转子可将主消化室7上浮的熟石灰从溢流堰9的上方输送到尾料消化室10,增加产能,并与主转子1相互产生自洁作用,避免石灰粘附、包轴,降低装置的生产能力,并影响消化质量。采用配对的上转子,还可降低主消化室7对消化过程中水灰同步控制的要求,减小主转子1的负荷,提高产品质量的稳定性和生产能力。主转子1与壳体2下部的半圆筒体配合间隙均匀一致,不存在传统水平设置的双转子造成消化室底部转子之间的大量死区,因而输料和消化反应更为均匀,也无死区粘堵以致硬化造成卡机和对转子的危害。

进料口30的下方、空心绞龙3的上方设有分级导流器23。由进料口下落的生石灰经分级导流器23后,大颗粒落在预混消化室5内靠近端盖一侧,小颗粒落在预混消化室5内靠近出口的一侧。这样可延长大颗粒物料在预混消化室5内的停留时间,并利于通过大颗粒推动小颗粒向出口移动,减小转子的受力。

壳体2 在主消化室7的上部增大空间,并在顶部设置水封式安全阀。较大的空间可缓冲消化装置发生汽爆时的压力上升。设置水封式安全阀可避免壳体2内在任何情况下的超压。

主消化室7的上部在预混消化室5出口处设置有翻转挡板21。翻转挡板21可向主消化室7内翻转开启,而不能向预混消化室5内翻转开启。翻转挡板21可避免主消化室7所产蒸汽在预混消化室5内凝结放热,或发生汽爆时使进料口反串出蒸汽。同时,翻转挡板21还可保障预混消化室5在故障下产汽量大时能向主消化室7排汽泄压。尾料消化室10底部在出料口11前设有若干级干燥风口13。利用转子的搅拌疏松和熟石灰的余热,少量干燥风即可携带走更多水分,降低出料口11出口的熟石灰含水率,提高粉化比例。另外,干燥风可利用消化产生的蒸汽凝结放热进行间接预热,以进一步提高干燥能力,回收余热、冷凝水和消化助剂,降低生产能耗和物耗。

本发明的干法石灰消化装置其工作原理为:

生石灰由进料口30进入预混消化室5,水灰摩尔比为1~4的水由进水口24进入预混消化室5,两者被旋转的主转子1上的螺旋片29、连接桨叶28搅拌,进行内部快速循环混合;最终固体物料和形成乳化状态的浆液被绞龙带入主消化室7。

预混消化室5是冷水冷料进、温水温料出,反应热量被连续带出,抑制反应放热可增加物料停留时间而保持热平衡;由于预混消化室5内转子的快速搅混作用,局部消化反应产生的热量,可通过早期不参加反应的“过量水”及时冷却,抑制消化反应的链式发展,避免局部温升形成正反馈加快消化速度,造成过多的生石灰表面及内部孔隙未完成进水渗透时就发生汽化。

进入主消化室7的固体物料完成最初的快速吸水和反应阶段,与乳化状浆液由转子各桨叶继续连续搅拌混合;随着水的渗透与消化反应进行,沿流程固相外形尺寸和自由水量呈加速减小,相继形成短时的糊化浆液、超短时的稠化浆泥;混合物温度加快升高到达85℃以上后,消化反应急速进行,完成大部分生石灰向熟石灰的瞬时转化,一部分水分被反应消耗,一部分水分汽化蒸发,从而使浆泥快速固化,并不断膨胀碎化或粉化;由于水已向生石灰表面及孔隙渗透较多,且大部分蒸汽急速蒸发,因而可充分利用熟石灰体积膨胀与汽化压力作用,以及快速失水结晶,增加晶核数量,限制晶粒长大,显著提高熟石灰的比表面积和孔隙率。

随后体积膨胀的熟石灰物料进入尾料消化室10,在桨叶搅拌下继续进行剩余的消化反应,不断提高消化转化率,并利用产热和余热使吸附于固体的多余水分蒸发,固体物料加大粉碎化;最后含水率较低、纯度较高的合格熟石灰碎粉料从出料口11离开消化装置。

消化过程产生的蒸汽连续由壳体2顶部的排汽口流出壳体2,维持装置内部压力稳定。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均属于申请技术方案的范围内。

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