3.1 Технологическая схема производства гипса

Процесс производства гипса состоит из двух основных технологических операций: измельчения и тепловой обработки измельченного сырья. В результате последней операции содержащийся в гипсовом камне двуводный сернокислый кальций превращается в полуводный.

Исходным сырьем в производстве гипса является добываемый в карьерах гипсовый камень. Из бункера гипсовый камень подается пластинчатым питателем 1 (рис. 3.1) в щековую дробилку 2, а затем на вторичное дробление в молотковую дробилку 3. Из дробильного отделения гипсовый щебень транспортируется элеватором 4 в бункер 5, откуда по течке через тарельчатый питатель 7 подается в шахтную мельницу 8. В днище бункера 5 установлен реечный затвор 6. В шахтной мельнице 8 материал одновременно мелется и сушится. Сушка материала производится горячими газами, отходящими от гипсоварочного котла 23 и подаваемыми в мельницу по газоводу 13 и из топки мельницы.

Из шахтной мельницы размолотый гипс (гипсовая мука) увле­кается газовым потоком в сепарирующую установку, состоящую из сдвоенного циклона 9, воздуховода 10, батарейных циклонов 11 и рукавного (матерчатого) фильтра 18. Размолотый гипс (мука), находящийся во взвешенном состоянии, пропускается через сдвоенный циклон 9. Здесь остается одна часть материала, которая затем поступает в бункер 12. Другая часть гипсовой муки с газами уносится в батарейные циклоны 11, где газы дополнительно очищаются. Последняя наиболее тонкая фракция выпадает в рукавном фильтре 18.

Молотый гипс из всех трех пылеооадительных устройств собирается в общий бункер 12, откуда элеватором 14 и винтовым конвейером 19 транспортируется в бункер 20, установленный над гипсоварочным котлом. Из бункера 20 размолотый гипс двумя винтовыми конвейерами 21 и 22 периодически загружается в гипсоварочный котел 23, который служит для частичной дегридратации гипса, т.е. для получения готового (полуводного) гипса. Котел обогревается топкой 24. Пар, образующийся при варке гипса, отводится в пылеоcадительную камеру через газовод 26.

Рис. 3.1 Технологическая схема производства гипса

После окончания варки горячий гипс из котла поступает самотеком в бункер 17 томления, откуда винтовым конвейером 15, элеватором 16 и винтовым конвейером 28 транспортируется в буферный склад 30.

Подача топлива (угля) в топку 24 гипсоварочного котла про­изводится ленточным конвейером 29, элеватором 27 через проме­жуточный бункер 25.

3.2. Гипсоварочные котлы

Для варки молотого гипса применяют гипсоварочные котлы непрерывного или периодического действия.

Гипсоварочный котел (рис. 3.2) периодического действия пред­ставляет собой сварной цилиндрический корпус 9 со сферическим днищем 21. Корпус 9 снаружи омывается потоком горячего газа. Для увеличения поверхности теплообмена через корпус котла пропущены четыре дымогарные трубы 20. По оси корпуса поме­щен вал 5 мешалки с укрепленными на нем у днища дугообраз­ными лопастями 1 и лопастями 2, расположенными между дымо­гарными трубами. К лопастям нижнего ряда подвешены цепи, которые улучшают перемешивание материала и очищают днище котла. Мешалка смонтирована на металлоконструкции 10 и при­водится во вращение электродвигателем 17 через редуктор 16 и коническую зубчатую передачу 12.

Котел загружают сырым гипсом с помощью двух шнеков 4, которые приводятся в движение от горизонтального вала 13 через цепную передачу 14. Установленные на главном (горизон­тальном) валу 13 и валу 11 загрузочных шнеков кулачковые муфты 15 обеспечивают автономность пуска или остановки обоих шнеков. Разгружается котел через люк 8, перекрываемый спе­циальным шибером 7, в бункер томления гипса.

Водяные пары отводятся через патрубок 3, расположенный в крышке 18 котла.

Котел опирается на три чугунные литые опоры. Нижняя часть котла замурована в кирпичную камеру 19 (топку), из которой горячие газы поступают в промежуток между обмуровкой и обе­чайкой котла, а затем в дымовую трубу.

Для чистки жаровых труб и промежутка между котлом и об­муровкой в кожухе предусмотрены дверцы, а в обмуровке — окна, которые после чистки закладывают футеровочным кирпичом. Обмуровка снаружи усилена сварным стальным корпусом 6.

К нижней части цилиндрического барабана 1 приварен опор­ный уголок 2 (рис. 3.3, а), на который опирается днище 3 сфериче­ской формы. Стык днища и барабана котла уплотнен асбесто­вым шнуром. Сверху днище зажато уголком 4, который при­креплен винтами к корпусу котла. Дымогарные трубы 5 (рис. 3.3, б) прикреплены к стенкам котла фланцами б из жаро­прочного чугуна.

Рис. 3.2. Гипсоварочный котел периодического действия

Гипсоварочные кот­лы периодического дей­ствия имеют объем 2,5— 15 м³; температура вар­ки гипса 453—473 К; продолжительность вар­ки 60—120 мин; мощ­ность электродвигате­лей привода котла вме­стимостью 2,5 м³ — 2,8 кВт, а котла вме­стимостью 15 м³ — 20 кВт.

Недостатком гипсоварочных котлов рас­смотренного типа яв­ляется периодичность работы, что ограничи­вает их производитель­ность, поэтому в по­следнее время получили распространение котлы непрерывного действия.

Рис. 3.3. Крепления к цилиндрическому барабану котла: а – сферического днища; б – дымогарной трубы.

Гипсоварочный котел непрерывного действия (рис. 3.4) имеет сварной корпус 1, помещенный в стакан, который представляет собой кладку из огнеупорного кирпича. Полости между корпусом и кладкой предназначены для циркуляции топочных газов. Сфе­рическое днище 2 котла набрано с помощью отдельных элементов из жаропрочного чугуна, стыки между которыми уплотнены асбестовым шнуром и прокладками.

В корпусе подвешен барабан 3 с двойными стенками, между которыми циркулирует топочный газ, поступающий по патрубкам.

Внутри барабана 5 находится полый двухзаходный переме­шивающий шнек 4, получающий вращение от электродвигателей б мощностью 10 кВт через редуктор 7. Сквозь полый шнек 4 про­пущен вертикальный вал 8, в нижней части которого смонтиро­вана четырехлопастная мешалка. К лопастям 9 на цепях 10 при­креплены угольники 11, предназначенные для очистки днища котла. Лопасти мешалки в средней части имеют лопатки, обеспе­чивающие направление движения гипса в нижнюю коническую часть барабана 3 и создающие некоторый подпор, необходимый для захвата витками шнека гипса и его подъема. Поднятый шне­ком 4 гипс пересыпается через обрез барабана 3 и поступает опять во внутреннюю полость корпуса. Благодаря интенсивной циркуляции гипс хорошо перемешивается.

Сырой гипс подается непрерывно винтовым питателем 12 с регулируемой скоростью подачи, которая изменяется в зависи­мости от температуры гипса, выходящего из котла.

Рис. 3.4. Гипсоварочный котел непрерывного действия

Непрерывность и температура варки гипса поддерживается автоматически. Во время варки гипсового порошка происходит дегидратация. При этом обезвоженный гипс, имеющий меньшую плотность, вытесняется из нижней зоны поступающим сырым гипсом. Готовый гипс поднимается до окна в стенке корпуса котла, через него поступает самотеком в направляющую воронку 4,4 м³ и далее в бункер томления.

Гипсоварочный котел объемом 4,4 м³ обеспечивает производи­тельность 5—6 т/ч гипса.