Станция обжига известняка в вертикальных печах в производстве кальцинированной соды
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
, при достаточно высокой температуре может с ним реагировать, полностью сгорая до углекислого газа:
СО + 1/2О2 > СО2 + 68,1 ккал. (3.2.3)
О соблюдении правильного технологического режима при горении топлива можно судить по содержанию кислорода в печном газе (его должно быть не менее 1 %) и окиси углерода (содержание её не должно превышать 0,5%).
Процесс горения топлива в печи состоит из нескольких стадий. Вначале из топлива удаляется влага и оно подсушивается; затем из топлива выделяются летучие вещества и оно нагревается до температуры воспламенения; наконец, топливо в присутствии кислорода воздуха сгорает.
В соответствии с этими процессами в печи условно различают несколько зон: подсушки, подогрева и горения топлива, а также зону охлаждения.
При горении топлива в слое высота зоны горения, в которой расходуется кислород воздуха, очень незначительна и равна всего 2-3 диаметрам кусков топлива. Вследствие этого происходит частичное восстановление СО2 раскалённым углеродом до окиси углерода:
СО2 + С = 2СО - 37 ккал (3.2.4)
При уносе СО из топочного пространства резко возрастают потери топлива вследствие недожога.
В шихте шахтных известково-обжигательных печей содержится не более 10% топлива, которое распределено в негорючей массе - разбавлено известняком (мелом) - и потому не составляет сплошного слоя. Благодаря этому резко увеличивается длина зоны горения, достигая 50 - 75 диаметров среднего куска топлива. Выделяемое тепло расходуется на разложение СаСО3 в зоне горения, поэтому температура газов в этой зоне не превышает 1200- 1300 ; в результате восстановления СО2 до СО не наблюдается.
Длина зоны горения может резко колебаться, если размеры кусков топлива не будут соответствовать размерам кусков известняка. В шахтной печи куски обжигаемого известняка являются своеобразной колосниковой решёткой, на которой происходит горение топлива. При больших промежутках между кусками известняка топливо будет проваливаться несгоревшим и удаляться из печи неиспользованным.
Причины образования окиси углерода в шахтных печах.
Для того чтобы в печных газах содержалось меньше окиси углерода, необходимо хорошее перемешивание газов в печи, обеспечивающее дожигание окиси углерода. Это достигается двумя путями: увеличением давления дутья (т.е. увеличением скорости газов в печи) и уменьшением мелких фракций в известняке (менее 40 мм в поперечнике).
Содержание СО в газах растёт также при большом количестве мелочи в первоначальной шихте и при образовании её в печи вследствие неправильной загрузки шихты или растрескивании кусков карбоната кальция.
Другой причиной увеличения содержания окиси углерода в печном газе может явиться повышенный расход топлива. Тепло, выделяющееся при сгорании избыточного топлива, будет расходоваться только на нагрев газов и извести. Температура газов при этом резко возрастает и возрастает и возникнут благоприятные условия для образования зоны восстановления СО2 до окиси углерода. Увеличение дутья в таких случаях вредно, так как способствует повышению температуры в печи и дальнейшему увеличению концентрации СО в отходящих газах. Снизить содержание окиси углерода в печном газе можно путём уменьшения количества топлива в шихте, так как при этом соответственно уменьшится количество выделяемого тепла, температура в зоне горения понизится и процесс восстановления СО2 прекратится.
При повышении температуры в зоне горения не только увеличивается содержание СО в газах, но начинается также интенсивное образование плавов (козлов) в печи. Следовательно, повышение содержание окиси углерода в газах печи, работающей не нормальном дутьевом режиме, указывает на опасность образования козлов. В этом случае нельзя уменьшать отбор извести из печи, так как уменьшение скорости движения шихты будет способствовать взаимодействию СаО с шамотной футеровкой.
Снижение температуры в зоне горения за счёт уменьшения нормы расходы топлива не достигает цели, так как новая шихта проходит зону подсушки и достигает зоны горения только через 5 - 10 часов. За это время в печи может образоваться козел. Более эффективной мерой является уменьшение дутья; при этом уменьшается количество сгораемого топлива, т.е. количество выделяющегося тепла в единицу времени.
В результате уменьшения дутья без снижения отбора извести в кожухе печи повышается температура и возрастают потери тепла с выгружаемой известью.
Таким образом, присутствие окиси углерода в печных газах объясняется не только недостатком воздуха в печи. Окись углерода является одним из первичных продуктов горения твёрдого топлива независимо от количества подводимого воздуха.
Содержание окиси углерода в газах зависит от условий догорания СО в печи, т.е. от перемешивания газов, а также от наличия в печи зоны восстановления. При нормальных условиях эксплуатация печей зона восстановления обычно не образуется.
Снижение содержания СО в газах на 1% может сберечь примерно 7 кг условного топлива на тонну извести.
Разложение карбоната кальция
Необходимые для производства соды известь и углекислый газ получают путём обжига карбонатного сырья - известняка или мела, основной составной частью является CaCO3 - углекислый кальций, или карбонат кальция.
При обжиге углекислый кальций разлагается по реакции:
CaCO3 = CaО + СО2 ^ - 42,5 ккал (3.2.5)
Удаление углекислого газа из сферы реакции способствует разлож