旋轉圓盤干燥機在火電廠脫硫石膏處理中的應用

姬國強 屈冬婷

（洛陽礦山機械工程設計研究院有限責任公司）

目前，絕大多數火電廠采用技術成熟、使用廣泛的濕式石灰石-石膏法脫硫工藝進行脫硫［1］，以達到國家環保要求，脫硫石膏是該工藝過程的產物，2015 年我國火電廠產生的脫硫石膏已達到8 000 萬噸［2］。 大多火電廠采用堆放的方式處理脫硫石膏，這樣不僅占用場地面積大，而且會對環境造成污染，同時也是對資源的巨大浪費。 因此，脫硫石膏的合理處置和再利用是電力行業亟待解決的問題。 將脫硫石膏進行烘干-煅燒處理，生成的熟料可以用于制作石膏板、 石膏砌塊、石膏天花板及粉刷石膏等制品［3］，使之變廢為寶，創造一定的價值，在該工藝過程中，旋轉圓盤干燥機是最為關鍵的處理設備。

1 脫硫石膏特性

脫硫石膏的特性如下：

a. 主要成分與天然石膏相同， 為CaSO4·2H2O，品位高于天然石膏，生產出的建筑石膏強度較高；

b. 含水率一般為10%～15%，高于天然石膏；

c. 顆粒直徑主要集中在40～60μm，比天然石膏細；

d. 粘度較大、級配較差，易粘附在設備上，造成積料堵塞， 因此處理脫硫石膏時只需要烘干，不需要再破碎和細磨［3，4］。

2 旋轉圓盤干燥機

圖1 旋轉圓盤干燥機結構示意圖

旋轉圓盤干燥機（圖1）是一種間接加熱型干燥設備，其主體由一個圓筒形的殼體和一組中心貫穿的圓盤構成。 熱介質從中空的圓盤組流過，熱量通過圓盤間接傳遞給物料；物料從入口進入殼體內部，在圓盤與殼體之間通過，吸收圓盤傳遞的熱量，水分蒸發形成的水蒸氣聚集在圓盤上方的穹頂里，被少量的熱風帶出干燥機。 圓盤邊緣設置的推料板有一定的傾角，既能幫助物料定向流動，又能起到攪拌作用。 殼體夾套內通有熱介質，起到保溫和輔助加熱的作用。 殼體內壁有固定的刮刀，伸到圓盤之間的空隙中，防止有大塊物料固結在盤片上。

3 在火電廠脫硫石膏處理中的應用

3.1 應用背景

采用脫硫石膏制備建筑石膏的工藝技術流程為：上料→烘干→煅燒→冷卻→成品包裝。 其中，烘干是該工藝過程中的關鍵環節。

國內某火電廠采用脫硫工藝，經過過濾機脫水后脫硫石膏含水率在15%左右， 烘干處理中，考慮到工藝要求，需將其含水率降至1%以內，采用GPWJ-400 型旋轉圓盤干燥機6 臺， 每年可處理脫硫石膏95 萬噸。 熱介質為該火電廠發電過程中產生的飽和蒸汽，可滿足旋轉圓盤干燥機烘干工藝對熱介質的需求。

3.2 主要工藝參數

烘干工藝中旋轉圓盤干燥機的主要工藝參數如下：

處理量 528t/d

干燥面積 400m2

飽和蒸汽溫度 170℃

飽和蒸汽壓力 0.7MPa

飽和蒸汽消耗量 5 449kg/h

來料含水率 15%

產品含水率 1%

物料烘干溫度 120℃

3.3 烘干工藝

本項目中脫硫石膏的烘干處理工藝包括儲運系統、烘干處理系統、電氣系統及自控系統等。其中，烘干處理系統主要由6 條脫硫石膏烘干處理生產線組成，每條烘干處理生產線主要包括一臺旋轉圓盤干燥機、一臺排濕風機、一臺旋風分離器和一臺脈沖布袋除塵器。

旋轉圓盤干燥機烘干工藝過程如下：

a. 過濾機脫水后產生的脫硫石膏通過儲運系統進入旋轉圓盤干燥機， 經過圓盤組的加熱、推進、攪拌和殼體夾套的保溫作用，物料所含的水分迅速蒸發；

b. 在排濕風機作用下，通入干燥機殼體內的熱風攜帶物料蒸發的水分被迅速排走，提高了干燥機的烘干效率；

c. 排濕后，依次經旋風分離器和脈沖布袋除塵器， 分離出隨著負壓熱空氣而帶出的少量粉塵；

d. 分離后的粉塵進入到干燥機中再次利用，分離后的熱空氣通入干燥機的熱風入口再次利用。

3.4 工藝特點

在實際運行中，由于旋轉圓盤干燥機獨特的結構設計，相對于其他干燥設備，其烘干工藝特點如下：

a. 能耗低。 由于是間接加熱方式，因而沒有大量攜帶空氣從而帶走熱量。

b. 使用成本低。 單位有效容積內擁有巨大的傳熱面積，縮短了處理時間，設備尺寸變小，極大地減少了建筑面積和建筑空間。

c. 環境污染小。 采用小氣量熱風帶走物料蒸發的水分， 使得粉塵物料夾帶很小， 便于處理。

d. 運行費用低。 低速攪拌和合理的結構，使得磨損量小，維修費用低。

e. 操作穩定。 由于空心圓盤片特殊的壓縮-膨脹-攪拌作用， 使得物料顆粒充分與傳熱面接觸，在軸向區間內物料的溫度、濕度和混合度梯度很小，從而保證了工藝的穩定性。

f. 熱效率高。旋轉圓盤干燥機傳熱系數高，熱效率一般可達90%～95%，是節能型設備。

4 結束語

對火電廠脫硫工藝產生的脫硫石膏進行再利用是目前我國亟待解決的問題。 旋轉圓盤干燥機作為一種性能優良的干燥設備，相對于其他干燥設備，其烘干工藝具有能耗低、使用成本低及熱效率高等優點， 適用于脫硫石膏的烘干處理，能夠在變廢為寶的同時美化環境，為火電廠創造更大的價值。