β石膏粉及α高强石膏生产装置工艺技术规程

海晶新材料公司β石膏粉及α高强石膏生产装置工艺技术规程三优科技股份有限公司二0二0年十月修订目录一、装置说明 一、装置说明装置的设计依据海晶有限公司在生产工艺中是以玉米等作为原料，生产前端工艺是以发酵为主，在产品合成时使用Ca(OH)2和H2SO4及其它化工产品，从而产生CaSO4为废弃物，产生量约8万T/a，含水率为20%，现成立海晶新材料有限公司，将这些废弃物作为建材的原材料（石膏粉）。海晶新材料有限公司是由海晶乙酸科技股份有限公司和三个法人合资建立，并与三优科技股份有限公司合作，运用先进的技术和设备利用乙酸石膏年产1.5万吨α高强石膏和年产5万吨β石膏生产线，进行固体废弃物再利用，符合国家循环经济的国策，既保护了生态环境和矿产资源，也解决了原厂区环保问题，并产生一定的经济效益。三优科技股份有限公司多年来在各行业再生石膏回收利用领域进行了大量的基础研发工作，取得了一系列科研成果和专利。海晶环保新材料有限公司的5万吨石膏粉生产线及1.5万吨高强石膏制备装置，就是根据以上部分科研成果，由三优科技股份有限公司自主开发设计建设完成。装置生产工艺本套β石膏粉制备装置及α高强石膏制备装置是采用乙酸菌石膏为原料，在一定的温度及压力条件下通过工艺方法生成β石膏粉及α高强石膏的生产工艺。

二、产品说明及质量标准产品化学名称：α.CaSO4.·0.5H2O（阿尔法半水硫酸钙）化学反应方程式：CaSO4.·2H2O=α.CaSO4.·0.5H2O+1.5H2O分子式：CaSO4.·0.5H2O分子量：145物化性质性状：阿尔法半水硫酸钙是一种白色或灰色无嗅的粉末。溶解性：遇水会迅速水化，还原成二水石膏。还原物微溶于水。产品标准α高强石膏产品标准α高强石膏标准等级2h抗折强度（MPa）烘干抗压强度（MPa）α253.525α304.030α405.040α506.050β石膏粉产品标准等级细度（0.2mm方孔筛筛余）/%凝结时间2H强度/MPA初凝终凝抗折抗压3.0≤10≥3≤70≥3.0≤5.02.0≥2.0≤4.01.6≥1.6≤3.0产品用途β石膏粉主要用于建筑行业，在建筑业领域，β石膏粉又称建筑石膏粉，其具有许多优良性能，其产品性能含盖了其它建筑材料的所有优点，质轻、防火、隔音、保温、抗震等，其防水性能和强度可与水泥制品相比。石膏制品易于加工，施工为干作业，文明、快捷。同时，石膏建材还与粘土墙一样，具有很好的呼吸功能，即室内湿度高时，墙体吸收水分而不显潮湿，室内湿度低时，墙体向外释放水分而不显干燥，这种特殊性能是其它所有新型建筑材料所不具备的。石膏建材的建筑物在拆除时，其石膏建材可以回收用作原材料循环使用，即使不回收，作垃圾处理，也可自然转入土壤，不会带来环境影响。可用于配制粉刷石膏、抹灰石膏、石膏砂浆、陶瓷模用浇注料等，也可以制成各种轻质石膏墙板等。α高强石膏材料是一种重要的工业原料。随着科学技术的迅速发展，近年来α高强石膏应用领域日趋广泛，已涉及航空、汽车、橡胶、塑料、船舶、铸造、机械、医用等多种领域，而且产品也日趋系列化。新拓展的应用领域包括低膨胀模、电缆密封材料、代木复合板材、粉刷材料等。

三、原料、辅助原料及公用工程技术规格原料及辅助原料规格表1乙酸菌石膏原料项目指标优等品一等品合格品外观纯白色白色项目指标优等品一等品合格品纯度，%98%95%90%含水率10%15%20%灰分——表2转晶剂项目指标优等品一等品合格品外观白色灰白色项目指标优等品一等品合格品纯度，%≥99.5≥99.5≥99.0灰分≤0.05——公用工程规格由1.5Mpa的过热蒸汽通过减压阀转换成0.6MPa饱和蒸汽蒸汽压力：0.6Mpa饱和蒸汽冷却水及回水（自来水）0.70MPa≤25℃（入口）0.40MPa≤40℃（出口）工艺水0.30MPa（入口）热水压力：0.4MPa温度：＞95℃压缩空气压力：0.6MPa温度：常温露点：-26℃要求：干燥、无油及灰尘。热空气压力：4000Pa温度：≥185℃电电气系统的操作电压：交流、三相、四相、中性点直接接地电压：380/220伏±0.5%，频率：50HZ±0.5HZ电气设备的额定电压：控制线路：高压设备，220伏、直流低电压设备：22伏或38伏，交流单相照明线路：正常操作照明，220伏、交流、单相维修照明，焊接：380伏、交流、三相照明（手提灯）：38伏、交流、单柜

四、工艺流程叙述原料预处理及废水预处理工艺流程

β石膏粉生产线装置的工艺流程进料工段第一步：操作工在投料前通知化验人员进行原料测试；第二步：将化验合格的原料通过1#、2#皮带输送分别输送到1#、2#两台空心桨叶内；预干燥工段第一步：第一次试车两台空心桨叶分别需要约8T的打底料（以后生产不在需要添加），同时第一次进入的原料的含水率不能超过10%，监控空心桨叶内部温度。监控空心桨叶蒸汽温度和出口物料温度，此两处的温度必须保持在160-170/100-120°。由于我们采用的空心桨叶为蒸汽加热，在每次开停机都必须注意蒸汽管道的疏水，以防管道堵塞影响加热效果；严格控制空心桨叶出料含水率不能超过5%；煅烧工段：第一步：合格的半成品料将通过下料管进入煅烧炉进行最终处理，此处理过程需要操作人员监控煅烧炉内部物料情况，以防出现物料乱飞或漏料情况，每班必须时刻监控煅烧炉的温度变化，不允许出料温度超过160或低于155°，防止出现“过烧或欠烧”问题；第二步：完全干燥后的粉料通过斗提螺旋输送，进入中间料仓。第三步：半成品石膏粉经过改性磨机改性后进入β成品仓。包装岗位β成品仓石膏粉料定量包装后入库或由吨包机包装后入库。

α生产线装置的工艺流程制浆配料岗位第一步：将海晶环保新材料有限公司输送来堆场的原料石膏原料铲入缓存料仓内；第二步：将定量原料与定量水在溶解槽内充分混合搅拌均匀，再由浆液输送泵打入R1001A/B/C/D（1#-4#转晶釜）。升温转晶岗位第一步：利用0.6Mpa的饱和蒸汽进入转晶釜夹套对转晶釜R1001A/B/C/D（1#-4#转晶釜）内的石膏浆液循环加热至规定的温度、压力，保温、保压规定时间直至物料转晶完全成功；同时将饱和蒸汽转变的冷凝水收集至热水回水罐加以利用，作为V1001(打浆槽)配料和预热M1002A/B（1#-2#石膏分离机）使用；第二步：当转晶釜R1001A（1#转晶釜）保温、保压的同时，将V1001(1#打浆槽)配料完成的浆液打入R1001B（2#转晶釜），对转晶釜R1001B（2#转晶釜）内的物料进进行升温；当R1001B（2#转晶釜）保温保压的同时，将V1001(打浆槽)配料完成的浆液打入R1001C（3#转晶釜）,同时升温升压,以此循环，达到连续性生产。分离、干燥岗位第一步：当R1001A（1#转晶釜）保温保压完成后，取样检测转晶釜R1001A（1#转晶釜）的石膏浆液是否转晶完全成功；第二步：利用冷凝水罐的热水对1#石膏分离机或2#石膏分离机内部进行预热，同时通入换热器送来的热风，直至预热至一定温度才能进入下一步，需要检查石膏分离机下料溜槽的伴热蒸汽（0.15Mpa）阀门、排污阀、疏水阀是否处于打开状态，用测温枪检测溜槽夹套内表面温度，出料前确保温度高于120℃，确保上盖板密封良好；第三步：转晶釜R1001A（1#转晶釜）内浆液排入石膏分离机（1#石膏分离机）或（2#石膏分离机）；第四步：分离后的固相湿粉通过重力伴随热风送入溜管进入空心桨叶进行干燥，液相母液水流至热水回水罐，供制浆配料循环使用，（在使用热水罐的母液水制浆配料的同时，必须检测母液水中所含转晶剂的浓度，以计算下一釜制浆配料所需转晶剂量）；第五步：完全干燥后的粉料通过斗提螺旋输送，进入中间料仓；第六步：中间料仓半成品石膏粉经过改性混合机改性后进入α成品仓。包装岗位改性后的α高强石膏粉料定量包装后入库或由吨包机包装后入库。

五、工艺操作条件一览表5.1中控参数一览表序号工艺条件项目仪表位号单位指标1．配料见配料数据表2.升温转晶转晶釜温度℃130-135转晶釜压力Mpa0.20-0.3饱和蒸汽压力Mpa0.6热水温度℃＞953分离、干燥饱和蒸汽温度℃160-170空心桨叶出口温度℃100-120石膏分离机温度℃＞95预热风温度℃＞185压缩空气压力MPa0.6热水温度℃＞95冷却水进水温度℃＜25冷却水进水压力MPa＞0.64包装定量包装kg40吨袋包装t15.2配料数据原材料消耗量密度含水率乙酸菌石膏t1.25g/ml%工艺水按35%浓度进行配比转晶剂根据母液水的化验结果，按水与转晶剂的量比加入，1t水/2.5kg转晶剂六、正常开停车及应急故障处理开车前的准备所有的设备、管线、阀门必须经过吹扫，打压试漏，合格后才能保证工艺流程畅通，转晶釜内干净无水。装置首次开车和检修后的开车，空压系统都必须试漏合格。检查所有的设备、管线、阀门、电、气及仪表是否完好，处于备用状态，并做好详细记录，调节阀应处于手控位置。检查公用工程能否达到开车要求（水、电、气、汽）。检查开车生产所需的原辅料质量是否合格，并准备充分。检查各传动设备是否具备运转条件，备品备件是否备齐，各种传动备用的润滑油是否备齐。检查各种防护用品，专用工具，消防器材是否齐全，并放置合适位置。各种操作记录表格，工艺卡片应准备好。道路应平整，无阻碍物，周围环境卫生应干净，下水道应畅通。所有阀门应处于关闭位置，压力表和安全阀根部阀除外。检查蒸汽及压缩空气压力是否符合生产要求。正常生产生产时主要工艺参数由下列仪表控制热风温度表：230℃-280℃R1001A/B/C/D(1#-4#转晶釜)温度表：130-135℃R1001A/B/C/D(1#-4#转晶釜)压力表：0.2-0.3MpaM1003（空心桨叶）出口温度表：100℃～120℃M1002A/B（1#-2#石膏分离机）整个控制系统来自外界的饱和蒸汽：1.2Mpa严格按要求控制各工艺参数通知检验部门按时取样分析并及时记录分析结果，根据分析结果及时调整工艺参数。各原料、辅料的投料量、配比按照配料表。认真做好各时间点的原始操作记录。严格执行装置运行点检、巡查制度，检查各传动设备的运转情况，有情况及时处理。定时给传动设备加润滑油脂。装置紧急停车当发生下列情况时，装置紧急停车：冷却水流量不足，冷却水温升超限；R1001A/B/C/D(1#-4#转晶釜)的压力超限，安全阀保护动作；主要设备、管道故障，短时间不能处理完成；突然停水，停电、停气、停汽、停风等。原料制浆配料岗位紧急停车停止浆液输送泵对转晶釜输送浆液，关闭打浆泵。停止对原料暂存仓进料，停皮带秤和停止对打浆槽进水；停止打浆槽搅拌器运行，打浆槽内料多压缩空气气浮可不停。升温转晶岗位紧急停车停止外界0.6Mpa的饱和蒸汽进入R1001A/B/C/D(1#-4#转晶釜)；停止对R1001A/B/C/D(1#-4#转晶釜)进行打浆；分离干燥岗位紧急停车立即关闭M1002A（1#石膏分离机）或M1002B（2#石膏分离机）进料控制阀，停止进料；按下M1002A（1#石膏分离机）或M1002B（2#石膏分离机）控制柜上的急停按钮；停止向空心桨叶进料；立即利用一切条件清洗M1002A（1#石膏分离机）或M1002B（2#石膏分离机）及相应管道；如果检查后确定6小时内无法排除设备故障，打开排空阀，紧急排空R1001A/B/C/D(1#-4#转晶釜)内浆料，此部分料需要引致室外事故应急池内；停止鼓风机工作并关闭相应阀门；待正常后恢复生产。

7.1故障处理操作段故障可能发生的原因处理方法1．制浆配料混合不均1、搅拌时间不够2、配料不准1、继续搅拌2、复配不能泵送入釜1、进料阀没打开2、气蚀3、进口堵塞4、泵芯磨损过大1、打开进料阀2、灌水重启3、高压水、气冲洗4、使用备用泵2．升温转晶保压1、转晶不成功2、压力保不住1、保温、保压时间不够2、阀门泄露1、继续保压2、关紧阀门3．分离干燥震动过大1、进料量过大2、主机转速过高、差速过大需要清洗1、减少进料量2、降速、降差速洗机重启警报1、进料量过大2、主机转速过高、差速过大3、需要清洗1、减少进料量2、降速、降差速3、洗机重启出口温度过高1、热风温度高2、进料量小1、关小热风管阀门开度，适当配冷风2、加大进料量出口温度过低1、热风温度低2、进料量大3、风门开度小4、底部进风口堵塞1、升高热风温度2、减小进料量3、调节风门开度4、清理M1002A/B未尽故障参照单机操作规程处理4.空心桨叶1、温度不够1、疏水阀问题2、蒸汽管内有冷却水3、蒸汽阀门未开启1、检查疏水阀2、蒸汽管排冷却水3、检查蒸汽阀门2、机器内部异响1、轴承工作异常2、设备内部异常1、检查轴承温度是否正常2、检查内部是否有杂物或将叶片碰壁3、设备漏料出现冒灰现象检查密封4．包装详见《包装机使用说明书》八．原料及α成品检验要求序号分析项目控制指标取样点分析次数1原料纯度90%以上3次/天2原料含水率20%以下3次/天3原料氯离子含量0.06%以下3次/天4原料浆液浓度30%-40%3次/天5转晶剂纯度3g/L3次/天6转晶剂一夫公司生产7转晶效果短柱状1次/釜8转晶后粒度不低于20μm1次/釜9离心机分离含水率12%以下1次/小时10产品磨后初凝时间大于3min3次/天终凝时间大于30min3次/天2小时抗折大于6MPa3次/天24小时抗压大于50MPa3次/天

九、安全生产基本原则9.1α高强石膏生产中有害物质的特性1、原料石膏有些原料石膏含酸性物质，会损害皮肤。2、粉尘在本装置生产过程中，原料、转晶剂、半成品、成品均为粉末状，会损害眼睛和呼吸系统，能引起结膜炎和呼吸系统疾病。3、所用1.2Mpa饱和蒸汽为易爆物质，且在高温下操作，属戊级防火、防爆。4、热水、高温浆液运行中会接触到高温设备、管道、热水及高温浆液，会造成烫伤。9.2设计中采用的安全措施1、设为戊级防火、防爆单位。2、在转晶釜上装有安全阀，在超压时可自动泄压。3、装置周围，有消防管网，车间内有手提式灭火器。4、在车间内适当部位设有洗手池。5、所有9.3安全生产规定1、严格遵守车间安全技术规程及有关规定。2、严格遵守工艺技术规程和岗位操作法、严禁违章操作。3、蒸汽系统、石膏分离机等重点设备要严格按照该设备的单机操作规程操作。4、严格执行本装置的保养检修规程，杜绝跑、冒、滴、漏。5、进入生产装置必须按规定穿戴劳保用品，禁止穿着短袖、短裤及赤膊作业。6、进入转晶釜、煅烧炉及空心桨叶内作业时，必须办妥断电手续，关闭蒸汽及热风阀门，使用安全电压照明，并且在人孔门处安排人员监护。7、进入半成品仓、罐体、料仓内作业时，必须办妥断电手续，使用安全电压照明、通风，并且在人孔门处安排人员监护。8、一旦发现设备、9、操作人员要熟悉所属本装置的消防器材的摆放位置及使用方法。在生产过程中发生火灾等紧急情况时，应及时处理，并按照紧急预案处置。10、格执行消防器材、安全阀、报警装置、温度计、压力表、计量仪表等的检定规定。11、其它安全生产规定参照江苏海晶环保新材料有限公司的有关规定。

十、关键岗位工艺技术规程采用液相色谱法计算溶液中转晶剂浓度的方法标准溶液的制备和标准溶液色谱图标准溶液制备实验室称取30克三优科技股份有限公司提供的转晶剂加到10升去离子水中，搅拌20分钟。然后含有转晶剂的溶液中取50毫升溶液进行过滤。标准溶液色谱图用色谱仪对1.1中制备好的标准溶液进行测试，测得标准谱图后分别获取图1中A峰和B峰的面积SA和SB。图1.含转晶剂的标准溶液的色谱图转晶剂浓度的测试2.1待测溶液色谱峰面积的获得取出少许反应釜中转晶完成后的溶液，按照色谱仪厂家提供的操作要求测试反应釜中转晶完成后的溶液的色谱图。在和标准色谱图中相同位置获取峰面积SA1和SB1。2.2待测溶液转晶剂浓度的计算反应釜中石膏转晶完成后，釜溶液中所含有的转晶剂的浓度计算如下：转晶剂的浓度=（克/升）

附录二：石膏浆液升温转晶、石膏分离机预热和空心桨叶干燥的温度控制要求转晶釜升温至130-135℃后，开始保温1.5h，可直接排料进入石膏分离机；转晶釜升温时，若温度长时间停留在110-125℃之间，应及时取样化验；转晶釜内的物料转晶完成后，应在6小时内进行分离，若超过6h应及时处理转晶釜内的物料（外排）；当石膏浆液在转晶釜保温1.5h后，开启C001（主通风机）与C002（次通风机），提前预热石膏分离机（给石膏分离机预热或清洗的热水必