Machine à phosphogypse

Le phosphogypse est un sous-produit de la production de phosphate d'ammonium dans les entreprises d'engrais phosphatés, contenant principalement des impuretés telles que le fluorure, le pentoxyde de phosphore et la matière organique. Il est très acide et a un pH aussi bas que 1,9. La recherche a montré que ces impuretés nocives sont des facteurs importants conduisant à un faible taux d’utilisation globale du phosphogypse. Afin de parvenir à une utilisation efficace du phosphogypse, il est nécessaire de rechercher et de développer de nouveaux procédés et équipements pour l'élimination des impuretés du phosphogypse.

Le principal processus d'élimination et de réutilisation du phosphogypse comporte actuellement deux étapes : la modification, l'élimination des impuretés et la calcination.

La plupart des procédés de calcination utilisent des procédés et des équipements traditionnels de production de gypse tels que des fours de calcination à double tambour, des calcinateurs à lit fluidisé, des friteuses, des séchoirs rotatifs et des concasseurs de séchage. Le gypse traditionnel

Le processus est relativement simple (principalement basé sur la calcination du gypse dihydraté en gypse hémihydraté comme noyau), qui ne peut pas éliminer efficacement les impuretés nocives du phosphogypse, limitant sérieusement l'utilisation globale du phosphogypse.

Cet article présente un nouveau type de technologie et d’équipement de traitement intégré à flux d’air suspendu pour le phosphogypse, offrant une nouvelle approche technologique pour l’utilisation des ressources du phosphogypse.

1. Procédé et équipement de traitement traditionnel du phosphogypse

Le processus traditionnel de traitement du gypse est principalement classé en poêles à frire, fours rotatifs, fours à lit fluidisé et équipements intégrés de broyage et de calcination selon la classification des équipements.

Les friteuses, les fours rotatifs, les fours à ébullition, etc. utilisent principalement des méthodes d'échange de chaleur empilées ou fluidisées, qui ont un long temps de déshydratation, une consommation de chaleur élevée et une faible efficacité thermique ; L'équipement de calcination de broyage intégré est principalement un équipement de calcination à flux d'air. En raison de ses avantages de processus simple, d'efficacité de production élevée et de faible consommation d'énergie, il est devenu le courant dominant des équipements actuels de calcination du gypse, avec l'inconvénient d'un fonctionnement instable.

La plupart des lignes de production traditionnelles de calcination du phosphogypse ont des processus étendus, un équipement rudimentaire, un faible niveau technique, un faible rendement d'une seule ligne, une consommation d'énergie élevée et une grave pollution par la poussière, ce qui entraîne des matériaux de liaison au phosphogypse（ β Les performances de qualité (résistance, temps de prise) du semi la poudre de gypse hydraté ne peut pas répondre aux normes techniques de production de l'industrie des produits de matériaux cimentaires en gypse en aval (tels que les panneaux de gypse en papier, les panneaux de bandes de plâtre, les panneaux de gypse renforcés de fibres, les blocs de gypse, le mortier de gypse, etc.), et les performances du produit sont nettement inférieures à le gypse naturel et d'autres produits de gypse industriels sous-produits, donc incapables de répondre à la promotion et à l'application à grande échelle.

2. Nouveaux procédés et équipements de traitement du phosphogypse

2.1 Technologie des procédés

Sur la base des caractéristiques matérielles complexes du phosphogypse, un processus de traitement intégré d'élimination, de modification et de déshydratation des impuretés de phosphogypse de type flux d'air en suspension a été proposé grâce à la recherche. Le flux de processus spécifique est illustré à la figure 1. Le système comprend principalement des unités de séchage connectées séquentiellement, des unités d'élimination des impuretés, des unités de changement de phase, des unités de refroidissement et des unités de dépoussiérage. Les caractéristiques de chaque unité sont présentées dans le tableau 2.

2.2 Équipement de calcination en suspension pour le phosphogypse

2.2.1 Composition unitaire du système de calcination

1) L'équipement principal de l'unité de séchage comprend un sécheur à flux d'air pulsé et un séparateur ; La partie inférieure du sécheur à flux d'air pulsé est équipée d'un port d'alimentation et d'une entrée d'air chaud, et la sortie supérieure est reliée à un séparateur cyclone. Le fond du séparateur cyclone est équipé d'un système d'évacuation ; 2) L'équipement principal de l'unité d'élimination des impuretés à haute température comprend un four d'élimination des impuretés, un conduit d'air d'échange thermique, un conduit d'air d'échappement et un système d'évacuation ; 3) L'équipement principal de l'unité à changement de phase comprend un four à changement de phase, un conduit d'échappement et un système de décharge ; 4) L'équipement principal de l'unité de refroidissement est un refroidisseur à flux de phase dense ; 5) L'équipement principal de l'unité de dépoussiérage est un ventilateur et un filtre à manches.

En outre, le système est également équipé d'unités de surveillance et de contrôle pertinentes, d'unités de réglage automatique, telles que des instruments de surveillance de l'humidité en ligne et des capteurs de pesée à l'embouchure d'alimentation de l'unité de séchage, des instruments de détection en ligne de la température et de la vitesse du vent, des transmetteurs de température et transmetteurs de pression d'air de type pipeline à l'entrée d'air chaud (sur le pipeline), qui conviennent au contrôle automatisé des usines chimiques modernes.

2.2 Équipement clé du système

L'équipement principal de ce système est un séparateur d'unité de séchage, un four d'élimination des impuretés à haute température et un four à changement de phase d'unité de changement de phase, l'équipement de base étant le four d'élimination des impuretés. La structure est composée d'un cylindre extérieur en forme de volute excentrique de 270°, d'un cylindre intérieur, d'une plaque de guidage, d'un cylindre cylindrique et d'un cylindre conique de haut en bas. L'entrée d'air est disposée sur un cylindre en forme de volute excentrique, avec une structure pentagonale étroite dans la partie inférieure. L'orifice supérieur du cylindre intérieur est relié au tuyau d'échappement

La structure du four d’élimination des impuretés présente les caractéristiques suivantes : 

1) L'angle en spirale du conduit d'air d'entrée du four d'élimination des impuretés est augmenté à 270 °, ce qui peut équilibrer l'introduction de gaz porteur de poussière dans le tube cyclone, et le gaz tourne à grande vitesse le long de la paroi du tube pour améliorer la collecte de poussière. efficacité;

2) Augmentez la section transversale du conduit d'air d'entrée et placez-le sur le côté extérieur du cylindre intérieur pour empêcher le gaz de se précipiter vers le cylindre intérieur, ce qui entraînerait une perte de pression accrue ;

3) En raison de la disposition en volute de la paroi du four d'élimination des impuretés, elle se rapproche progressivement du cylindre intérieur, de sorte que le flux d'air ne sera pas obstrué ;

4) La hauteur h de la chambre à air est égale à la moitié de la hauteur b du conduit d'air d'entrée, ce qui peut réduire la perte de pression. Dans le même temps, la partie inférieure en spirale du conduit d'air d'entrée est conçue comme un cône diagonal, qui part de l'extrémité inférieure de la chambre à air, de sorte que le flux d'air poussiéreux ne pénètre pas directement dans la chambre à air et n'affecte pas. l'efficacité du dépoussiérage ;

5) La partie conique du four d'élimination des impuretés est conçue pour avoir deux fois le diamètre du cylindre intérieur, avec un angle incliné β En augmentant la taille de sortie à 70 °, le matériau pénètre en continu dans le tuyau de décharge, empêchant ainsi l'interruption de la production causée par un blocage. ;

6) Le conduit d'air ascendant entrant dans la zone de transition du four d'élimination des impuretés élimine tous les plans horizontaux, empêche l'accumulation de cendres internes et élimine également l'érosion des matériaux sur sa paroi interne, assurant un mouvement uniforme du flux d'air.

7) Pour éviter l'accumulation de poussière et augmenter la résistance, le bas du conduit d'aspiration en spirale est transformé en pente, avec l'angle de la pente α 50° ;

8) Le paramètre de base pour la conception du four d'élimination des impuretés est le diamètre D du cylindre, qui est déterminé par le calcul du volume d'air traité par le système ;

9) La hauteur H du four d'élimination des impuretés est également un paramètre important, qui détermine si le matériau dans le flux d'air a un temps de décantation suffisant et est également lié à l'efficacité du dépoussiérage ;

10) À l'exception de la conception diverse du four, d'autres paramètres tels que la taille de position L du tuyau d'entrée d'air sont déterminés par la largeur de la cavité annulaire entre son diamètre intérieur D et le diamètre intérieur du cylindre d, ainsi que par la largeur a de l'entrée d'air ;

11) L'ensemble du système doit également être équipé de matériaux réfractaires et isolants correspondants pour protéger l'équipement en fonction du matériau et de la température de fonctionnement des différentes parties de l'équipement.

3. Avantages du système de processus

Par rapport aux technologies d'application d'ingénierie du phosphogypse existantes, ce dispositif intégré présente les avantages suivants :

1) Large gamme d’adaptation. Ce nouveau type de processus et d'équipement de traitement par calcination de suspension de phosphogypse intègre le séchage, la modification, l'élimination des impuretés, la calcination, le refroidissement et d'autres processus du phosphogypse, qui peuvent répondre aux exigences de différentes propriétés physiques (large gamme d'humidité d'alimentation, bloc, granulaire, etc. .) pour traiter du phosphogypse qualifié β Exigences relatives au liant de gypse semi-hydraté.

2) Efficacité thermique élevée. En plaçant le phosphogypse dans un flux de gaz chaud turbulent fermé à haute température et à grande vitesse, il est rapidement mélangé avec un gaz porteur à haute température pour former un état suspendu. En utilisant les caractéristiques d'une grande surface de contact, d'un coefficient de transfert de chaleur élevé (> 80 %) et d'un temps de déshydratation court du biphasé gaz-solide à l'état suspendu, il peut effectuer un échange de chaleur à une vitesse extrêmement rapide et effectuer des opérations thermiques complètes. tels que l'élimination de l'eau de surface (eau attachée), la modification de l'élimination des impuretés, la calcination du flux d'air en suspension et la promotion de la réaction de neutralisation complète. Il est très approprié pour la forte sensibilité thermique du gypse.

3) Faible coût de maintenance du système et taux de fonctionnement élevé de l’équipement. La partie centrale principale du système ne comporte aucun composant mobile. Une fois que le matériau est entièrement mélangé avec un gaz porteur à haute température pour former un mélange gaz-solide, la déshydratation, le changement de phase, la séparation gaz-solide, le refroidissement et d'autres opérations de traitement sont effectués dans des pipelines et des conteneurs fermés ; La zone à haute température du système est équipée de matériaux réfractaires et l'unité de refroidissement adopte le principe du transport en phase dense de particules solides et de la technologie de transfert de chaleur par plaques, avec un logiciel de simulation de transfert de chaleur intégré. Le système prend également pleinement en compte les phénomènes de blocage individuels qui peuvent survenir pendant le fonctionnement et le débogage, et est spécialement équipé de vannes de décharge d'urgence et de dispositifs de décharge en cas de blocage.

4) Économie d'énergie. Ce système prend pleinement en compte l'utilisation en cascade de l'énergie, en introduisant d'abord le milieu chaud après l'élimination des impuretés à haute température dans l'unité d'élimination des eaux de surface ; Ensuite, la chaleur restante après la séparation gaz-solide est envoyée vers un four à changement de phase pour la calcination (éliminant la moitié de l'eau cristalline) ; L'utilisation de la cascade d'énergie prend non seulement en compte les exigences spécifiques de l'élimination des impuretés à haute température dans le phosphogypse, mais est également très adaptée aux exigences de sensibilité à la température (calcination) du phosphogypse, réalisant une unité parfaite entre l'utilisation de la cascade d'énergie et les exigences de la technologie de traitement ; L'unité de refroidissement n'a pas de pièces mobiles et adopte un processus de refroidissement par circulation d'eau de refroidissement, économisant de l'énergie et améliorant le taux de fonctionnement de l'équipement.

5) Intégration élevée du système, faible encombrement et capacité de production élevée sur une seule ligne. L'ensemble du système présente une configuration de processus compacte de haut en bas, avec un faible encombrement. Après avoir utilisé la calcination en suspension, il présente les mêmes caractéristiques que le processus de calcination de la nouvelle ligne de production de ciment sec, telles qu'un rendement élevé et une qualité et des performances de produit stables.

6) L’environnement de travail est bon, permettant une production propre. Le nouveau procédé de calcination suspendue du phosphogypse intègre tous les processus nécessaires dans un système fermé. Pendant le fonctionnement, le système fonctionne sous pression négative, sans aucune fuite ni émission de poussière, permettant ainsi une production véritablement propre.

7) Haut niveau d'automatisation. Les points de processus clés du système sont équipés de dispositifs de détection de processus automatisés, qui surveillent les changements dans les paramètres de processus à chaque point en temps réel et ajustent automatiquement les paramètres de fonctionnement du processus en temps opportun, facilitant ainsi la réalisation de la production industrielle et du contrôle automatisé.