ماكينة الفسفوجيبسوم

الجبس الفوسفوري هو منتج ثانوي لإنتاج فوسفات الأمونيوم في شركات الأسمدة الفوسفاتية، ويحتوي بشكل أساسي على شوائب مثل الفلورايد وخامس أكسيد الفوسفور والمواد العضوية. وهو حمضي للغاية وله قيمة الرقم الهيدروجيني منخفضة تصل إلى 1.9. وقد أظهرت الأبحاث أن هذه الشوائب الضارة تعتبر من العوامل الهامة التي تؤدي إلى انخفاض معدل الاستخدام الشامل للجبس الفوسفوري. من أجل تحقيق الاستخدام الفعال للجبس الفوسفوري، من الضروري البحث وتطوير عمليات ومعدات جديدة لإزالة الشوائب من الجبس الفوسفوري.

تتضمن العملية الرئيسية للتخلص من الجبس الفوسفوري وإعادة استخدامه حاليًا خطوتين: التعديل، وإزالة الشوائب، والتكليس.

تستخدم معظم عمليات التكليس عمليات ومعدات إنتاج الجبس التقليدية مثل أفران التكليس ذات الأسطوانة المزدوجة، والمكلس ذو القاعدة المميعة، والمقالي، والمجففات الدوارة، وكسارات التجفيف. الجبس التقليدي

العملية بسيطة نسبيًا (تعتمد بشكل أساسي على تكليس الجبس ثنائي الهيدرات إلى جبس نصف هيدرات باعتباره جوهرًا)، والتي لا يمكنها إزالة الشوائب الضارة بشكل فعال في جبس الفسفو، مما يحد بشكل خطير من الاستخدام الشامل لجبس الفسفو.

تقدم هذه المقالة نوعًا جديدًا من تكنولوجيا ومعدات المعالجة المتكاملة لتدفق الهواء المعلق للجبس الفوسفوري، مما يوفر نهجًا تكنولوجيًا جديدًا لاستخدام موارد الجبس الفوسفوري.

1. عملية ومعدات المعالجة التقليدية للجبس الفوسفاتي

يتم تصنيف عملية معالجة الجبس التقليدية بشكل أساسي إلى مقالي وأفران دوارة وأفران ذات طبقة مميعة ومعدات طحن وتكليس متكاملة وفقًا لتصنيف المعدات.

تستخدم المقالي، والأفران الدوارة، وأفران الغليان، وما إلى ذلك بشكل أساسي طرق التبادل الحراري المكدسة أو المميعة، والتي تتميز بوقت تجفيف طويل، واستهلاك حراري مرتفع، وكفاءة حرارية منخفضة؛ معدات التكليس والطحن المتكاملة هي في الغالب معدات تكليس بتدفق الهواء. نظرًا لمزايا العملية البسيطة، وكفاءة الإنتاج العالية، واستهلاك الطاقة المنخفض، فقد أصبح الاتجاه السائد لمعدات تكليس الجبس الحالية، مع عيوب التشغيل غير المستقر.

تتميز معظم خطوط إنتاج تكليس الجبس الفوسفوري التقليدية بعمليات واسعة النطاق، ومعدات بدائية، ومستوى تقني منخفض، وإنتاج خط فردي منخفض، واستهلاك عالي للطاقة، وتلوث شديد بالغبار، مما يؤدي إلى مواد ربط الجبس الفوسفوري （ β أداء الجودة (القوة، وقت الإعداد) لشبه لا يمكن لمسحوق الجبس المائي أن يفي بالمعايير الفنية للإنتاج لصناعة منتجات المواد الأسمنتية الجبسية (مثل ألواح الجبس الورقية، وألواح الجبس الشريطية، وألواح الجبس المقواة بالألياف، وكتل الجبس، وملاط الجبس، وما إلى ذلك)، وأداء المنتج أقل بكثير من الجبس الطبيعي ومنتجات الجبس الصناعية الأخرى، وبالتالي غير قادر على تلبية الترويج والتطبيق على نطاق واسع.

2. عملية ومعدات معالجة جديدة للجبس الفوسفاتي

2.1 تكنولوجيا المعالجة

استنادًا إلى الخصائص المادية المعقدة للجبس الفوسفوري، تم اقتراح عملية معالجة متكاملة لإزالة شوائب الجبس الفوسفوري من نوع تدفق الهواء المعلق وتعديلها وتجفيفها من خلال البحث. يظهر الشكل 1 تدفق العملية المحدد. يتضمن النظام بشكل أساسي وحدات تجفيف متصلة تسلسليًا، ووحدات إزالة الشوائب، ووحدات تغيير الطور، ووحدات التبريد، ووحدات إزالة الغبار. وترد خصائص كل وحدة في الجدول 2.

2.2 معدات التكليس المعلق للجبس الفوسفاتي

2.2.1 تكوين وحدة نظام التكليس

1) تشتمل المعدات الرئيسية لوحدة التجفيف على مجفف تدفق الهواء النبضي وفاصل؛ تم تجهيز الجزء السفلي من مجفف تدفق الهواء النبضي بمنفذ تغذية ومدخل هواء ساخن، والمخرج العلوي متصل بفاصل إعصاري. الجزء السفلي من فاصل الإعصار مجهز بنظام تفريغ. 2) تشمل المعدات الرئيسية لوحدة إزالة الشوائب ذات درجة الحرارة العالية فرن إزالة الشوائب، وقناة هواء التبادل الحراري، وقناة هواء العادم، ونظام التفريغ؛ 3) المعدات الرئيسية لوحدة تغيير الطور تشمل فرن تغيير الطور، قناة العادم، ونظام التفريغ. 4) المعدات الرئيسية لوحدة التبريد هي مبرد تدفق الطور الكثيف. 5) المعدات الرئيسية لوحدة إزالة الغبار هي المروحة ومرشح الكيس.

بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز النظام أيضًا بوحدات المراقبة والتحكم ذات الصلة، ووحدات الضبط التلقائي، مثل أدوات مراقبة الرطوبة/الرطوبة عبر الإنترنت وأجهزة استشعار الوزن عند فتحة التغذية لوحدة التجفيف، وأدوات الكشف عن درجة الحرارة وسرعة الرياح عبر الإنترنت، وأجهزة إرسال درجة الحرارة، و أجهزة إرسال ضغط الهواء من نوع خط الأنابيب عند مدخل الهواء الساخن (على خط الأنابيب)، وهي مناسبة للتحكم الآلي في المصانع الكيميائية الحديثة.

2.2 المعدات الرئيسية للنظام

المعدات الرئيسية لهذا النظام هي وحدة فصل التجفيف، فرن إزالة الشوائب بوحدة إزالة الشوائب ذات درجة الحرارة العالية، وفرن تغيير الطور لوحدة تغيير الطور، مع المعدات الأساسية وهي فرن إزالة الشوائب. يتكون الهيكل من أسطوانة خارجية ذات شكل حلزوني كبير غريب الأطوار بزاوية 270 درجة، وأسطوانة داخلية، ولوحة توجيه، وأسطوانة أسطوانية، وأسطوانة مخروطية من الأعلى إلى الأسفل. يتم ترتيب مدخل الهواء على شكل أسطوانة حلزونية غريب الأطوار، مع هيكل خماسي ضيق في القسم السفلي. يتم توصيل المنفذ العلوي للأسطوانة الداخلية بأنبوب العادم

يتميز هيكل فرن إزالة الشوائب بالخصائص التالية: 

1) يتم زيادة الزاوية الحلزونية لمجاري الهواء الداخل لفرن إزالة الشوائب إلى 270 درجة، والتي يمكن أن توازن إدخال الغبار الذي يحمل الغاز إلى أنبوب الإعصار، ويدور الغاز بسرعة عالية على طول جدار الأنبوب لتحسين جمع الغبار كفاءة؛

2) زيادة مساحة المقطع العرضي لمجرى الهواء الداخل ووضعه على الجانب الخارجي للأسطوانة الداخلية لمنع الغاز من الاندفاع نحو الأسطوانة الداخلية، مما يؤدي إلى زيادة فقدان الضغط؛

3) بسبب الترتيب الحلزوني لجدار فرن إزالة الشوائب، فإنه يقترب تدريجياً من الأسطوانة الداخلية، لذلك لن يتم إعاقة تدفق الهواء؛

4) ارتفاع h للأنبوب الداخلي هو 1/2 من الارتفاع b لمجاري الهواء الداخل، مما يمكن أن يقلل من فقدان الضغط. في الوقت نفسه، تم تصميم الجزء السفلي الحلزوني من قناة الهواء الداخل كمخروط قطري، والذي يبدأ من الطرف السفلي للأنبوب الداخلي، بحيث لا يدخل تدفق الهواء المترب مباشرة إلى الأنبوب الداخلي ولا يؤثر على كفاءة جمع الغبار.

5) تم تصميم الجزء المخروطي من فرن إزالة الشوائب ليكون ضعف قطر الأسطوانة الداخلية، بزاوية مائلة β عن طريق زيادة حجم المخرج إلى 70 درجة، تدخل المادة بشكل مستمر إلى أنبوب التفريغ، مما يمنع انقطاع الإنتاج الناتج عن الانسداد ;

6) أنبوب الهواء الصاعد الذي يدخل المنطقة الانتقالية لفرن إزالة الشوائب يزيل جميع المستويات الأفقية، ويمنع تراكم الرماد الداخلي، ويزيل أيضًا تآكل المواد على جداره الداخلي، مما يضمن حركة تدفق الهواء الموحدة

7) لتجنب تراكم الغبار وزيادة المقاومة، يتم تحويل الجزء السفلي من قناة السحب الحلزونية إلى منحدر، بزاوية المنحدر α 50 درجة؛

8) المعلمة الأساسية لتصميم فرن إزالة الشوائب هي القطر D للأسطوانة، والذي يتم تحديده من خلال حساب حجم الهواء المعالج بواسطة النظام؛

9) يعد الارتفاع H لفرن إزالة الشوائب أيضًا معلمة مهمة، والتي تحدد ما إذا كانت المادة الموجودة في تدفق الهواء لديها وقت استقرار كافٍ وترتبط أيضًا بكفاءة جمع الغبار؛

10) باستثناء تصميم الفرن المتنوع، يتم تحديد المعلمات الأخرى مثل حجم الموضع L لأنبوب مدخل الهواء من خلال عرض التجويف الحلقي بين قطره الداخلي D وقطر الأسطوانة الداخلي d، بالإضافة إلى العرض a لـ مدخل الهواء

11) يجب أيضًا تجهيز النظام بأكمله بمواد حرارية وعازلة مناسبة لحماية المعدات وفقًا للمادة ودرجة حرارة العمل لأجزاء مختلفة من المعدات.

3. مزايا نظام العملية

بالمقارنة مع تقنيات تطبيقات هندسة الجبس الفوسفوري الحالية، يتمتع هذا الجهاز المتكامل بالمزايا التالية:

1) مجموعة واسعة من التكيف. هذا النوع الجديد من عملية ومعدات معالجة التكليس المعلق بالجبس الفوسفوري يدمج التجفيف، والتعديل، وإزالة الشوائب، والتكليس، والتبريد وغيرها من عمليات الجبس الفسفوري، والتي يمكن أن تلبي متطلبات الخصائص الفيزيائية المختلفة (نطاق واسع من رطوبة التغذية، والكتل، والحبيبات، وما إلى ذلك). .) لمعالجة متطلبات الجبس الفوسفاتي المؤهل لموثق الجبس شبه المائي.

2) الكفاءة الحرارية العالية. عند وضع الجبس الفوسفوري في تدفق غاز ساخن مغلق عالي الحرارة ومضطرب عالي السرعة، يتم خلطه بسرعة مع الغاز الحامل عالي الحرارة لتكوين حالة معلقة. من خلال الاستفادة من خصائص منطقة الاتصال الكبيرة، ومعامل نقل الحرارة العالي (> 80٪)، ووقت الجفاف القصير لمرحلتين الغاز الصلب في الحالة المعلقة، فإنه يمكن إجراء تبادل الحرارة بسرعة عالية للغاية، وعمليات حرارية كاملة مثل إزالة المياه السطحية (المياه المرفقة)، وتعديل إزالة الشوائب، وتكليس تدفق الهواء المعلق، وتعزيز تفاعل التعادل الكامل، وهو مناسب جدًا للحساسية الحرارية القوية للجبس.

3) انخفاض تكلفة صيانة النظام وارتفاع معدل تشغيل المعدات. الجزء الأساسي الرئيسي من النظام لا يحتوي على مكونات متحركة. بعد خلط المادة بالكامل مع الغاز الحامل ذو درجة الحرارة العالية لتكوين خليط من الغاز الصلب، يتم الانتهاء من الجفاف وتغيير الطور وفصل الغاز الصلب والتبريد وعمليات المعالجة الأخرى في خطوط الأنابيب والحاويات المغلقة؛ تم تجهيز المنطقة ذات درجة الحرارة العالية في النظام بمواد مقاومة للحرارة، وتعتمد وحدة التبريد مبدأ نقل الطور الكثيف للجسيمات الصلبة وتكنولوجيا نقل حرارة اللوحة، مع برنامج محاكاة نقل الحرارة المتكامل. يأخذ النظام أيضًا في الاعتبار بشكل كامل ظواهر الانسداد الفردية التي قد تحدث أثناء التشغيل وتصحيح الأخطاء، وهو مجهز خصيصًا بصمامات تفريغ الطوارئ وأجهزة تفريغ الانسداد.

4) توفير الطاقة. يأخذ هذا النظام في الاعتبار بشكل كامل استخدام الطاقة المتتالية، حيث يقوم أولاً بإدخال الوسط الساخن بعد إزالة الشوائب ذات درجة الحرارة العالية إلى وحدة إزالة المياه السطحية؛ بعد ذلك، يتم إرسال الحرارة المتبقية بعد فصل الغاز عن المواد الصلبة إلى فرن تغيير الطور للتكليس (إزالة نصف الماء المتبلور)؛ لا يأخذ استخدام سلسلة الطاقة في الاعتبار المتطلبات المحددة لإزالة الشوائب ذات درجة الحرارة العالية في الجبس الفوسفوري فحسب، بل إنه أيضًا مناسب جدًا لمتطلبات حساسية درجة الحرارة (التكليس) في الجبس الفوسفوري، مما يحقق وحدة مثالية بين استخدام سلسلة الطاقة ومتطلبات تكنولوجيا المعالجة؛ لا تحتوي وحدة التبريد على أجزاء متحركة وتعتمد عملية تبريد دوران مياه التبريد، مما يوفر الطاقة ويحسن معدل تشغيل المعدات.

5) تكامل النظام العالي، البصمة الصغيرة، والقدرة الإنتاجية العالية للخط الواحد. يحتوي النظام بأكمله على تخطيط عملية مدمج من الأعلى إلى الأسفل، مع مساحة صغيرة. بعد استخدام التكليس المعلق، فإنه يتمتع بنفس خصائص عملية التكليس لخط إنتاج الأسمنت الجاف الجديد، مثل الإنتاجية العالية وجودة المنتج والأداء المستقر.

6) بيئة العمل جيدة، مما يحقق الإنتاج النظيف. تدمج العملية الجديدة للتكلس المعلق للجبس الفوسفوري جميع العمليات الضرورية في نظام مغلق. أثناء التشغيل، يعمل النظام تحت ضغط سلبي، دون أي تسرب للغبار أو انبعاث للغبار، مما يحقق إنتاجًا نظيفًا حقًا.

7) مستوى عال من الأتمتة. تم تجهيز نقاط العملية الرئيسية في النظام بأجهزة الكشف عن العمليات الآلية، والتي تراقب التغييرات في معلمات العملية في كل نقطة في الوقت الفعلي وتقوم تلقائيًا بضبط معلمات تشغيل العملية في الوقت المناسب، مما يسهل تحقيق الإنتاج الصناعي والتحكم الآلي.