1.5.2. Технология производства строительного гипса с использованием котлов непрерывного действия

Достоинством такой технологии, кроме вышеуказанного, является возможность максимально автоматизировать процесс. Примером таких технологических процессов может служить линия СМА 400 производства АО «Самарский завод "Строммашина"» (рис. 1.9).

Рис. 1.9. Технологическая схема производства строительного гипса

с применением варочных котлов непрерывного действия

(спецификация по тексту)

Гипсовый щебень из бункера 1 цепным питателем 2 подается в тарельчато-роликовую мельницу непрерывного действия 3. Дымовые газы, получаемые от сжигания топлива в выносной топке 4 за счет тяги, создаваемой вентилятором 5, подхватывают измельченный продукт и направляются в циклон первой ступени очистки 6. Уловленный порошок гипса винтовым конвейером 7 направляется в бункер сырьевой муки 8. Более тонкая очистка дымовых газов осуществляется в циклонах второй ступени 9 и электрофильтре 19. Осажденная пыль винтовыми конвейерами 16 и 17 также подается в бункер 8, из которого с помощью винтовых конвейеров 10 подается в гипсоварочный котел непрерывного действия 11. За счет непрерывной подачи в котел свежего гипсового порошка в нем в течение всего процесса тепловой обработки поддерживается постоянное парциальное давление водяного пара, что обеспечивает получение готового продукта более однородного вещественного состава.

Гипсоварочный котел обогревается дымовыми газами, образующимися от сжигания природного газа в выносной топке 13. С помощью дымососов 14 и 18 производится разбавление дымовых газов за счет вторичного воздуха перед их поступлением в гипсоварочный котел.

Готовый продукт, состоящий преимущественно из   CaSO₄ · 0,5H₂O, обладая меньшей плотностью, чем исходный дигидрат сульфата кальция, всплывает вверх и через патрубок непрерывно удаляется из котла в холодильник (кондиционер) 12. Охлаждение строительного гипса осуществляется за счет подачи по трубам вентилятором 15 воздуха.

Транспортировка готового продукта в силоса и упаковка осуществляется аналогично схеме (рис. 1.7).

В заключение следует отметь, что гипсоварочные котлы периодического, а в последнее время непрерывного действия были и остаются самыми распространенными технологическими аппаратами для варки строительного гипса. На долю вышерассмотренных технологических схем припадает большая часть производимого продукта. Есть все основания полагать, что такое положение сохранится и в ближайшем будущем, поскольку гипсоварочный котел обладает еще существенным резервом в отношении его совершенствования. Подтверждением этого является разработанная конструкция котла, обеспечивающая более оперативный вывод из него готового продукта   CaSO₄ · 0,5H₂O, тем самым не допускающая его превращения в растворимый   CaSO₄ со всеми вытекающими из этого негативными последствиями, на которые указывалось выше.

1.5.3. Технология производства строительного гипса с использованием барабанных дегидраторов

Несмотря на бесспорные достоинства гипсоварочных котлов как тепловых агрегатов для производства строительного гипса по-прежнему применяют и барабанные дегидраторы, которые не совсем корректно именуются вращающимися печами (рис. 1.10).

Рис. 1.10. Технологическая схема производства строительного гипса

в барабанном дегидраторе (вращающейся печи)

(спецификация по тексту)

Гипсовый камень, доставляемый из карьера автосамосвалами 1, разгружается в приемный бункер 2, из которого питателем 3 подается в щековую дробилку 4 на грубое (первичное) дробление. После этого кусковой гипс с помощью ленточного конвейера 5 и 6 и дозатора поступает на вторичное измельчение в молотковую дробилку 7, из которой элеватором 8 щебень подается на виброгрохот 20. Расклассифицированный гипс на фракции 010, 1020 и 2040 мм направляется в соответствующие бункера 9 с тарельчатыми питателями 19, расположенными над барабанными дегидраторами 11 (на схеме показана одна технологическая линия).

Для каждой фракции назначается соответствующий режим обжига. Тепловые агрегаты могут работать как в прямоточном режиме, так и противоточном. Противоток является более экономичным с теплотехнической точки зрения, что наглядно видно из графика (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Изменение температуры газа (Т^г) и гипса (Т^м)

в барабанном дегидраторе при прямотоке и противотоке

Из графика видно, что при противотоке конечная температура материала ( ) имеет более высокое значение по сравнению с конечной температурой дымовых газов ( ). В случае же прямоточного движения теплоносителя и материала эта картина выглядит обратной, а именно температура материала ( ) будет иметь меньшее значение по сравнению с ( ). В производственных условиях эти величины имеют следующие значения. При прямотоке температура дымовых газов на входе ( ) находится в пределах 9501000С, а при противотоке  750800С. Температура газов на выходе из теплового агрегата при прямотоке 170220С, а при противотоке  100110С.

Противоточная организация движения материала и теплоносителя в аппарате позволяет легче осуществить автоматическое поддержание температурного режима. Поскольку движущая сила процесса, определяемая разностью температур газа и гипса (Т), имеет примерно одинаковое значение по длине аппарата, на что указывает близость величин Т₁ и Т₂. В случае же прямотока движущая сила Т₁ на входе в тепловой агрегат существенно больше ее конечного значения (Т₂).

Барабанные дегидраторы могут отличаться и по характеру передачи теплоты: путем прямого нагрева за счет непосредственного контакта дымовых газов с гипсом или нагрева через стенку, когда теплоноситель походит по межтрубному пространству, образованному барабаном и кожухом.

На рис. 1.10 представлен прямоточный дегидратор, отапливаемый дымовыми газами, образованными от сжигания природного газа в топке 10.

Обожженный продукт элеватором 12 с температурой 80100С подается на помол в трубную двухкамерную мельницу 14 тарельчатым питателем 13. В мельнице наряду с помолом происходит и усреднение вещественного состава гипсового вяжущего, которое пневмокамерным насосом 15 перекачивается на хранение и упаковку.

Отработанные дымовые газы из теплового агрегата направляются на двухступенчатую очистку  сначала в циклоне 18, а затем в электрофильтре 17, после чего выбрасываются в атмосферу дымососом 16. Следует отметить, что в последнее время энергоемкие электрофильтры стали заменять рукавными фильтрами, обеспечивающими очистку от пыли до содержания ее не более 1030 мг/м³.

Основным недостатком такой технологии является более неоднородный вещественный состав продукта, выходящего из аппарата по сравнению с гипсоварочными котлами. Это обусловлено значительно большими размерами кусков дегидратируемого гипса, что неизбежно ведет либо к недожогу сердцевины щебня, либо пережогу до ангидрита его внешней оболочки. По этой причине такие технологии значительно меньше распространены.