專利名稱：改性石膏制備系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及化學(xué)工業(yè)與電力工業(yè)廢棄物資源處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種以氟石膏、脫硫石膏廢棄物資源作為原料的改性石膏制備系統(tǒng)。
技術(shù)背景脫硫石膏是火電廠煙氣脫硫產(chǎn)生的廢渣，其產(chǎn)生量較大，已經(jīng)成為亟待解決的問題。其主要成分和天然石膏一樣，其物理化學(xué)性質(zhì)和天然石膏具有共同規(guī)律，但因其外在水 分較大，粘性強(qiáng)、流動(dòng)性差，在水泥生產(chǎn)使用中造成結(jié)倉、結(jié)壁、下料堵塞、與水泥熟料混合不勻，下料同步性較差，造成水泥凝結(jié)時(shí)間波動(dòng)較大，無法使用。故，脫硫石膏需要經(jīng)過烘干后，才能作為水泥緩凝劑使用。如此造成企業(yè)能耗上升，生產(chǎn)成本增加。氟石膏是在氫氟酸生產(chǎn)過程中，由硫酸與螢石反應(yīng)產(chǎn)生的以硫酸鈣為主要成分的廢渣。由于氟石膏是一種無水石膏，水化反應(yīng)很慢，在水中溶解速度較二水石膏慢，若直接摻入水泥作緩凝劑，會(huì)使水泥產(chǎn)生“假凝”現(xiàn)象；此外，氟石膏顆粒細(xì)小，不便于物料流動(dòng)，直接用于水泥生產(chǎn)，易造成下料不暢、下料倉堵塞等現(xiàn)象；又因廢渣中殘存極少量沒有反應(yīng)完的硫酸和氟化鈣，故氟石膏顯酸性，易糊磨且可造成使用設(shè)備的腐蝕。這些不利因素嚴(yán)重制約了氟石膏在水泥中的應(yīng)用。雖然現(xiàn)有技術(shù)中已有對(duì)氟石膏進(jìn)行改性處理以獲得適合于水泥生產(chǎn)中所需的水泥緩凝劑的改性石膏，如中國(guó)專利(專利號(hào)為200410013136. 2，名稱為《氟石膏資源化改性處理的方法》)中通過以下步驟對(duì)氟石膏進(jìn)行改性處理1.原料的選取氟石膏中加入復(fù)合活性激發(fā)劑和堿性材料，各組份所占總質(zhì)量百分比為氟石膏93-97、復(fù)合活性激發(fā)劑1-2、堿性材料2-5，按質(zhì)量比稱取各物料待用；2.攪拌混合加水?dāng)嚢?-5分鐘，水的用量占步驟I的混合干物料的質(zhì)量百分比15-25 ;攪拌完成后送至防雨堆場(chǎng)靜置；3.堆積淋水養(yǎng)護(hù)至防雨堆場(chǎng)靜置4 6小時(shí)后，挖掘成虛堆積到養(yǎng)護(hù)場(chǎng)地，每天二次淋水養(yǎng)護(hù)，10天即可出廠，得改性石膏產(chǎn)品。然而上述氟石膏改性處理方法存在以下問題堿性材料用量較大，強(qiáng)堿材料價(jià)格昂貴，造成制造成本升高；攪拌混合加水?dāng)嚢?-5分鐘為間歇式攪拌，不能夠連續(xù)作業(yè)，在制造過程中產(chǎn)量受到較大限制；制造到出廠為10天，周期過長(zhǎng)；復(fù)合活性激發(fā)劑即為反應(yīng)消耗氟石膏中殘余硫酸的鈣質(zhì)原料(CaC03、Ca(H0)2)，如果當(dāng)?shù)貨]有成品資源，利用外購或自己加工，投資與成本較高。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種可以降低制造成本及生產(chǎn)周期的改性石膏制備系統(tǒng)?！N改性石膏制備系統(tǒng)，該改性石膏制備系統(tǒng)包括下料模塊、計(jì)量模塊、輸送模塊、混合模塊、堿性激發(fā)劑添加模塊、成型模塊。下料模塊用于將化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏分開盛放，并將盛放的化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏提供給計(jì)量模塊。計(jì)量模塊用于計(jì)量下料模塊輸送的氟石膏、脫硫石膏的質(zhì)量，并將氟石膏、脫硫石膏同時(shí)輸送給輸送模塊。輸送模塊用于將計(jì)量模塊輸送的氟石膏、脫硫石膏輸送給混合模塊；還用于將成型模塊輸出的料球輸送至露天堆場(chǎng)晾曬?；旌夏K用于將氟石膏、脫硫石膏混合均化以獲得混合石膏，并將混合石膏輸送給成型模塊。堿性激發(fā)劑添加模塊用于預(yù)設(shè)量的堿性激發(fā)劑溶液噴入成型模塊。成型模塊用于將混合石膏及堿性激發(fā)劑混合后造粒，以產(chǎn)生料球，并將料球輸送給輸送模塊。利用上述改性石膏制備系統(tǒng)生產(chǎn)的改性石膏，需要的堿性材料用量少，僅占混合石膏的干基料量的0. 2% 0. 5 %，且將氟石膏和脫硫石膏等廢棄物資源作為原料，如此減低了生產(chǎn)成本；另外，在生產(chǎn)前預(yù)先化驗(yàn)脫硫石膏、氟石膏中的SO3及水分的含量，并確定脫硫石膏與氟石膏的干基料量比例及堿性激發(fā)劑配制濃度與預(yù)加水量，在生產(chǎn)過程中按照確定的干基料量比例及堿性激發(fā)劑配制濃度與預(yù)加水量進(jìn)行生產(chǎn)，如此確保了生產(chǎn)作業(yè)的連續(xù)性，縮短了生產(chǎn)周期。

附圖I是一較佳實(shí)施方式的改性石膏制備系統(tǒng)的功能模塊圖。附圖2是圖I中下料模塊的功能模塊圖。附圖3是圖I中計(jì)量模塊的功能模塊圖。附圖4是圖I中輸送模塊的功能模塊圖。附圖5是圖I中堿性激發(fā)劑添加模塊的功能模塊圖。圖中改性石膏制備系統(tǒng)10、下料模塊11、第一下料倉111、第二下料倉112、計(jì)量模塊12、第一計(jì)量單元121、第二計(jì)量單元122、輸送模塊13、第一輸送單元131、第二輸送單元132、混合模塊14、堿性激發(fā)劑添加模塊15、堿溶液攪拌單元151、過濾單元152、堿溶液調(diào)速單元153、流量計(jì)量單元154、堿溶液輸送單元155、成型模塊1具體實(shí)施方式
如圖I所示的改性石膏制備系統(tǒng)10，該改性石膏制備系統(tǒng)10包括下料模塊11、計(jì)量模塊12、輸送模塊13、混合模塊14、堿性激發(fā)劑添加模塊15、成型模塊16。下料模塊11用于將化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏分開盛放，并將盛放的化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏提供給計(jì)量模塊12。請(qǐng)同時(shí)參看圖2，在本實(shí)施方式中，下料模塊11包括第一下料倉111、第二下料倉112，第一下料倉111用于盛放化驗(yàn)后的氟石膏，第二下料倉112用于盛放化驗(yàn)后的脫硫石膏，第一下料倉111、第二下料倉112按照預(yù)設(shè)的輸送量對(duì)應(yīng)的將化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏輸送給計(jì)量模塊12。計(jì)量模塊12用于計(jì)量下料模塊11輸送的氟石膏、脫硫石膏的質(zhì)量，以保證下料模塊輸送的氟石骨、脫硫石骨的干基料量比為2 : 3 I : I,并將氟石骨、脫硫石骨同時(shí)輸送給輸送模塊13。請(qǐng)同時(shí)參看圖3，在本實(shí)施方式中，計(jì)量模塊12包括第一計(jì)量單元121、第二計(jì)量單元122，其中第一計(jì)量單元121、第二計(jì)量單元122可為電子皮帶秤。第一計(jì)量單元121與第一下料倉111相對(duì)應(yīng)，以對(duì)第一下料倉111輸送的氟石膏量進(jìn)行計(jì)量；第二計(jì)量單元122與第二下料倉112相對(duì)應(yīng)，以對(duì)第二下料倉112輸送的脫硫石膏進(jìn)行計(jì)量。第一計(jì)量單元121、第二計(jì)量單元122還同時(shí)將氟石膏、脫硫石膏輸送給輸送模塊13。如此，工作人員可以根據(jù)計(jì)量模塊12產(chǎn)生的計(jì)量值，手動(dòng)調(diào)整下料模塊11輸送量。在其他實(shí)施方式中，也可以利用計(jì)量模塊12對(duì)下料模塊11的輸送量進(jìn)行自動(dòng)控制，例如，計(jì)量模塊12將產(chǎn)生的計(jì)量值與預(yù)設(shè)的計(jì)量值比較，在比較出產(chǎn)生的計(jì)量值與預(yù)設(shè)的計(jì)量值不對(duì)應(yīng)時(shí)，輸出控制信號(hào)給下料模塊11，以調(diào)整下料模塊11的輸送量。輸送模塊13用于將計(jì)量模塊12輸送的氟石膏、脫硫石膏輸送給混合模塊14 ;還用于將成型模塊16輸出的料球輸送至露天堆場(chǎng)晾曬。請(qǐng)同時(shí)參看圖4，在本實(shí)施方式中，輸送模塊13包括第一輸送單兀131、第二輸送單兀132,其中第一輸送單兀131、第二輸送單元132可為皮帶輸送機(jī)。第一輸送單元131將計(jì)量模塊12輸送的氟石膏、脫硫石膏輸送給混合模塊14 ;第二輸送單兀132將成型模塊16輸出的料球輸送至露天堆場(chǎng)晾曬，以使料球的水分為3% 5%?；旌夏K14用于將氟石膏、脫硫石 膏混合均化以獲得混合石膏，并將混合石膏輸送給成型模塊16。在本實(shí)施方式中混合模塊14為連續(xù)強(qiáng)力混合機(jī)。堿性激發(fā)劑添加模塊15用于預(yù)設(shè)量的堿性激發(fā)劑溶液噴入成型模塊16，預(yù)設(shè)量的堿性激發(fā)劑含量為混合石膏的干基料量的0. 2% 0. 5%。請(qǐng)同時(shí)參看圖5,在本實(shí)施方式中，堿性激發(fā)劑添加模塊15包括堿溶液攪拌單元151、過濾單元152、堿溶液調(diào)速單元153、流量計(jì)量單元154、堿溶液輸送單元155，堿性激發(fā)劑溶液。堿溶液攪拌單元151用于按要求比例配置堿性激發(fā)劑溶液，過濾單元152用于對(duì)配置的堿性激發(fā)劑溶液進(jìn)行過濾，以獲得堿性激發(fā)劑溶液，其中過濾單元152為過濾器。堿溶液調(diào)速單元153用于預(yù)設(shè)的速度將過濾后的堿性激發(fā)劑溶液輸送給堿性激發(fā)劑輸送單元155，其中堿性激發(fā)劑溶液調(diào)速單元153為調(diào)速管道泵。流量計(jì)量單元154用于計(jì)量堿性激發(fā)劑溶液調(diào)速單元153輸送給堿性激發(fā)劑溶液輸送單元155的堿性激發(fā)劑溶液的流量，其中，流量計(jì)量單元154為流量計(jì)。堿性激發(fā)劑溶液輸送單元155用于將堿性激發(fā)劑溶液以霧化形式噴入成型模塊16，其中，堿性激發(fā)劑溶液輸送單元155為高壓霧化噴頭。成型模塊16用于將混合石膏及堿性激發(fā)劑混合后造粒，以產(chǎn)生料球，其中料球的成球水分為15-18%，料球中的SO3含量為45% 47%，顆粒直徑要求為5_10mm，并將料球輸送給輸送模塊13。在利用上述改性石膏制備系統(tǒng)10生產(chǎn)出改性石膏時(shí)，脫硫石膏中CaCO3與氟石膏中的硫酸反應(yīng)，與自由水結(jié)合生成二水硫酸鈣，化學(xué)反應(yīng)方程式為CaC03+H2S04 = CaSO4 (微溶于水)+H2CHCO2 f2CaS03+02+4H20——> 2 (CaSO4. 2H20)同時(shí)加入的0. 2% 0. 5%堿性激發(fā)劑可以提高氟石膏中無水硫酸鈣轉(zhuǎn)化成二水硫酸鈣速度，縮短改性石膏硬化時(shí)間。另外，利用上述改性石膏制備系統(tǒng)10生產(chǎn)出的改性石膏為5-10_顆粒，水泥生產(chǎn)過程中無需破碎，可直接入庫使用，節(jié)約了生產(chǎn)運(yùn)行費(fèi)用。同時(shí)，以氟石膏、脫硫石膏廢棄物資源作為原料生產(chǎn)該改性石膏，既節(jié)約大量天然二水石膏資源，又可綜合治理氟石膏、脫硫石膏廢棄物，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。利用上述改性石膏制備系統(tǒng)10生產(chǎn)的改性石膏符合天然石膏國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T-5483-2008要求的，可以作為水泥緩凝劑使用，經(jīng)試驗(yàn)利用本發(fā)明獲得的改性石膏4小時(shí)內(nèi)能完全硬化，硬化時(shí)間較短，生產(chǎn)效率高。請(qǐng)同時(shí)參看表I :表I改性石膏在水泥中應(yīng)用檢測(cè)結(jié)果
權(quán)利要求1.一種改性石膏制備系統(tǒng)，其特征在于該改性石膏制備系統(tǒng)包括下料模塊、計(jì)量模塊、輸送模塊、混合模塊、堿性激發(fā)劑添加模塊、成型模塊； 下料模塊用于將化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏分開盛放，并將盛放的化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏提供給計(jì)量模塊； 計(jì)量模塊用于計(jì)量下料模塊輸送的氟石膏、脫硫石膏的質(zhì)量，并將氟石膏、脫硫石膏同時(shí)輸送給輸送模塊； 輸送模塊用于將計(jì)量模塊輸送的氟石膏、脫硫石膏輸送給混合模塊，還用于將成型模塊輸出的料球輸送至露天堆場(chǎng)晾曬； 混合模塊用于將氟石膏、脫硫石膏混合均化以獲得混合石膏，并將混合石膏輸送給成型模塊； 堿性激發(fā)劑添加模塊用于預(yù)設(shè)量的堿性激發(fā)劑溶液噴入成型模塊； 成型模塊用于將混合石膏及堿性激發(fā)劑混合后造粒，以產(chǎn)生料球，并將料球輸送給輸送模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石膏制備系統(tǒng)，其特征在于下料模塊包括第一下料倉、第二下料倉，第一下料倉用于盛放化驗(yàn)后的氟石膏，第二下料倉用于盛放化驗(yàn)后的脫硫石膏，第一下料倉、第二下料倉按照預(yù)設(shè)的輸送量對(duì)應(yīng)的將化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏輸送給計(jì)量模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性石膏制備系統(tǒng)，其特征在于計(jì)量模塊包括第一計(jì)量單元、第二計(jì)量單元，其中第一計(jì)量單元、第二計(jì)量單元為電子皮帶秤；第一計(jì)量單元與第一下料倉相對(duì)應(yīng)，以對(duì)第一下料倉輸送的氟石膏量進(jìn)行計(jì)量；第二計(jì)量單元與第二下料倉相對(duì)應(yīng)，以對(duì)第二下料倉輸送的脫硫石膏進(jìn)行計(jì)量；第一計(jì)量單元、第二計(jì)量單元還同時(shí)將氟石膏、脫硫石膏輸送給輸送模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石膏制備系統(tǒng)，其特征在于輸送模塊包括第一輸送單兀、第二輸送單兀，其中第一輸送單兀、第二輸送單兀為皮帶輸送機(jī)；第一輸送單兀將計(jì)量模塊輸送的氟石膏、脫硫石膏輸送給混合模塊；第二輸送單兀將成型模塊輸出的料球輸送至露天堆場(chǎng)晾曬。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性石膏制備系統(tǒng)，其特征在于堿性激發(fā)劑添加模塊包括堿溶液攪拌單元、過濾單元、堿溶液調(diào)速單元、流量計(jì)量單元、堿溶液輸送單元； 堿溶液攪拌單元用于按要求比例配置堿性激發(fā)劑，過濾單元用于對(duì)配置的堿性激發(fā)劑進(jìn)行過濾，以獲得堿性激發(fā)劑，其中過濾單元為過濾器； 堿溶液調(diào)速單元用于預(yù)設(shè)的速度將過濾后的堿性激發(fā)劑輸送給堿溶液輸送單元，其中堿溶液調(diào)速單元為調(diào)速管道泵； 流量計(jì)量單元用于計(jì)量堿溶液調(diào)速單元輸送給堿溶液輸送單元的堿性激發(fā)劑的流量，其中，流量計(jì)量單元為流量計(jì)； 堿溶液輸送單元用于將堿性激發(fā)劑以霧化形式噴入成型模塊，其中，堿溶液輸送單元為高壓霧化噴頭。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種改性石膏及改性石膏制備系統(tǒng)，該改性石膏制備系統(tǒng)的下料模塊用于將化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏分開盛放，并將盛放的化驗(yàn)后的氟石膏、脫硫石膏提供給計(jì)量模塊；計(jì)量模塊用于計(jì)量下料模塊輸送的氟石膏、脫硫石膏的質(zhì)量，以保證下料模塊輸送的氟石膏、脫硫石膏的干基料量比為2∶3～1∶1。輸送模塊用于將計(jì)量模塊輸送的氟石膏、脫硫石膏輸送給混合模塊?；旌夏K用于將氟石膏、脫硫石膏混合均化以獲得混合石膏，并將混合石膏輸送給成型模塊。堿性激發(fā)劑添加模塊用于預(yù)設(shè)量的堿性激發(fā)劑溶液噴入成型模塊。成型模塊用于將混合石膏及堿性激發(fā)劑混合后造粒，以產(chǎn)生料球，并將料球輸送給輸送模塊。
文檔編號(hào)C04B22/14GK202379897SQ20112008467
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者丁立峰, 馬建國(guó) 申請(qǐng)人:丁立峰