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CN109562994B - 石膏处理装置和石膏处理方法 - Google Patents

石膏处理装置和石膏处理方法 Download PDF

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CN109562994B CN201780048930.6A CN201780048930A CN109562994B CN 109562994 B CN109562994 B CN 109562994B CN 201780048930 A CN201780048930 A CN 201780048930A CN 109562994 B CN109562994 B CN 109562994B
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Yoshino Gypsum Co Ltd
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Abstract

在流化床方式的石膏处理装置和石膏处理方法中，活化或提升石膏粉体的流动性而促进石膏粉体的改性或均质化等石膏处理的作用。石膏处理装置(1)具有反应器(2)、调整空气供给口(6)、使调整气流(Af)朝上地流入反应区域(α)的水平隔壁(5)、以及在反应区域的周向上隔开角度间隔地排列的多个固定叶片(10)。熟石膏(Gb)的流化床(M)形成在反应器内。固定叶片使朝上地流入到反应区域的调整气流(Ag)向反应区域的径向外侧且沿周向偏转。熟石膏(Gb)利用调整气流在反应器内跳跃流动或跳跃移动。

Description

石膏处理装置和石膏处理方法
技术领域
本发明涉及石膏处理装置和石膏处理方法，更详细而言，涉及利用向上气流来使石膏的细粒子或粉体(以下，称作“石膏粉体”。)的堆积层流动化并进行石膏粉体的改性、均质化、添加剂混合、加水处理、水分调节或煅烧等石膏处理的石膏处理装置和石膏处理方法(apparatus and method for treating gypsum)。
背景技术
以石膏为原料而制造成的石膏板件、石膏板等石膏类板材广泛普及到建筑物的内部装饰材料等用途。石膏根据结晶水的存在形态而大致分为二水石膏(二水硫酸钙)、半水石膏(半水硫酸钙)以及无水石膏(无水硫酸钙)，作为石膏类板材的原料，通常使用对二水石膏进行煅烧而成的熟石膏(stucco，calcined gypsumor calcined plaster)。熟石膏是通过煅烧工序而制造成的，在煅烧工序中，单独对化学石膏或天然石膏等原料石膏进行煅烧或者将不同种类的原料石膏混合并进行加热(煅烧)。作为制造半水石膏等的石膏煅烧炉，如日本特许第2571374号公报(专利文献1)等所记载那样，使用直火式煅烧炉(直接加热式煅烧炉)、间接加热式煅烧炉等石膏煅烧装置。二水石膏(CaSO4·2H2O)通过煅烧工序转变为半水石膏(CaSO4·1/2H2O)。通常，通过煅烧工序得到的熟石膏除了含有半水石膏以外，还含有未煅烧成分(二水石膏)和过烧成分(III型无水石膏(CaSO4))等。
在日本特表2013－535401号公报(专利文献2)等中记载了这样的技术：将在石膏煅烧炉或石膏煅烧装置的炉内或反应容器内生成的工艺气体(高温多湿气体)与熟石膏一同在同一条流路中给送，并将熟石膏和工艺气体导入到石膏冷却器。该石膏冷却器是谋求使熟石膏均质化且减少熟石膏浆料化时的混合搅拌水量的石膏处理装置。石膏冷却器构成为将含有较大量的水分(水蒸气)的煅烧装置的工艺气体与熟石膏一同导入到石膏冷却器的稳定化区域。采用这样的石膏冷却器，设想到能够利用工艺气体中的水分使熟石膏中的III型无水石膏在稳定化区域中转化为半水石膏且使石膏粉体整体上旋转流动而改善石膏粉体的粒度分布。
另外，作为将在从石膏煅烧装置导出的熟石膏中含有的未煅烧部分(二水石膏)和过煅烧部分(无水石膏)转化为半水石膏且使熟石膏的成分实质上仅均质化为半水石膏的石膏处理装置，公知有一种均化器(熟石膏均质化装置)。均化器具有使二水石膏和无水石膏与半水石膏一同滞留的反应区域，向反应区域导入被调整为预定温度或预定湿度后的空气等。熟石膏中的二水石膏和无水石膏在反应区域中被搅拌，并通过脱水或水合而转化为半水石膏。其结果，二水石膏和无水石膏的比率降低，熟石膏中的半水石膏的比例增大，因此，熟石膏均质化为“煅烧不均”较少的半水石膏。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第2571374号公报
专利文献2：日本特表2013－535401号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述石膏冷却器和均化器等石膏处理装置如下那样发挥功能：利用空气或工艺气体等的气流来使含有半水石膏、二水石膏以及无水石膏的熟石膏的堆积层流动化，通过石膏彼此间的换热等而进行熟石膏中的二水石膏和无水石膏的脱水反应或水合反应，将二水石膏和无水石膏转化为半水石膏。然而，无论如何改良或改善使空气、工艺气体导入或流入反应区域中的导入方法或流入方法，也难以充分搅拌熟石膏，因此，在促进熟石膏的均质化方面产生了极限。
另外，在上述石膏冷却器中，由于为了使石膏粉体的旋转运动而需要使冷却器主体整体旋转的旋转驱动装置、其控制系统等，因此，装置结构复杂化且大型化，其结果，产生装置系统的维持管理的烦杂化、装置的运行成本的增大等问题。
本发明是鉴于这样的课题而做出的，其目的在于，在利用自反应区域的底部流出的向上气流使反应区域底部的石膏粉体堆积层流动化的流化床方式的石膏处理装置和石膏处理方法中，活化或提升石膏粉体的流动性而促进石膏粉体的改性或均质化等石膏处理。
用于解决问题的方案
本发明为了实现上述目的而提供一种石膏处理装置，该石膏处理装置具有：反应器，其包括水平截面或水平轮廓为圆形或环状的内壁面；石膏供给部，其向该反应器内的反应区域供给石膏粉体；以及气流供给部，其配置于所述反应区域的底部，该气流供给部向该反应区域供给向上气流，利用所述向上气流对堆积于所述反应区域的底部的所述石膏粉体进行搅拌，该石膏处理装置的特征在于，
该石膏处理装置具有自位于所述反应区域的中央区域的支承部起朝向所述内壁面延伸的多个固定叶片，
该固定叶片在所述反应区域的周向上隔开角度间隔地排列，
相邻的所述固定叶片形成供所述气流和所述石膏粉体流动的流动路径，该流动路径以使流入到所述反应区域的所述向上气流向该反应区域的径向外侧且沿周向偏转的方式倾斜。
本发明还提供一种石膏处理方法，其使用上述结构的石膏处理装置，该石膏处理方法的特征在于，(1)利用所述固定叶片将自所述反应区域的底部流入到所述反应区域的向上气流向所述反应区域的径向外侧且沿周向引导，利用该向上气流的偏转使所述石膏粉体向所述反应区域的径向外侧且沿周向流动，由此，对所述石膏粉体沿容器主体的周向施力，或者，助力在所述内壁面的附近产生的所述石膏粉体沿周向的运动，或者(2)将构成所述石膏供给部的石膏供给路径连接于石膏煅烧装置或石膏煅烧炉，将由该石膏煅烧装置或石膏煅烧炉煅烧后的熟石膏向所述反应区域供给，并对该熟石膏进行改性处理或均质化处理。
从另一个观点出发，本发明提供一种石膏处理方法，其使用包括水平截面或水平轮廓为圆形或环状的内壁面的反应器，向该反应器的反应区域供给石膏粉体，使向上气流自该反应区域的底面流出而对所述反应区域的石膏粉体进行搅拌，并进行所述石膏粉体的改性处理、均质化处理、加水处理、暴露处理(暴露于大气)、添加剂混合、煅烧或水分调节，该石膏处理方法的特征在于，
利用配置于所述反应区域的中央区域的支承部来支承多个固定叶片，将该固定叶片在所述反应区域的周向上隔开角度间隔地排列，
利用所述固定叶片将自所述反应区域的底部流入到该反应区域的所述向上气流向所述反应区域的径向外侧且沿周向引导，利用所述向上气流的偏转使所述石膏粉体向所述反应区域的径向外侧且沿周向流动，由此，对所述石膏粉体沿所述反应器的周向施力，或者，助力所述内壁面的附近的所述石膏粉体沿周向的运动。
采用本发明的上述结构，自反应区域底部流入到反应区域的向上气流通过固定叶片的偏转作用或引导作用向反应区域的径向外侧且沿周向偏转而向反应器外周区域流动，对反应区域的内壁面附近的石膏沿周向施力，或者助力内壁面附近的石膏的周向运动。采用本发明的石膏处理装置和石膏处理方法，由于利用向上气流的偏转对反应区域整体的石膏粉体进行搅拌，因此能够活化或提升石膏粉体的流动性而促进石膏粉体的改性或均质化等石膏处理。例如，在将本发明的结构适用于均化器(熟石膏均质化装置)的情况下，均质化后的熟石膏中的半水石膏的比例增大，因而能够使在石膏煅烧炉中煅烧后的熟石膏均质化为“煅烧不均”较少的半水石膏。
发明的效果
采用本发明，在利用自反应区域的底部流出的向上气流使反应区域底部的石膏粉体堆积层流动化的流化床方式的石膏处理装置和石膏处理方法中，能够活化或提升石膏粉体的流动性而促进石膏粉体的改性或均质化等石膏处理。
附图说明
图1是表示本发明的优选实施方式的均化器的结构的纵剖视图。
图2是均化器的在图1的I－I线处的剖视图。
图3是均化器的在图1的II－II线处的剖视图。
图4是图1所示的均化器的仰视图。
图5是表示配设于均化器的反应区域的固定叶片的形态的立体图。
图6是表示固定叶片的构造的局部放大俯视图。
图7是表示固定叶片的构造的局部放大主视图。
图8是表示固定叶片的变形例的均化器的横剖视图。
图9是概念性地表示各充气室部分的供气口的动作形态(动作例)的充气室的俯视图。
具体实施方式
优选的是，相邻的上述固定叶片形成朝向上述反应区域的外周区域开放且相对于铅垂方向整体倾斜地沿上下方向延伸并向上方开放的上述流动路径。采用本发明的优选实施方式，对于固定叶片的下部外端和下部内端的以反应器或反应区域的中心轴线为中心的角度位置，位于上述向上气流的偏转方向的后方的固定叶片的下部外端定位在比位于向上气流的偏转方向的前方的固定叶片的下部内端靠偏转方向前方的角度位置，由此，能够抑制对石膏粉体的沿反应器周向的运动造成妨碍那样的径向外侧的气流运动(向径向外侧直进的气流)。采用本发明的另一个优选实施方式，支持于上述支承部的固定叶片的基端部在俯视时与相邻的固定叶片的基端部相互重叠，相邻的固定叶片的重叠区域(η)形成于支承部周围。重叠区域(η)妨碍向上气流在支承部的附近吹向上方。
在本发明的优选实施方式中，固定叶片的角度间隔设定为10度～60度的范围内的角度，优选设定为20度～45度的范围内的角度，各固定叶片的最上部定位在堆积于反应区域的石膏粉体堆积层(流化床)的上表面(设计水平高度)的下方。此外，当固定叶片的数量过少时，各个固定叶片的负荷或应力较大，担心产生固定叶片的基部的破损或损伤等，另一方面，当固定叶片的数量过多时，相邻的固定叶片之间的间隔缩小，其结果，担心相对于固定叶片产生石膏的附着。因此，固定叶片的片数量期望考虑固定叶片的负荷或应力、石膏相对于固定叶片的附着等来设定为适当的数量。
优选的是，石膏粉体堆积层(流化床)的上表面的设计水平高度(ha)设定在固定叶片最上部的设计水平高度(hb)×1.0～设计水平高度(hb)×1.25的范围内。此外，流化床上表面和固定叶片最上部的设计水平高度是测得的距底面的高度方向上的尺寸。另外，流化床上表面在工作过程中会发生不规则动作，而流化床上表面的设计水平高度为稳定运转时或通常运转时的设计上或理论上的设定水平高度或平均水平高度。即，固定叶片能够优选配置在流化床上表面(设计水平高度)的下方，因而，固定叶片在设计上能够优选配置在实质上完全埋没在流化床的高度位置。
更优选的是，固定叶片由形成弯曲的流动路径的弯曲板形成，流动路径使与向上气流一起向上方流动的石膏粉体沿周向且向径向外侧偏转。较佳地是，固定叶片的上缘部在俯视时弯曲且朝向反应区域的径向外侧整体向下方倾斜，固定叶片的下缘部在俯视时弯曲且实质上沿水平延伸。固定叶片整体的直径(db)小于反应区域周壁的直径(da)，固定叶片和反应区域周壁隔开预定的水平距离(dc)地分开。固定叶片的直径(db)优选设定在反应区域周壁的内径(da)×0.6～内径(da)×0.9的范围内，更优选设定在反应区域周壁的内径(da)×0.7～内径(da)×0.8的范围内。
较佳地是，上述反应器具有形成反应区域的底面的隔壁，在压力作用下被供给有用于形成向上气流的气体的充气室形成在隔壁与反应器的底壁之间。隔壁具有将被供给至充气室的气体的动压至少部分地转化为静压的通气阻力，且具有同反应区域的气压与充气室的气压之间的压力差相应地使充气室的气体流入反应区域的透气性。也可以将充气室理解为供气压力缓冲用的压力缓冲区域或缓冲区域。优选的是，充气室被划分壁分割为多个充气室部分，在各充气室部分分别配设有向上气流的供给部。充气室部分使向上气流选择性地流入反应区域。采用这样的结构，能够利用各种模式将向上气流供给至反应区域。例如，能够利用各充气室部分的向上气流的时间差等使阶段性或周期性变化的向上气流形成于反应区域，由此能够使反应区域的搅拌作用阶段性或周期性地变化。
在以下说明的本发明的优选实施方式中，本发明的结构适用于均化器。在均化器中，被调整为预定温度和/或预定湿度的空气或气体、或者含有预定量以上的水分的湿润空气或湿润气体作为向上气流流入反应区域。将由石膏煅烧装置或石膏煅烧炉煅烧后的熟石膏作为石膏粉体向反应区域供给，利用向上气流来搅拌熟石膏的石膏粉体，从而使熟石膏中的二水石膏和/或无水石膏进行脱水反应或水合反应而对熟石膏进行改性处理或均质化处理。
实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1～图4是表示本发明的优选实施方式的均化器的结构的纵剖视图，分别是I－I线剖视图、II-II线剖视图以及仰视图。图5是表示配设于均化器的反应区域的固定叶片的形态的立体图。
均化器1具有圆筒形反应器2，该反应器包括水平截面或水平轮廓为圆形或环状的内壁面。反应器2的内壁面划分出反应区域α。反应器2由俯视圆形的顶壁2a和底壁2b以及上下的圆筒状周壁2c、2d构成。顶壁2a与周壁2c一体化，底壁2b与周壁2d一体化，上下的周壁2c、2d一体地接合于接合部2e。构成石膏供给部的熟石膏供给口3配设于顶壁2a。熟石膏供给口3经由熟石膏供给管Sg连接于石膏煅烧炉(未图示)，石膏煅烧炉的熟石膏Ga经由熟石膏供给口3投入或导入到反应器2内的反应区域α中。
石膏煅烧炉例如是将二水石膏煅烧成熟石膏的锥形壶(日文：コニカルケトル)型的石膏煅烧炉。通常，石膏煅烧炉将由二水石膏煅烧为大致半水石膏而成的熟石膏Ga向炉外送出，但实际上难以将二水石膏完全煅烧成半水石膏，通常是含有二水石膏作为未煅烧成分，且含有无水石膏作为过烧成分的不均质的粉体或粒体。此外，对于石膏煅烧炉的结构，其详细地记载于本申请人的专利申请所涉及的日本专利申请2015－35905号(PCT国际申请PCT/JP2016/054065号)的说明书和附图等，因此，通过引用该专利申请，从而省略进一步的详细说明。
如图3所示，反应器2具有固定于底壁2b的铅垂划分壁4。划分壁4在俯视时自反应器2的中心轴线CL起到周壁2d为止地呈放射状延伸。在本例子中，划分壁4以中心轴线CL为中心隔开45度的角度间隔地配置。如图1、图2以及图5所示，反应器2具有形成反应区域α的底面的水平的透气性隔壁5。隔壁5支承于划分壁4的上端部。划分壁4和隔壁5在反应区域α与底壁2b之间划分出多个供气充气室或供气缓冲区域β(以下称作“充气室β”。)。优选的是，划分壁4以形成4个～16个左右的数量的充气室β的方式配设。
在本例子中，如图3所示，俯视扇状的8个充气室β绕中心轴线CL均等地形成。在各充气室β中分别开口的供气口6配设于底壁2b。如图1和图4所示，构成气流供给部的调整空气供给管Sa与各供气口6相连接。调整空气供给管Sa与包括加热线圈等空气加热部件、供气鼓风机或供气风扇等供气部件的调整空气供给源(未图示)相连接。调整空气供给源将含有较大量的水分的湿润空气作为调整气流Ai向调整空气供给管Sa送出。调整气流Ai的调整空气是用于形成所述向上气流(后述的调整气流Af)的气体。各供气口6将自调整空气供给源供给过来的调整气流Ai在压力作用下供给至各充气室β。供气口6喷出的调整空气的温度因调整空气的湿度而不同，调整空气优选具有在反应器2内不结露的程度的温度。此外，也能够是，替换这样的调整空气，而使用在对熟石膏进行煅烧的煅烧装置中生成且自熟石膏分离出的高温多湿气体。这样的高温多湿气体具有例如100℃～150℃左右的温度。
如图1的局部放大图所示，隔壁5是利用上下的覆盖材料51、52来覆盖基材50而成的片状或板状的复合材料。基材50和覆盖材料51、52具有将被供给至充气室β的供气流(调整气流Ai)的动压至少部分地转化为静压的通气阻力，且具有同反应区域α与充气室β之间的压力差相应地使充气室β的空气流入反应区域α的透气性。因而，如图1和图5所示，隔壁5同充气室β与反应区域α之间的压力差相应地使供气流(调整气流Af)自隔壁5的整个区域均等地流入反应区域α。
作为基材50，能够较佳地使用纤维集合体、无纺布或毛毡等纤维质材料。优选的是，将玻璃纤维无纺布等耐热性无纺布用作基材50。另外，作为覆盖材料51、52，能够较佳地使用织布、冲孔金属、网状材料等。隔壁5的厚度t设定为5mm～10mm，例如设定为6mm。隔壁5的压力损失优选设定为200mmH2O～500mmH2O的范围内的值。
调整气流Af作为所述向上气流自隔壁5流入反应区域α而对熟石膏Gb进行搅拌。调整气流Af期望具有使堆积于反应区域α的熟石膏Gb跳跃流动那样的流势，调整气流Af的流速可优选设定为能够得到那样的流势。优选的是，流入反应区域α的供气流Af的流速设定为0.05m/s～1m/s。
如图1所示，熟石膏Ga通过熟石膏供给管Sg被供给至熟石膏供给口3。熟石膏Ga自熟石膏供给口3向反应区域α连续性地(或间断性地)投入或导入，并作为熟石膏Gb的流化床(熟石膏层)M堆积在水平隔壁5上。将通过反应区域α的搅拌作用、换热作用以及加水作用而均质化后的熟石膏Gc向机器外送出的熟石膏送出口7配设于反应器2的周壁2c的下部。熟石膏送出口7包括重量控制式旋转送料器等粉体定量供给机8。粉体定量供给机8将反应区域α的熟石膏Gc连续性地(或间断性地)向机器外或系统外导出，熟石膏Gc向后续工序的装置(加水装置、冷却装置、粉碎装置等)供给或者向贮仓等储藏装置供给。此外，在图1中，省略了与后续工序的装置相关的管路和设备类、构成均化器1的排气系统和控制系统的管路、布线以及设备类等的图示。
流化床(熟石膏层)M的熟石膏Gb利用从隔壁5流出的供气流(调整气流)Af、Ag而跳跃流动，并在反应区域α中被搅拌。均化器1包括多个或许多个固定叶片(导叶)10作为促进熟石膏Gb的跳跃流动而使流化床M的上方区域作为熟石膏跳跃流动区域γ发挥功能且使熟石膏Gb在反应区域α的周向上跳跃移动的部件，该多个或许多个固定叶片(导叶)10在周向上隔开间隔地整齐排列配置于反应区域α的下部区域。此外，供气流Ag是利用固定叶片10而偏转的供气流Af的偏流。另外，跳跃流动是流化床M的上表面动态地流动且熟石膏Gb的粉体向上部空间(熟石膏跳跃流动区域γ)飞溅并落下的状态或形态的流动。
如图1、图2以及图5所示，构成固定叶片10的支承部的中空圆筒状的支柱40在反应区域α的中央区域中竖立设置于反应区域α的底面。支柱40对固定叶片10进行支承，各固定叶片10等间隔地固定于支柱40的外周面。因而，固定叶片10的基部位于反应区域α的中央区域。支柱40具有以中心轴线CL为中心的正圆形截面，支柱40的上端位于流化床M的上表面Ma(水平高度ha)的下方。支柱40的下部由支承于划分壁4的等间隔(45度间隔)的柱状基部41和形成于柱状基部41之间的开口部42构成。开口部42使支柱40的内部区域43和支柱40的外侧区域44相互连通而防止熟石膏Gb的一部分长时间滞留于内部区域43。
如图1和图5所示，固定叶片10在上表面Ma的下侧配置于支柱40的外周区域。固定叶片10的最上部(图6和图7所示的固定叶片10的上部内端18)定位于水平高度hb的高度位置(测得的距隔壁5的上表面的高度尺寸hb的位置)。当使图1所示的水平高度ha为上表面Ma的设定水平高度或设计水平高度时，水平高度ha能够优选设定在水平高度hb×1.0～水平高度hb×1.25的范围内。即，固定叶片10能够优选配置在实质上完全埋没于流化床M的高度位置。但是，在均化器1的工作过程中，流化床M的上表面Ma比较剧烈地动作，上表面Ma在短时间内反复产生起伏、隆起、沉降等现象。因此，在很多情况下，在均化器1的工作过程中，观察到固定叶片10仅被局部地埋没的状态(固定叶片10的上部局部暴露于上表面Ma的上方区域的状态)。因而，应该理解为水平高度ha、hb的上述位置关系就是指设计上或初始设定上的位置关系。另外，固定叶片10的下缘14(图7)从隔壁5向上方分开，固定叶片10的高度hc能够优选设定为ha×0.2～ha×0.6的范围内的尺寸，更优选设定为ha×0.2～ha×0.4的范围内的尺寸。
如图1和图2所示，固定叶片10的以中心轴线CL为中心的整体直径db小于同一水平高度上的周壁2c的内径da，固定叶片10和周壁2c隔开水平距离dc地分开。直径db优选设定在内径da×0.6～内径da×0.9的范围内，更优选设定在内径da×0.7～内径da×0.8的范围内，因而，水平距离dc优选设定在内径da×0.2～内径da×0.05的范围内的尺寸，更优选设定在内径da×0.15～内径da×0.1的范围内的尺寸。通过设定这样的水平距离dc，从而有效地助力反应器2的内壁面附近的熟石膏Gb沿周向的运动或者对熟石膏Gb沿反应器的周向有效地施力。
如图2所示，固定叶片10绕反应器2的中心轴线CL以均一的角度间隔θ1在周向上排列。角度间隔θ1优选设定为10度～60度的范围内的角度，更优选设定为20度～45度的范围内的角度(在本例子中为22.5度)，固定叶片10的数量优选设定在6片～36片的范围内，更优选设定在8片～18片的范围内(在本例子中为16片)。例如，在为直径3m左右的流动搅拌层的情况下，期望设置大致8片～16片左右的固定叶片10。此外，固定叶片10的角度间隔也可以不必须是在整周范围都设定为均一值，能够根据反应器2和支柱40的构造等任意地设定。
图8是表示变更了支柱40的直径、固定叶片10的数量以及间隔等后的反应器2的结构的横剖视图。
图2所示的支柱40具有大致内径da×1/3左右的直径。但是，当如图8所示那样使支柱40的直径缩小时，由于固定叶片10的根部分(基部)配置在接近反应区域α的中心的位置，因此，能够搅拌至反应区域α的中心部附近。因而，能够认为，在从固定叶片10的配置和支承构造的观点考虑可容许的情况下，期望将固定叶片10的根部分(基部)配置在接近反应区域α的中心的位置。
图6是表示固定叶片10的构造的局部放大俯视图，图7是表示固定叶片10的构造的局部放大主视图。
如图6和图7所示，各固定叶片10由具有弯曲的内缘11、外缘12、上缘13及下缘14的金属制的弯曲板形成。包含内缘11在内的固定叶片10的基端部利用托架及螺栓等安装部件(未图示)或焊接等接合方式固定于支柱40，固定叶片10形成与支柱40的外表面实质上连续的面。内缘11、外缘12、上缘13及下缘14以预定的曲率半径弯曲，利用各固定叶片10形成朝向斜上方的凸状曲面15、朝向斜下方的凹状曲面16。上缘13朝向外侧地向下方倾斜，下缘14大致水平地延伸。
在相邻的固定叶片10之间形成俯视时沿支柱40的周向且向径向外侧弯曲地延伸的流动路径P。流动路径P朝向周壁2c的附近的外周区域开放，并且构成相对于铅垂方向整体倾斜的弯曲流路的形态地沿上下方向延伸。如后述那样，流动路径P使调整气流Af、Ag的上升流朝向径向外侧且沿周向偏转。
在图6中用单点划线示出了通过中心轴线CL和上部外端17的沿着支柱40的直径方向(俯视)的直线DL1。在假设固定叶片10沿反应器2的径向笔直地延伸的情况下，在流化床M的外周区域中跳跃流动的熟石膏Gb与周壁2c碰撞而其跳跃距离减少，因此无法得到充分的搅拌效果。因而，如图6所示，固定叶片10的上部外端17的切线Th(水平面内)取向为与直线DL1成角度θ2的方向。另外，如图7所示，固定叶片10的上部内端18的切线Tv(铅垂面内)取向为与铅垂方向VL成角度θ3的方向，固定叶片10的上部外端17的切线Tv'(铅垂面内)取向为与铅垂方向VL成角度θ4的方向。优选的是，角度θ2设定为10度～60度的范围内的角度，优选设定为15度～45度的范围内的角度，角度θ3、θ4设定为10度～60度的范围内的角度，优选设定为15度～45度的范围内的角度。此外，角度θ3、θ4是在使熟石膏Ga的周向上的跳跃移动或跳跃旋转运动如期望那样产生方面比较重要的角度。因此，在固定叶片10的片数比较少的情况下，角度θ3、θ4期望设定为比较大的值。
如图6所示，相邻的固定叶片10配置为俯视时基端部相互重叠且前端部相互分开。在图6中示出固定叶片10的下部内端19和下部外端20。另外，在图6中用单点划线示出了沿着支柱40的直径方向(俯视)的直线DL2、DL3。直线DL2通过中心轴线CL和位于调整气流Ag的偏转方向前方(本例的情况为俯视时顺时针方向)的固定叶片10的下部内端19。直线DL3通过中心轴线CL和位于调整气流Ag的偏转方向后方的固定叶片10的下部外端20。另外，如图6中用斜线所示那样，固定叶片10的重叠区域η(俯视)形成于支承部周围。重叠区域η在支柱40的外周面附近妨碍调整气流Ag吹向铅垂上方。
位于偏转方向后方的固定叶片10的下部外端20定位在相对于位于偏转方向前方的固定叶片10的下部内端19而偏向偏转方向前方的角度位置，下部内端19和下部外端20绕中心轴线CL隔开中心角θ5的角度间隔地配置。即，偏转方向后方的固定叶片10的下部外端20的角度位置相对于偏转方向前方的固定叶片10的下部内端19的角度位置，以中心轴线CL为中心朝向偏转方向前方具有角度θ5的相位差。角度θ5大于0度，且相对于固定叶片10的角度间隔θ1优选设定为θ1×0.3以下的范围内的角度，更优选设定为θ1×0.2以下的范围内的角度。采用这样的固定叶片10的结构，能够抑制妨碍石膏粉体的沿反应器周向的运动那样的径向外侧的气流运动。
如所述那样确保固定叶片10的重叠区域η，从而能够有效地妨碍支柱40的外周面附近的调整气流Ag吹向上方，在流动路径P中通过的调整气流Ag的上升流利用固定叶片10而可靠地偏转。这样，上述相位差(角度θ5)和重叠区域η提升调整气流Ag的搅拌作用，这有助于熟石膏Gb的均质化。另外，在将特定的固定叶片10的上部内端18和与之相邻的固定叶片10的下部内端19所成的角度设为角度θ6、将重叠区域η的径向外端ν和下部内端19之间的距离(俯视)设为尺寸L1、将固定叶片10的俯视对角线方向上的长度(即固定叶片10的俯视最大长度)设为尺寸L2时，重叠区域η能够优选设定为θ1＞θ6＞0且1/4≤L1/L2≤1/2的范围内的区域。
如图1、图2以及图5～图7中的箭头所示那样，固定叶片10将在流动路径P内上升的调整气流Ag向径向外侧且沿周向引导，使在调整气流Ag的作用下流动化的熟石膏层M的流动物(熟石膏Gb)与调整气流Ag一起朝向径向外侧且沿周向。流动路径P内的调整气流Ag和熟石膏Gb从上缘13和外缘12的附近沿大致支柱40的切线方向流出，向外周区域流动。固定叶片10整体弯曲，并且，固定叶片10的上缘13朝向外侧地向下方倾斜，因此，这样的调整气流Ag和熟石膏Gb的运动不会因固定叶片10的上侧角部区域的存在而受到妨碍。朝向周向的调整气流Ag和熟石膏Gb对外周区域的熟石膏Gb沿周向施力或者助力外周区域的熟石膏Gb的周向运动。
接下来，说明上述结构的均化器1的工作。
在图1所示的均化器1的使用中，石膏煅烧炉的熟石膏Ga通过熟石膏供给管Sg和熟石膏供给口3连续性地(或间断性地)供给至反应区域α，并作为流化床M堆积于反应区域α的下部。调整空气供给源的调整空气Ai在压力作用下从供气口6供给至充气室β。既可以通过全部供气口6同时向全部充气室β喷出调整空气Ai，也可以使供气口6阶段性地或周期性地工作，从而阶段性或周期性地向充气室β供给调整空气Ai。
在图9的(A)中示出了充气室β1～充气室β8。例如，能够以自充气室β1起到充气室β8为止地赋予时间差地依次喷出调整空气Ai的方式使各充气室β1～充气室β8的供气口6工作。另外，在图9的(B)中示出了用涂黑的圆表示工作过程中(调整空气喷出过程中)的供气口6，用空心圆表示非工作过程中(调整空气非喷出过程中)的供气口6的供气方法。如图9的(B)所示，也可以是，通过使在对角线方向上对峙的供气口6同时工作，并使该状态沿顺时针方向推移，从而将调整空气Ai阶段性或周期性地供给至充气室β1～充气室β8。如能够容易理解那样，供气口6的工作模式能够与均化器1的使用条件或运转条件等相应地任意地设定为各种模式。
被供给有调整空气Ai的充气室β的空气压上升。如图1所示，隔壁5随着充气室β的压力上升而使调整气流Af向上方喷射。调整气流Af作为利用固定叶片10向斜上方、径向外侧且沿周向上偏转的调整气流Ag流入反应区域α。
调整气流Ag使大部分熟石膏Gb在流化床M的上层部向径向外侧且沿周向跳跃流动。向径向外侧且沿周向跳跃流动的熟石膏Gb在周向上对流化床M的外周区域的熟石膏Gb施力而施加周向上的运动或者助力熟石膏Gb沿周向的运动。即，向径向外侧且沿周向跳跃流动的熟石膏Gb的运动利用固定叶片10的被动的偏转作用而形成于流化床M。自流化床M的上表面Ma向上方空间喷出的调整气流Ag的空气通过与反应器2的顶壁2a等相连接的排气系统管路(未图示)而从反应区域α导出，并经由均化器1的排气系统设备(未图示)向系统外排出。
利用这样跳跃流动的熟石膏Gb的运动，从而促进熟石膏Gb的流动化和搅拌，由此，熟石膏Gb所包含的未煅烧成分和过烧成分、即二水石膏和无水石膏进行换热并通过脱水反应或水合反应而都转化为半水石膏，而且，由于与调整气流Ag相接触，因此通过湿润的调整气流Ag的水分而得到半水石膏的加水效果。其结果，熟石膏Ga中的二水石膏和无水石膏的比率降低，熟石膏Ga中的半水石膏的比例增大，因此，熟石膏Ga均质化为所谓的“煅烧不均”较少的半水石膏，并作为未煅烧成分和过烧成分的含有量减少了的比较高纯度的熟石膏Gc自熟石膏送出口7和粉体定量供给机8连续性地(或间断性地)向机器外或系统外送出。自粉体定量供给机8送出的熟石膏Gc如上述那样向后续工序的装置(加水装置、冷却装置、粉碎装置等)供给或者向贮仓等储藏装置供给。
以上，对本发明的优选实施方式进行了详细说明，但本发明并不限定于上述实施方式，而能够在权利要求书所记载的本发明的范围内进行各种变形或变更。
例如，上述实施方式涉及使熟石膏均匀化的均化器，但本发明的结构例如能够适用于以下那样的石膏处理。
(1)熟石膏改性，在该熟石膏改性中，通过对反应器设置洒水装置等而进行向熟石膏加水的水分调节或加水处理，从而提高使熟石膏浆料化时的浆料的流动性。
(2)熟化处理，在该熟化处理中，将熟石膏强制地暴露于空气(大气)中而使熟石膏稳定或非活化。
(3)混合·搅拌处理，在该混合·搅拌处理中，将添加物(例如土壤处理用的不溶化剂(日文：不溶化剤)或高分子凝聚剂等)添加到熟石膏等中。
(4)煅烧处理，在该煅烧处理中，利用高温气体对二水石膏进行搅拌且将其煅烧成半水石膏。
另外，上述实施方式的均化器是以使熟石膏成为所谓的“煅烧不均”较少的状态且利用加水处理来提高在进行浆料化时的浆料的流动性的熟石膏的均质化和改性为目的的装置，因此将湿润空气作为向上气流使用，但根据石膏处理的目的，能够适当使用被调制为预定温度和/或预定湿度后的空气或气体或者含有预定量以上的水分的湿润空气或湿润气体作为向上气流。
并且，在上述实施方式中，将流化床上表面和固定叶片的设计上的相对位置设定为水平高度ha＝水平高度hb×1.0～水平高度hb×1.25，但根据要求，也能够将流化床上表面和固定叶片的设计上的相对位置设定为水平高度ha＜水平高度hb的关系。
另外，也可以将固定叶片和支柱构成为：借助用于调节固定叶片和支柱的相对位置的位置调节部件来将固定叶片的基端部安装于支柱，能够可变地设定固定叶片的位置。此外，在上述实施方式中，固定叶片形成与支柱的外表面实质上连续的面，但是，根据要求，也能够在固定叶片的基端部和支柱的外表面之间形成些许间隙或者空隙。
此外，上述实施方式的均化器作为将石膏粉体连续性或间断性地向反应区域投入或供给并将处理后的石膏粉体从反应区域向机器外或系统外连续性或间断性地送出的连续处理式的石膏处理装置进行了记载，但本发明的石膏处理装置并不限定于连续处理式的装置设计，也可以作为对恒定量或特定量的石膏粉体进行处理且向机器外送出之后将恒定量或特定量的石膏粉体向反应区域投入或供给并进行处理的所谓的分批处理式的装置来设计本发明的石膏处理装置。
产业上的可利用性
本发明适用于用于石膏类原料或石膏类材料的均质化、改性、煅烧、混合或水分调节等的流化床式反应器、或者使用有流化床式反应器的石膏类原料或石膏类材料的均质化、改性、混合或水分调节等。本发明特别优选适用于将从石膏煅烧装置导出的熟石膏中含有的二水石膏和无水石膏转化为半水石膏且将熟石膏的成分实质上仅均质化为半水石膏的均化器和熟石膏均质化方法。采用本发明，在从堆积有熟石膏的反应区域的底部喷射调整气流的流化床方式的石膏处理装置和石膏处理方法中，能够改善熟石膏的流动性，从而促进熟石膏中的二水石膏和/或无水石膏的脱水反应或水合反应，由此，能够使熟石膏有效地均匀化，因此其实用效果显著。
附图标记说明
1、均化器；2、圆筒形反应器；2a、顶壁；2b、底壁；2c、2d、周壁；3、熟石膏供给口；4、铅垂划分壁；5、水平隔壁；6、供气口；7、熟石膏送出口；8、粉体定量供给机；10、固定叶片；40、支柱；α、反应区域；β、充气室；η、重叠区域；Ai、Af、Ag、调整气流(或调整空气)；Ga、Gb、Gc、熟石膏；M、流化床；Ma、流化床上表面；P、流动路径；Sa、调整空气供给管。

Claims (17)

1.一种石膏处理装置，该石膏处理装置具有：反应器，其包括水平截面或水平轮廓为圆形或环状的内壁面；石膏供给部，其向该反应器内的反应区域供给石膏粉体；以及气流供给部，其配置于所述反应区域的底部，该气流供给部向该反应区域供给向上气流，利用所述向上气流对堆积于所述反应区域的底部的所述石膏粉体进行搅拌，该石膏处理装置的特征在于，
该石膏处理装置具有自位于所述反应区域的中央区域的支承部起朝向所述内壁面延伸的多个固定叶片，
该固定叶片在所述反应区域的周向上隔开角度间隔地排列，
对于所述固定叶片的下部外端和下部内端的以所述反应器或反应区域的中心轴线为中心的角度位置，位于所述向上气流的偏转方向的后方的所述固定叶片的下部外端定位在比位于所述向上气流的偏转方向的前方的所述固定叶片的下部内端靠偏转方向前方的角度位置，或者，支承于所述支承部的所述固定叶片的基端部在俯视时与相邻的所述固定叶片的基端部相互重叠，使相邻的所述固定叶片的重叠区域(η)形成在所述支承部周围，
所述固定叶片配置在至少局部埋没在堆积于所述反应区域的所述石膏粉体的堆积层的高度位置，相邻的所述固定叶片形成供所述气流和所述石膏粉体流动的流动路径，该流动路径以使流入到所述反应区域的所述向上气流向该反应区域的径向外侧且沿周向偏转的方式倾斜，该流动路径使与所述向上气流一起向上方流动的所述石膏粉体沿周向且向径向外侧偏转。
2.根据权利要求1所述的石膏处理装置，其特征在于，
相邻的所述固定叶片形成朝向所述反应区域的外周区域开放且相对于铅垂方向整体倾斜地沿上下方向延伸并向上方开放的所述流动路径。
3.根据权利要求1或2所述的石膏处理装置，其特征在于，
所述角度间隔设定为10度～60度的范围内的角度。
4.根据权利要求1或2所述的石膏处理装置，其特征在于，
所述固定叶片由形成弯曲的所述流动路径的弯曲板形成。
5.根据权利要求1或2所述的石膏处理装置，其特征在于，
所述反应器具有形成所述反应区域的底面的隔壁，在压力作用下被供给有用于形成所述向上气流的气体的充气室形成在所述隔壁与所述反应器的底壁之间，所述隔壁具有将被供给至所述充气室的所述气体的动压至少部分地转化为静压的通气阻力，且具有同所述反应区域的气压与所述充气室的气压之间的压力差相应地使该充气室的气体流入所述反应区域的透气性。
6.根据权利要求5所述的石膏处理装置，其特征在于，
所述充气室被划分壁分割为多个充气室部分，在各充气室部分分别配设有所述向上气流的供给部，所述充气室部分使所述向上气流选择性地流入所述反应区域。
7.根据权利要求1或2所述的石膏处理装置，其特征在于，
所述固定叶片的下缘部在俯视时弯曲，所述下缘部的外端部与所述反应器的构成所述内壁面的周壁隔开预定的水平距离(dc)地分开，所述水平距离(dc)相对于所述周壁的内径(da)设定为该内径(da)×0.2～(da)×0.05的范围内的尺寸。
8.一种石膏处理方法，其使用权利要求1至7中任一项所记载的石膏处理装置，该石膏处理方法的特征在于，
利用所述固定叶片将自所述反应区域的底部流入到所述反应区域的向上气流向所述反应区域的径向外侧且沿周向引导，利用该向上气流的偏转使所述石膏粉体向所述反应区域的径向外侧且沿周向流动，由此，对所述石膏粉体沿容器主体的周向施力，或者，助力在所述内壁面的附近产生的所述石膏粉体沿周向的运动。
9.一种石膏处理方法，其使用权利要求1至7中任一项所记载的石膏处理装置，该石膏处理方法的特征在于，
将构成所述石膏供给部的石膏供给路径连接于石膏煅烧装置或石膏煅烧炉，将由该石膏煅烧装置或石膏煅烧炉煅烧后的熟石膏向所述反应区域供给，并对该熟石膏进行改性处理或均质化处理。
10.根据权利要求8或9所述的石膏处理方法，其特征在于，
使被调整至预定温度和/或预定湿度后的空气或气体、或者含有预定量以上的水分的湿润空气或湿润气体作为所述向上气流流入所述反应区域。
11.一种石膏处理方法，其使用包括水平截面或水平轮廓为圆形或环状的内壁面的反应器，向该反应器的反应区域供给石膏粉体，使向上气流自该反应区域的底面流出而对所述反应区域的石膏粉体进行搅拌，并进行所述石膏粉体的改性处理、均质化处理、加水处理、暴露处理、添加剂混合、煅烧或水分调节，该石膏处理方法的特征在于，
利用配置于所述反应区域的中央区域的支承部来支承多个固定叶片，将该固定叶片在所述反应区域的周向上隔开角度间隔地排列，并且，所述固定叶片配置在至少局部埋没在堆积于所述反应区域的所述石膏粉体的堆积层的高度位置，
利用所述固定叶片将自所述反应区域的底部流入到该反应区域的所述向上气流向所述反应区域的径向外侧且沿周向引导，利用所述向上气流的偏转使所述石膏粉体向所述反应区域的径向外侧且沿周向流动，由此，对所述石膏粉体沿所述反应器的周向施力，或者，助力所述内壁面的附近的所述石膏粉体沿周向的运动。
12.根据权利要求11所述的石膏处理方法，其特征在于，
对于所述固定叶片的下部外端和下部内端的以所述反应器或反应区域的中心轴线为中心的角度位置，位于所述向上气流的偏转方向的后方的所述固定叶片的下部外端定位在比位于所述向上气流的偏转方向的前方的所述固定叶片的下部内端靠偏转方向前方的角度位置，由此，抑制对所述石膏粉体的朝向反应器或反应区域的周向去的运动造成妨碍那样的径向外侧的气流运动，或者，以相邻的所述固定叶片的基端部在俯视时相互重叠的方式配置该固定叶片，相邻的所述固定叶片的重叠区域(η)形成在所述支承部的外周区域，该重叠区域(η)妨碍所述向上气流在所述支承部的附近吹向上方。
13.根据权利要求11或12所述的石膏处理方法，其特征在于，
设置形成所述反应区域的底面的隔壁，使在压力作用下被供给有用于形成所述向上气流的气体的充气室形成在所述隔壁与所述反应器的底壁之间，利用所述隔壁的通气阻力将被供给至所述充气室后的气体的动压至少部分地转化为静压，且同所述反应区域的气压与所述充气室的气压之间的压力差相应地利用所述隔壁的透气性使该充气室的气体作为所述向上气流流入所述反应区域。
14.根据权利要求13所述的石膏处理方法，其特征在于，
利用划分壁将所述充气室分割为多个充气室部分，向各充气室部分选择性地供给所述气体，利用各充气室部分使所述向上气流形成于所述反应区域。
15.根据权利要求11或12所述的石膏处理方法，其特征在于，
将由石膏煅烧装置或石膏煅烧炉煅烧后的熟石膏作为所述石膏粉体向所述反应区域供给，利用所述向上气流对所述熟石膏的石膏粉体进行搅拌而对该熟石膏进行改性处理或均质化处理。
16.根据权利要求11或12所述的石膏处理方法，其特征在于，
使被调整为预定温度和/或预定湿度后的空气或气体、或者含有预定量以上的水分的湿润空气或湿润气体作为所述向上气流流入所述反应区域。
17.根据权利要求11或12所述的石膏处理方法，其特征在于，
使所述石膏粉体所包含的二水石膏和/或无水石膏进行脱水反应或水合反应而对该石膏粉体进行改性处理或均质化处理。
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