Máquina de fosfogesso

O fosfogesso é um subproduto da produção de fosfato de amônio em empresas de fertilizantes fosfatados, contendo principalmente impurezas como flúor, pentóxido de fósforo e matéria orgânica. É altamente ácido e tem um valor de pH tão baixo quanto 1,9. A pesquisa mostrou que essas impurezas prejudiciais são fatores importantes que levam à baixa taxa de utilização abrangente do fosfogesso. Para conseguir uma utilização eficiente do fosfogesso, é necessário pesquisar e desenvolver novos processos e equipamentos para remoção de impurezas do fosfogesso.

O principal processo de descarte e reaproveitamento do fosfogesso envolve atualmente duas etapas: modificação, remoção de impurezas e calcinação.

A maioria dos processos de calcinação utiliza processos e equipamentos tradicionais de produção de gesso, como fornos de calcinação de tambor duplo, calcinadores de leito fluidizado, fritadeiras, secadores rotativos e trituradores de secagem. O gesso tradicional

o processo é relativamente simples (baseado principalmente na calcinação do gesso di-hidratado em gesso hemi-hidratado como núcleo), que não pode remover com eficácia as impurezas prejudiciais do fosfogesso, restringindo seriamente a utilização abrangente do fosfogesso.

Este artigo apresenta um novo tipo de tecnologia e equipamento de tratamento integrado de fluxo de ar suspenso para fosfogesso, fornecendo uma nova abordagem tecnológica para a utilização de recursos de fosfogesso.

1. Processo e equipamento de tratamento tradicional para fosfogesso

O processo tradicional de tratamento de gesso é classificado principalmente em frigideiras, fornos rotativos, fornos de leito fluidizado e equipamentos integrados de moagem e calcinação de acordo com a classificação do equipamento

Fritadeiras, fornos rotativos, fornos de ebulição, etc. usam principalmente métodos de troca de calor empilhados ou fluidizados, que apresentam longo tempo de desidratação, alto consumo de calor e baixa eficiência térmica; O equipamento de calcinação de moagem integrado é principalmente um equipamento de calcinação por fluxo de ar. Devido às suas vantagens de processo simples, alta eficiência de produção e baixo consumo de energia, tornou-se a corrente principal dos atuais equipamentos de calcinação de gesso, com a desvantagem de operação instável.

A maioria das linhas de produção tradicionais de calcinação de fosfogesso possuem processos extensos, equipamentos rudimentares, baixo nível técnico, baixa produção de linha única, alto consumo de energia e severa poluição por poeira, resultando em materiais de ligação de fosfogesso （ β O desempenho de qualidade (resistência, tempo de pega) do semi O pó de gesso hidratado não pode atender aos padrões técnicos de produção da indústria de produtos de material cimentício de gesso a jusante (como placa de gesso de papel, placa de tira de gesso, placa de gesso reforçada com fibra, bloco de gesso, argamassa de gesso, etc.), e o desempenho do produto é significativamente inferior ao gesso natural e outros subprodutos industriais de gesso, portanto, incapazes de atender à promoção e aplicação em larga escala.

2. Novo processo de tratamento e equipamentos para fosfogesso

2.1 Tecnologia de processo

Com base nas características complexas do material do fosfogesso, um processo de tratamento integrado de remoção, modificação e desidratação de impurezas de fosfogesso do tipo fluxo de ar suspenso foi proposto por meio de pesquisa. O fluxo específico do processo é mostrado na Figura 1. O sistema inclui principalmente unidades de secagem conectadas sequencialmente, unidades de remoção de impurezas, unidades de mudança de fase, unidades de resfriamento e unidades de remoção de poeira. As características de cada unidade são apresentadas na Tabela 2.

2.2 Equipamento de calcinação em suspensão para fosfogesso

2.2.1 Composição unitária do sistema de calcinação

1) O equipamento principal da unidade de secagem inclui um secador de fluxo de ar pulsado e um separador; A parte inferior do secador de fluxo de ar pulsado está equipada com uma porta de alimentação e uma entrada de ar quente, e a saída superior está conectada a um separador de ciclone. A parte inferior do separador ciclone está equipada com um sistema de descarga; 2) O equipamento principal da unidade de remoção de impurezas de alta temperatura inclui um forno de remoção de impurezas, duto de ar de troca de calor, duto de ar de exaustão e sistema de descarga; 3) O equipamento principal da unidade de mudança de fase inclui um forno de mudança de fase, duto de exaustão e sistema de descarga; 4) O equipamento principal da unidade de resfriamento é um resfriador de fluxo de fase densa; 5) O equipamento principal da unidade de despoeiramento é um ventilador e um filtro de mangas.

Além disso, o sistema também está equipado com monitoramento e controle relevantes, unidades de ajuste automático, como instrumentos de monitoramento on-line de umidade/umidade e sensores de pesagem na boca de alimentação da unidade de secagem, instrumentos de detecção on-line de temperatura e velocidade do vento, transmissores de temperatura, e transmissores de pressão de ar do tipo duto na entrada de ar quente (no gasoduto), que são convenientes para o controle de automação de plantas químicas modernas.

2.2 Equipamento Chave do Sistema

O equipamento principal deste sistema é um separador de unidade de secagem, um forno de remoção de impurezas de unidade de remoção de impurezas de alta temperatura e um forno de mudança de fase de unidade de mudança de fase, sendo o equipamento principal o forno de remoção de impurezas. A estrutura é composta por um cilindro externo com formato de voluta excêntrica grande de 270 °, um cilindro interno, uma placa guia, um cilindro cilíndrico e um cilindro cônico de cima para baixo. A entrada de ar está disposta sobre um cilindro excêntrico em forma de voluta, com uma estreita estrutura pentagonal na seção inferior. A porta superior do cilindro interno está conectada ao tubo de escape

A estrutura do forno de remoção de impurezas possui as seguintes características: 

1) O ângulo espiral do duto de entrada de ar do forno de remoção de impurezas é aumentado para 270 °, o que pode equilibrar a introdução de gás que transporta poeira no tubo do ciclone, e o gás gira em alta velocidade ao longo da parede do tubo para melhorar a coleta de poeira eficiência;

2) Aumente a área da seção transversal do duto de entrada de ar e coloque-o na parte externa do cilindro interno para evitar que o gás corra em direção ao cilindro interno, resultando em maior perda de pressão;

3) Devido ao arranjo em voluta da parede do forno de remoção de impurezas, ela se aproxima gradativamente do cilindro interno, de forma que o fluxo de ar não seja obstruído;

4) A altura h do tubo interno é 1/2 da altura b do duto de entrada de ar, o que pode reduzir a perda de pressão. Ao mesmo tempo, a parte inferior em espiral do duto de entrada de ar é projetada como um cone diagonal, que começa na extremidade inferior do tubo interno, de modo que o fluxo de ar empoeirado não entre diretamente no tubo interno e não afete a eficiência da coleta de pó;

5) A parte cônica do forno de remoção de impurezas é projetada para ter o dobro do diâmetro do cilindro interno, com ângulo inclinado β Ao aumentar o tamanho da saída para 70 °, o material entra continuamente na tubulação de descarga, evitando interrupção da produção causada por bloqueio ;

6) O duto de ar ascendente que entra na zona de transição do forno de remoção de impurezas elimina todos os planos horizontais, evita o acúmulo interno de cinzas e também elimina a erosão do material em sua parede interna, garantindo movimento uniforme do fluxo de ar

7) Para evitar o acúmulo de poeira e aumentar a resistência, o fundo do duto de entrada em espiral é inclinado, com ângulo de inclinação α 50°;

8) O parâmetro básico para o projeto do forno de remoção de impurezas é o diâmetro D do cilindro, que é determinado pelo cálculo do volume de ar processado pelo sistema;

9) A altura H do forno de remoção de impurezas também é um parâmetro importante, que determina se o material no fluxo de ar tem tempo de sedimentação suficiente e também está relacionado à eficiência de coleta de pó;

10) Exceto para o projeto diverso do forno, outros parâmetros, como o tamanho da posição L do tubo de entrada de ar, são determinados pela largura da cavidade anular entre seu diâmetro interno D e o diâmetro interno do cilindro d, bem como a largura a de a entrada de ar;

11) Todo o sistema também deve ser equipado com materiais refratários e isolantes correspondentes para proteger o equipamento de acordo com o material e a temperatura de trabalho das diferentes partes do equipamento.

3. Vantagens do Sistema de Processo

Comparado com as tecnologias existentes de aplicação de engenharia de fosfogesso, este dispositivo integrado tem as seguintes vantagens:

1) Ampla gama de adaptação. Este novo tipo de processo e equipamento de tratamento de calcinação em suspensão de fosfogesso integra a secagem, modificação, remoção de impurezas, calcinação, resfriamento e outros processos de fosfogesso, que podem atender aos requisitos de diferentes propriedades físicas (ampla gama de umidade de alimentação, bloco, granular, etc. .) para processar fosfogesso qualificado β Requisitos para ligante de gesso semi-hidratado.

2) Alta eficiência térmica. Colocando o fosfogesso em um fluxo fechado de gás quente turbulento de alta temperatura e alta velocidade, ele é rapidamente misturado com gás de arraste de alta temperatura para formar um estado suspenso. Ao utilizar as características de grande área de contato, alto coeficiente de transferência de calor (> 80%) e curto tempo de desidratação do gás-sólido bifásico no estado suspenso, ele pode conduzir a troca de calor a uma velocidade extremamente rápida, completando operações térmicas como remoção de água superficial (água anexada), modificação de remoção de impurezas, calcinação de fluxo de ar suspenso e promoção da reação de neutralização completa. É muito adequado para a forte sensibilidade térmica do gesso.

3) Baixo custo de manutenção do sistema e alta taxa de operação do equipamento. A parte principal do sistema não possui componentes móveis. Depois que o material é totalmente misturado com gás de arraste de alta temperatura para formar uma mistura gás-sólido, desidratação, mudança de fase, separação gás-sólido, resfriamento e outras operações de processo são concluídas em tubulações e contêineres fechados; A zona de alta temperatura no sistema é equipada com materiais refratários, e a unidade de resfriamento adota o princípio de transporte de fase densa de partículas sólidas e tecnologia de transferência de calor de placas, com software integrado de simulação de transferência de calor. O sistema também considera completamente os fenômenos de bloqueio individuais que podem ocorrer durante a operação e depuração, e é especialmente equipado com válvulas de descarga de emergência e dispositivos de descarga para bloqueio.

4) Economia de energia. Este sistema considera totalmente a utilização de energia em cascata, introduzindo primeiro o meio quente após a remoção de impurezas em alta temperatura na unidade de remoção de águas superficiais; Em seguida, o calor remanescente após a separação gás-sólido é enviado para um forno de mudança de fase para calcinação (removendo metade da água cristalina); A utilização da cascata de energia não só considera os requisitos específicos de remoção de impurezas em alta temperatura no fosfogesso, mas também é muito adequada para os requisitos de sensibilidade à temperatura (calcinação) do fosfogesso, alcançando uma unidade perfeita entre a utilização da cascata de energia e os requisitos de tecnologia de processo; A unidade de resfriamento não possui partes móveis e adota um processo de resfriamento por circulação de água de resfriamento, economizando energia e melhorando a taxa de operação do equipamento.

5) Alta integração de sistemas, pequena área ocupada e alta capacidade de produção de linha única. Todo o sistema possui um layout de processo compacto de cima para baixo, ocupando pouco espaço. Após utilizar a calcinação em suspensão, apresenta as mesmas características do processo de calcinação da nova linha de produção de cimento seco, como alto rendimento e qualidade e desempenho estáveis ​​do produto.

6) O ambiente de trabalho é bom, conseguindo uma produção limpa. O novo processo de calcinação suspensa do fosfogesso integra todos os processos necessários num sistema fechado. Durante a operação, o sistema opera sob pressão negativa, sem qualquer vazamento ou emissão de poeira, alcançando verdadeiramente uma produção limpa.

7) Alto nível de automação. Os principais pontos de processo do sistema são equipados com dispositivos automatizados de detecção de processo, que monitoram as alterações nos parâmetros do processo em cada ponto em tempo real e ajustam automaticamente os parâmetros operacionais do processo em tempo hábil, facilitando a realização da produção industrial e o controle automatizado.