旋转圆盘干燥机在火电厂脱硫石膏处理中的应用

姬国强 屈冬婷

（洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司）

目前，绝大多数火电厂采用技术成熟、使用广泛的湿式石灰石-石膏法脱硫工艺进行脱硫［1］，以达到国家环保要求，脱硫石膏是该工艺过程的产物，2015 年我国火电厂产生的脱硫石膏已达到8 000 万吨［2］。 大多火电厂采用堆放的方式处理脱硫石膏，这样不仅占用场地面积大，而且会对环境造成污染，同时也是对资源的巨大浪费。 因此，脱硫石膏的合理处置和再利用是电力行业亟待解决的问题。 将脱硫石膏进行烘干-煅烧处理，生成的熟料可以用于制作石膏板、 石膏砌块、石膏天花板及粉刷石膏等制品［3］，使之变废为宝，创造一定的价值，在该工艺过程中，旋转圆盘干燥机是最为关键的处理设备。

1 脱硫石膏特性

脱硫石膏的特性如下：

a. 主要成分与天然石膏相同， 为CaSO4·2H2O，品位高于天然石膏，生产出的建筑石膏强度较高；

b. 含水率一般为10%～15%，高于天然石膏；

c. 颗粒直径主要集中在40～60μm，比天然石膏细；

d. 粘度较大、级配较差，易粘附在设备上，造成积料堵塞， 因此处理脱硫石膏时只需要烘干，不需要再破碎和细磨［3，4］。

2 旋转圆盘干燥机

图1 旋转圆盘干燥机结构示意图

旋转圆盘干燥机（图1）是一种间接加热型干燥设备，其主体由一个圆筒形的壳体和一组中心贯穿的圆盘构成。 热介质从中空的圆盘组流过，热量通过圆盘间接传递给物料；物料从入口进入壳体内部，在圆盘与壳体之间通过，吸收圆盘传递的热量，水分蒸发形成的水蒸气聚集在圆盘上方的穹顶里，被少量的热风带出干燥机。 圆盘边缘设置的推料板有一定的倾角，既能帮助物料定向流动，又能起到搅拌作用。 壳体夹套内通有热介质，起到保温和辅助加热的作用。 壳体内壁有固定的刮刀，伸到圆盘之间的空隙中，防止有大块物料固结在盘片上。

3 在火电厂脱硫石膏处理中的应用

3.1 应用背景

采用脱硫石膏制备建筑石膏的工艺技术流程为：上料→烘干→煅烧→冷却→成品包装。 其中，烘干是该工艺过程中的关键环节。

国内某火电厂采用脱硫工艺，经过过滤机脱水后脱硫石膏含水率在15%左右， 烘干处理中，考虑到工艺要求，需将其含水率降至1%以内，采用GPWJ-400 型旋转圆盘干燥机6 台， 每年可处理脱硫石膏95 万吨。 热介质为该火电厂发电过程中产生的饱和蒸汽，可满足旋转圆盘干燥机烘干工艺对热介质的需求。

3.2 主要工艺参数

烘干工艺中旋转圆盘干燥机的主要工艺参数如下：

处理量 528t/d

干燥面积 400m2

饱和蒸汽温度 170℃

饱和蒸汽压力 0.7MPa

饱和蒸汽消耗量 5 449kg/h

来料含水率 15%

产品含水率 1%

物料烘干温度 120℃

3.3 烘干工艺

本项目中脱硫石膏的烘干处理工艺包括储运系统、烘干处理系统、电气系统及自控系统等。其中，烘干处理系统主要由6 条脱硫石膏烘干处理生产线组成，每条烘干处理生产线主要包括一台旋转圆盘干燥机、一台排湿风机、一台旋风分离器和一台脉冲布袋除尘器。

旋转圆盘干燥机烘干工艺过程如下：

a. 过滤机脱水后产生的脱硫石膏通过储运系统进入旋转圆盘干燥机， 经过圆盘组的加热、推进、搅拌和壳体夹套的保温作用，物料所含的水分迅速蒸发；

b. 在排湿风机作用下，通入干燥机壳体内的热风携带物料蒸发的水分被迅速排走，提高了干燥机的烘干效率；

c. 排湿后，依次经旋风分离器和脉冲布袋除尘器， 分离出随着负压热空气而带出的少量粉尘；

d. 分离后的粉尘进入到干燥机中再次利用，分离后的热空气通入干燥机的热风入口再次利用。

3.4 工艺特点

在实际运行中，由于旋转圆盘干燥机独特的结构设计，相对于其他干燥设备，其烘干工艺特点如下：

a. 能耗低。 由于是间接加热方式，因而没有大量携带空气从而带走热量。

b. 使用成本低。 单位有效容积内拥有巨大的传热面积，缩短了处理时间，设备尺寸变小，极大地减少了建筑面积和建筑空间。

c. 环境污染小。 采用小气量热风带走物料蒸发的水分， 使得粉尘物料夹带很小， 便于处理。

d. 运行费用低。 低速搅拌和合理的结构，使得磨损量小，维修费用低。

e. 操作稳定。 由于空心圆盘片特殊的压缩-膨胀-搅拌作用， 使得物料颗粒充分与传热面接触，在轴向区间内物料的温度、湿度和混合度梯度很小，从而保证了工艺的稳定性。

f. 热效率高。旋转圆盘干燥机传热系数高，热效率一般可达90%～95%，是节能型设备。

4 结束语

对火电厂脱硫工艺产生的脱硫石膏进行再利用是目前我国亟待解决的问题。 旋转圆盘干燥机作为一种性能优良的干燥设备，相对于其他干燥设备，其烘干工艺具有能耗低、使用成本低及热效率高等优点， 适用于脱硫石膏的烘干处理，能够在变废为宝的同时美化环境，为火电厂创造更大的价值。