專利名稱：一種石膏生產(chǎn)新方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)石膏的新方法，特別是一種適合于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)建筑石膏，優(yōu)質(zhì)模用石膏的新方法。
現(xiàn)有β型普通石膏的生產(chǎn)方法按工藝方法分類包括兩大類一是將熱煙氣與石膏直接作用脫水，如回轉(zhuǎn)窯工藝，懸浮煅燒窯工藝，彼得磨工藝等；二是間接加熱炒制法，如間歇式炒鍋工藝，連續(xù)式炒鍋工藝，水平回轉(zhuǎn)烘筒工藝等。而α型石膏的生產(chǎn)工藝是，石膏脫水在溶液或飽和蒸汽下和一定壓力的封閉容器中進行。這幾種方法存在以下缺點1、β型石膏生產(chǎn)工藝，無論是直接煅燒，還是間接炒制，石膏在脫水反應(yīng)過程中，都存在脫水不足或過燒和過脫水的現(xiàn)象，影響石膏產(chǎn)品質(zhì)量；2、α型石膏生產(chǎn)工藝是在封閉壓力狀態(tài)下濕法生產(chǎn)，設(shè)備要求高，成本高，生產(chǎn)效率低。
本發(fā)明的目的是克服上述缺點，提供一種適用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)建筑石膏，優(yōu)質(zhì)模用石膏的新方法，這種新方法能夠高效低成本地實現(xiàn)生產(chǎn)性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠的石膏產(chǎn)品，且設(shè)備要求低，不需要在封閉壓力狀態(tài)下進行。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的在與大氣相通的石膏蒸煉(炒制)容器內(nèi)通入由蒸汽發(fā)生器或水氣混合發(fā)生器產(chǎn)生的以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)，且以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)充盈石膏蒸煉或炒制容器內(nèi)部，并與石膏蒸煉或炒制容器內(nèi)的石膏粉(或粒、塊)的表面直接接觸，在不同狀況下，分別或綜合起到沸騰、直接脫水、冷卻、人工時效的功能作用，對石膏粉(或粒、塊)進行加熱脫水或沸騰或冷卻降溫或控制人工時效或綜合功能。
本發(fā)明所述水蒸汽是以飽和蒸汽或過熱蒸汽形式存在。
本發(fā)明所述水氣混合體是指以空氣作載體將水以水霧狀形式存在。
本發(fā)明水介質(zhì)的溫度高低、密度和流量大小不同確定了石膏產(chǎn)品的質(zhì)量和性能參數(shù)。
本發(fā)明以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)的溫度高低、密度和流量大小確定石膏產(chǎn)品質(zhì)量和性能參數(shù)。
本發(fā)明適用于生產(chǎn)β型或α型的半水石膏和可溶性無水石膏。
本發(fā)明的作用原理是本發(fā)明以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)對石膏粉(或粒、塊)的作用控制功能，包括直接作用于石膏脫水的熱介質(zhì)作用，冷卻石膏脫水的冷卻介質(zhì)作用，糾正石膏過脫水和過燒的人工時效介質(zhì)作用，加熱石膏脫水的沸騰介質(zhì)作用，調(diào)節(jié)直接用石膏脫水的熱介質(zhì)(水蒸汽)密度和熱介質(zhì)(水蒸流)流量，其具體狀態(tài)如下Aβ型石膏生產(chǎn)的沸騰作用功能加入以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)，可使石膏粉在炒制或蒸煉容器內(nèi)脫水的全過程處于理想狀態(tài)下的沸騰態(tài)，整個炒制或蒸煉容器內(nèi)的石膏粉呈均溫加熱脫水。石膏粉可按規(guī)定溫度曲線進行升溫或降溫，并在規(guī)定時間內(nèi)炒制或蒸煉脫水。
Bβ型石膏生產(chǎn)的冷卻作用功能使石膏粉在炒制或蒸煉容器內(nèi)炒制或蒸煉時，逐步加入以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)，使石膏炒制或蒸煉過程始終處于可控升溫或降溫過程，其可控升溫或降溫是由石膏產(chǎn)品質(zhì)量和性能參數(shù)決定。
Cβ型石膏生產(chǎn)的人工時效作用功能過脫水石膏或過燒石膏在一定熱介質(zhì)(水蒸汽)密度條件，一定的熱介質(zhì)(水蒸汽)作用流量條件和一定的溫度變化條件下能得到迅速糾正，這是利用了二水石膏、半水石膏、可溶性無水石膏在相應(yīng)條件下呈可逆反應(yīng)的原理。
D、α型石膏生產(chǎn)作用原理本發(fā)明是在與大氣相通的蒸煉容器內(nèi)蒸煉石膏脫水，屬干法生產(chǎn)。傳統(tǒng)生產(chǎn)α型石膏是將石膏置于封閉壓力容器內(nèi)，在溶液或飽和蒸汽狀態(tài)下濕法蒸煉脫水，其熱介質(zhì)密度，包括飽和蒸汽密度或液態(tài)水密度是固定的，即在最大密度狀態(tài)下生產(chǎn)。雖然可以調(diào)節(jié)熱力強度(溫度)，由于溫度上升必然帶來壓力上升，壓力上升將使生產(chǎn)成本大幅度上升。本發(fā)明以水蒸汽(飽和或過熱蒸汽)存在的水介質(zhì)通入與大氣相通的蒸煉容器內(nèi)，其熱介質(zhì)密度是可調(diào)控的，且熱介質(zhì)(水蒸汽)流量和溫度亦是可調(diào)控的，采用相對較高的熱介質(zhì)密度和流量，及相對較低的熱介質(zhì)溫度和相對較長的蒸煉時間，能實現(xiàn)生產(chǎn)α型石膏產(chǎn)品，生產(chǎn)成本低。
本發(fā)明具有以下積極效果(一)β型石膏1、與傳統(tǒng)方法比較，產(chǎn)品質(zhì)量高。以間歇式炒鍋內(nèi)通入水蒸氣生產(chǎn)與傳統(tǒng)工藝的一組對比數(shù)據(jù)為例
2、石膏產(chǎn)品質(zhì)量和性能穩(wěn)定，不需自然存放時效。
3、對重要使用性能，如強度、吸水率、初終凝時間和標準稠度等可以控制調(diào)節(jié)。
4、在間歇式炒鍋生產(chǎn)石膏產(chǎn)品中，克服了現(xiàn)有技術(shù)中，由于沸騰減弱或消失，攪拌阻力大幅上升的缺點，提高了間歇式炒鍋的工業(yè)化生產(chǎn)規(guī)模，增加了炒制容器的壽命，提高了石膏粉的質(zhì)量和穩(wěn)定性，減少了脫水不足或過脫水或過燒石膏的產(chǎn)生。
5、在連續(xù)式炒鍋生產(chǎn)石膏產(chǎn)品中，克服了供熱不均衡和給料不均衡或受原料粉附著游離水含量變化而影響質(zhì)量的缺點，保證了鍋內(nèi)恒溫控制，產(chǎn)品質(zhì)量提高，增加了設(shè)備生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品性能指標更好，更穩(wěn)定。
(二)α型石膏提供了一種方便低成本生產(chǎn)方法，特點是與大氣相通的干法蒸煉脫水方法。
下面給出本發(fā)明的實施例，并結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步詳細說明實施例1在間歇式炒鍋內(nèi)通入直接作用石膏粉的以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)。間歇式炒鍋一般是將二水石膏分解脫水成半水石膏。間歇式炒鍋的傳熱方式這樣實現(xiàn)熱煙將熱量傳給石膏粉體容器，容器壁將熱量再傳給接觸容器壁的石膏粉體，該部分石膏粉體的結(jié)晶水受熱脫水轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽，該過熱蒸汽成為熱載體繼續(xù)作用其它部分石膏粉體的結(jié)晶水脫水轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽。這些過程進行到一定程度時，鍋內(nèi)石膏粉體呈沸騰狀并連續(xù)脫水，鍋內(nèi)石膏粉體呈均溫態(tài)，該脫水態(tài)相對理想。隨著石膏粉體脫水過程的逐步完成，鍋內(nèi)沸騰逐漸減弱和消失，鍋內(nèi)石膏粉體均溫態(tài)逐漸轉(zhuǎn)為非均溫態(tài)。一般情況下，就視石膏粉體已經(jīng)炒熟。事實上，在沸騰逐漸減弱和消失變?yōu)榉蔷鶞貞B(tài)的過程中，有部分石膏粉體，特別是顆粒較大部分脫水并未理想完成，而接觸高溫部分特別是接觸容器傳熱壁部分的石膏粉體又呈過脫水狀態(tài)，向分解為可溶性性無水石膏轉(zhuǎn)化。為了獲得相對高質(zhì)量的β型石膏，一般情況下，間歇式炒鍋操作會讓失去沸騰的石膏粉體在非均溫態(tài)中和在機械強制攪拌下繼續(xù)炒制一定時間，通過經(jīng)驗和觀察二次沸騰(半水石膏繼續(xù)脫水轉(zhuǎn)化為可溶性無水石膏)情況決定炒制完成。這給生產(chǎn)和裝備帶來了若干弊端1、從工藝角度炒制受人為經(jīng)驗操作影響很在，某種意義上說，生產(chǎn)相對高質(zhì)量的石膏產(chǎn)品是一門藝術(shù)，而非受工業(yè)控制的技術(shù)。
2、由于存在非沸騰態(tài)生產(chǎn)過程，鍋內(nèi)強制攪拌裝置動力大，結(jié)構(gòu)相對龐大。
3、由于存在非沸騰態(tài)生產(chǎn)過程，間歇式炒鍋的工業(yè)規(guī)模受到限制。
4、由于存在非沸騰態(tài)而產(chǎn)生的非均溫均，石膏容器受熱和傳熱條件惡化，容易燒損，影響使用壽命。
5、由于存在過脫水和過燒石膏產(chǎn)生的質(zhì)量不穩(wěn)定因素，石膏產(chǎn)品需要自然存放時效。
本發(fā)明通過在容器內(nèi)通入可調(diào)節(jié)的水蒸汽或水氣混合體，不僅克服了上述缺點，還明顯帶來其它優(yōu)點1、本發(fā)明通入的水蒸汽或水氣混合體作為沸騰介質(zhì)，能使石膏粉體始終處于均溫場中脫水，脫水均勻可控，間歇式炒鍋工業(yè)規(guī)模不受限制。
2、本發(fā)明通入的水蒸汽或水氣混合體作為沸騰介質(zhì)，冷卻介質(zhì)，熱作用密度和熱作用流量介質(zhì)，能使石膏粉體能建立不同溫度的均溫場，調(diào)節(jié)石膏產(chǎn)品性能，如強度、干濕強比值、初終凝時間、標稠和吸水率等重要物理指標。
3、本發(fā)明通入的水蒸汽或水氣混合體作為人工時效介質(zhì)能利用石膏分解還原的可逆反應(yīng)糾正石膏過脫水和過燒，提高質(zhì)量和穩(wěn)定性能。
4、本發(fā)明通入的水蒸汽或水氣混合體作為綜合功能，能控制石膏在一些特殊溫度范圍，特殊熱作用介質(zhì)(水蒸汽)密度和熱作用價質(zhì)(水蒸汽)流量條件和特定作用時間內(nèi)進行脫水，以獲得綜合性能最佳的石膏產(chǎn)品，特別是模用石膏產(chǎn)品。
實施例2在連續(xù)式炒鍋內(nèi)通入水蒸汽或水氣混合體
連續(xù)式炒鍋的工藝特點是鍋內(nèi)石膏粉體在恒定溫度和均溫場中連續(xù)進出料。本發(fā)明實施到該工藝中，與間歇式炒鍋作用功能不同點是通入的水介質(zhì)主要不作為沸騰介質(zhì)。連續(xù)式炒鍋一般控制在160℃左右恒溫炒制石膏。由于炒制機理，炒制溫度、單位時間產(chǎn)量、單位時間脫水量和鍋內(nèi)熱介質(zhì)(水蒸汽)作用密度和熱介質(zhì)(水蒸汽)流量近似恒定，所以產(chǎn)品的質(zhì)量和性能也相應(yīng)確定。應(yīng)用本發(fā)明可以相對改變溫度(如高于180℃)、熱介質(zhì)作用密度和流量等條件，生產(chǎn)不同性能的石膏產(chǎn)品。
實施例3在水平回轉(zhuǎn)簡內(nèi)通入水蒸汽或水氣混合體主要功能與實施例1相近，不再詳述，所不同的是它不需要起沸騰介質(zhì)的功能。
實施例4將過熱水蒸汽作為石膏脫水熱源通入蒸煉容器直接作用石膏粉體——過熱蒸汽石膏沸騰爐該方法是采用鍋爐作為蒸汽發(fā)生器，蒸汽經(jīng)過熱器過熱進入與大氣相通的蒸煉容器——石膏沸騰爐，直接作用石膏脫水。它能徹底體現(xiàn)本發(fā)明的所有優(yōu)越性。雖存在產(chǎn)生蒸汽所需大量與石膏脫水無貢獻的汽化熱原因耗能較高的固有缺點，因為兩方面的原因使其綜合經(jīng)濟指標是合算的一是鍋爐技術(shù)，特別是發(fā)電鍋爐技術(shù)的高度發(fā)展，熱效率可以達到很高(＞85％)，鍋爐技術(shù)是專業(yè)通用技術(shù)，設(shè)備成本相對較低，工業(yè)規(guī)?；菀讓崿F(xiàn)；二是蒸煉容器變得非常簡單，且不需復雜的傳動裝置。
實施例5將過熱蒸汽或飽和蒸汽作為石膏脫水熱源通入與大氣相通的固定立式蒸煉器或臥式回轉(zhuǎn)蒸煉器直接作用粒狀或塊狀石膏體脫水?？刂普羝麥囟取⒚芏群土髁?，生產(chǎn)α型高強石膏。本發(fā)明相對于傳統(tǒng)α型石膏生產(chǎn)工藝有本質(zhì)區(qū)別傳統(tǒng)α型石膏生產(chǎn)是在封閉容器內(nèi)進行，本發(fā)明是在與大氣相通的容器內(nèi)進行；傳統(tǒng)α型石膏生產(chǎn)是濕法生產(chǎn)，本發(fā)明是干法生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種石膏生產(chǎn)新方法，其特征在于在與大氣相通的石膏蒸煉(炒制)容器內(nèi)通入由蒸汽發(fā)生器或水氣混合發(fā)生器產(chǎn)生的以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)，且以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì)充盈石膏蒸煉或炒制容器內(nèi)部，并與石膏蒸煉或炒制容器內(nèi)的石膏粉(或粒、塊)的表面直接接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石膏生產(chǎn)新方法，其特征在于水蒸汽是以飽和蒸汽或過熱蒸汽形式存在。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石膏生產(chǎn)新方法，其特征在于水氣混合體是指以空氣作載體將水以水霧狀形式存在。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種石膏生產(chǎn)新方法，其特征在于以水蒸汽或水汽混合體存在的水介質(zhì)的溫度高低，密度和流量大小確定石膏產(chǎn)品質(zhì)量和性能參數(shù)，控制石膏產(chǎn)品的強度，初終凝時間，標稠，吸水率和干濕強比值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種石膏生產(chǎn)新方法，其特征在于改變水介的溫度、密度和流量，控制生產(chǎn)β型半水石膏和β型可溶性無水石膏。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種石膏生產(chǎn)新方法，其特征在于改變水質(zhì)的溫度、密度和流量，在與大氣相通的開式容器內(nèi)干法生產(chǎn)α型半水石膏和α型可溶性無水石膏。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于生產(chǎn)β型或α型的半水石膏和可溶性無水石膏的新方法,其特征在于,在與大氣相通的石膏蒸煉容器內(nèi)通入以水蒸汽或水氣混合體存在的水介質(zhì),且水介質(zhì)充盈容器內(nèi)部,并與石膏粉(塊、粒)表面直接接觸,本發(fā)明水介質(zhì)密度、溫度、流量可調(diào),能控制生產(chǎn)石膏的質(zhì)量和性能參數(shù),降低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,產(chǎn)品性能穩(wěn)定。
文檔編號C04B11/032GK1292359SQ9911497
公開日2001年4月25日 申請日期1999年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月29日
發(fā)明者劉開義 申請人:劉開義