Процесс быстрого кальцинирования с применением роликовых мельниц в первую очередь применяется для производства штукатурного гипса с более коротким временем схватывания, используемого для изготовления гипсовых строительных элементов, таких как гипсокартонные плиты, гипсоволокнистые плиты, гипсовые пазогребневые плиты и блоки.
Технологическая схема производства строительного гипса с применением роликовой мельницы представлена на рис.3.25.
Общие инвестиционные расходы по системе кальцинирования с роликовой мельницей ниже, чем в случае систем длительного кальцинирования, поскольку технологические операции размельчения, сушки и кальцинирования происходят одновременно (меньшая потребность в производственных площадях, меньшие размеры производственных помещений, низкие инвестиционные расходы на оборудование).
В системе кальцинирования с роликовыми мельницами объемы потребления тепловой энергии меньше, в сравнении с системами длительного кальцинирования. Роликовые мельницы обладают более флексибельными эксплуатационными свойствами, периоды запуска и выключения короче, чем у систем длительного кальцинирования.
Предварительно раздробленный натуральный гипс (гипсовый камень) или смесь натурального гипса и синтетического FGD гипса перемалываются, сушатся, кальцинируются и сортируются в роликовой мельнице. Роликовая мельница наряду с натуральным гипсом способна одновременно переработать до 45% влажного синтетического гипса FGD и до 10% размельчённых отходных гипсокартонных плит.
Характеристики и размер фракции продукта могут варьироваться в широком диапазоне.
Рис.3.25 Схема технологического процесса производства строительного гипса с использованием роликовой мельницы для измельчения и кальцинирования
1 - система загрузка материала; 2 - роликовая мельница для измельчения и кальцинирования; 3 - охладитель продукта; 4 - складирование готового продукта.
Одна установка с роликовой мельницей способна производить более 100 тонн штукатурного гипса в час.
Максимальный размер фракции перерабатываемого натурального гипса составляет около 50 мм.
Предварительно раздробленный сырьевой материал подается в роликовую мельницу посредством дозирующей ленты.[32]
Поворотный клапан установки необходим для защиты дозирующей ленты от высоких температур, а также для предотвращения попадания чрезмерного количества воздуха в систему кальцинирования из окружающей среды. Боковое загрузочное приспособление обеспечивает равномерную подачу исходного сырья к центру рабочего стола (желоба) для измельчения.
Три стационарных измельчающих ролика вращаются на ротационном столе измельчения. Сырьевой материал попадает под измельчающие ролики в кольцевом желобе ротационного стола, измельчается, по средствам регулирования давления роликов, а также искосного передвижения материала в желобе.
Необходимое усилие давления роликов создается при помощи гидропневматической системы.
При запуске установки ролики подымаются с целью уменьшения нагрузки пускового поворотного момента. Измельчающие ролики опускаются посредством гидропневматической системы до уровня регулируемого контактного давления. Непосредственный контакт между металлическими поверхностями установки (т.е. между роликами и желобом) предотвращен в течение всей рабочей операции, в результате чего весь технологический процесс происходит гладко.
Посредством контакта между вихревой подушкой, создаваемой над ламельным кольцом мельницы и подымающимися производственными газами печи, осуществляется передача тепла для процесса кальцинирования гипса. Роликовая мельница и динамический классификатор объединены в один компактный блок. В классификаторе вращающееся сепараторное колесо разделяет перемолотый и высушенный материал на готовый продукт и на крупнозернистые фракции. Крупнозернистые фракции возвращаются обратно в центр зоны измельчения.
Готовый кальцинированный продукт покидает классификатор вместе с производственными газами и сепарируется в системе фильтрации.
Горячие газы для разогрева роликовой мельницы вырабатываются в отдельном генераторе горячего газа. Мазут, топливное масло и природный газ могут быть использованы в качестве топлива. Подача топлива осуществляется полностью автоматически, в зависимости от потребности установки в тепловой энергии.
Для системы кальцинирования с применением роликовой мельницы рекомендуется применять посредственную систему охлаждения штукатурного гипса с ротационным барабанным трубчатым охладителем, с целью предотвращения безконтрольной кальцинации горячего материала.
Рис.3.26 Роликовая мельница
Для поддержания постоянных режимов охлаждения штукатурного гипса в охладителе, входная температура охлаждающего воздуха контролируется с целью предотвращения перепадов температуры, возникающих по причине разниц в температуре окружающей среды днём и ночью, зимой и летом. Уровень растворимого ангидрита (AIII) уменьшается посредством контролируемого сбора пара, выделяющегося в ходе технологического процесса.
Желаемая выгрузочная температура продукта регулируется потоком охлаждающего воздуха.
Получаемый готовый штукатурный гипс (конечный продукт) очень однородный и гомогенный.[32]
Благоприятный термический КПД достигается за счёт повторного использования более чем 50% отработанного газа, а также при использовании предварительно нагретого воздуха из охладителя в качестве воздуха питания для генератора горячего газа. Такая рециркуляция отработанных газов способствует образованию определенного содержание водяного пара во время процесса кальцинирования, что в свою очередь положительно влияет на качестве готового продукта в отношении процентного содержания Ангидрида III, а также на установочное время установки и на объемы выпускаемой продукции.
Специфические особенности процесса кальцинирования с применением роликовой мельницы.
- измельчение, сушка и кальцинирование осуществляются в одном процессе;
- трехроликовая стабильная и щадящая система дробления и помола материала;
- низкошумная работа установки, отсутствие вибраций;
- простые и удобные технологические режимы работ;
- динамический классификатор продукции интегрирован в установку;
- высокий термический КПД благодаря рециркуляции обеспыленного топочного газа, отработанного газа и предварительно нагретого охлаждающего воздуха;
- удобный контроль за процессом кальцинирования;
- производительность до 100 тонн в час продукции стандартных размеров на одной установке;
- простая конструкция, исполненная из проверенных и надежных материалов;
- небольшой объем потребления электроэнергии;
- максимум удобства при обслуживании и эксплуатации;
- сравнительно небольшие инвестиционные расходы;