Станция обжига известняка в вертикальных печах в производстве кальцинированной соды
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
ению углекислого кальция. При проведении реакции в закрытом сосуде разложение CaCO3 прекращается по достижению равновесного давления СО2 над CaCO3. Если создать давление СО2 выше равновесного, то реакция пойдёт в сторону образования CaCO3.Равновесное давление СО2 над CaCO3 зависит только от температуры.
Начало разложения CaCO3 в атмосфере, не содержащей СО2, соответствует температуре около 580 С. В известково-обжигательной печи в процессе обжига в газе присутствует СО2, которая затрудняет разложение углекислого кальция. Максимальное давление СО2 в печном газе составляет 300 мм рт. ст. Из таблицы видно, что при таком давлении углекислого газа разложение CaCO3 наступает только при температуре около 840 С. Однако эта начальная температура разложения практически относится лишь к поверхностным слоям кусков известняка (или мела), откуда выделяющийся углекислый газ может уноситься потоком газов, омывающих куски. По мере продвижения границы разложения вглубь куска удаление углекислого газа из его внутренних частей затрудняется, и практически давление СО2 над поверхностью неразложенной части куска становится равным 1 атм, если обжиг ведётся при атмосферном давлении. Следовательно, температура, необходимая для разложения внутренних частей кусков мела или известняка, практически поднимается до 900 С, когда давление СО2 над СаСО3 становится равным 1 атм. Таким образом, в зоне обжига известково-обжигательной печи нижний предел температуры равен 900 С.
Разложение СаСО3 идёт с поглощением 42,5 ккал тепла на 1 г*моль СаСО3, как это показано в уравнении. Поэтому в процессе обжига температура обжигаемого куска не может подняться до температуры обжигающих его горячих газов, пока процесс разложения в нём полностью не закончится. Разложение мелких кусков заканчивается раньше, чем крупных. Поэтому температура мелких кусков в зоне обжига может быть выше, чем крупных.
Повышение температуры извести выше 1200 С способствует образованию так называемого перекала, или пережога. При этом известь получается более плотной, т.е. менее пористой, с менее развитой поверхностью. Такая известь плохо гасится водой и обладает меньшей реакционной способностью. Практика показывает, что перекал наблюдается главным образом у мелких кусков.
Скорость разложения карбоната кальция (т.е. количество разложившегося СаСО3 на 1 см3 поверхности куска в единицу времени) в большой степени зависит от температуры. Чем выше температура обжига, тем больше СаСО3 разложится в единицу времени.
Разложение карбоната кальция не захватывает всю толщу куска, а происходит от поверхности в глубь куска. Границу раздела между слоем образовавшейся извести и неразложенным карбонатом кальция можно различить по внешнему виду и таким образом определить толщину неразложившегося слоя. О скорости разложения СаСО3 судят по времени, затраченному на полный обжиг кусков определённого размера и формы. Так как куски СаСО3 в зависимости от формы (куб, цилиндр, и шар) при одинаковых размерах (высота, диаметр) разлагаются в различные промежутки времени, необходимо для выяснения влияния температуры на скорость разложения применять куски, одинаковые по размерам и форме.
Если величину радиуса шара разделить на время, в течение которого происходила диссоциация, то можно получить среднюю скорость продвижения границы разложения в глубь куска. Такой способ выражения скорости удобен тем, что позволяет приближённо оценить время, необходимое для разложения любого куска СаСО3.
Влияние температуры окружающей среды на скорость продвижения границы в глубь куска показано на графиках (рис.1).
Рис. 1. Зависимость скорости разложения от температуры среды
Кривая 1 характеризует куски мела цилиндрической формы, кривая 2 - куски известняка неправильной формы. Скорость продвижения границы разложения резко повышается с ростом температуры.
Причины образования неактивной извести. При обжиге карбоната кальция образуется некоторое количество неактивной извести, т.е. извести, которая в обычных условиях гашения не реагирует с водой. Неактивная известь при очистке известкового молока попадает в отброс, являющийся потерей, которую, однако, можно значительно уменьшить путём размола и повторного гашения измельченных отбросов.
По результатам химического анализа неактивной извести можно судить о том, что в ней содержится повышенное количество примесей по сравнению с обычной известью. В состав неактивной извести входят продукты, образовавшиеся при взаимодействии СаО с различными веществами при высокой температуре обжига.
Взаимодействие окиси кальция с кремнезёмом.
Кремнезём (SiO2) является постоянным спутником карбонатных пород; он находится в породе в виде отдельных включений или равномерно распределён в ней по всей массе. Содержание SiO2 в известняке и меле, применяемых на содовых заводах, обычно не превышает 3,0 - 3,5%.
Чистый кремнезём плавится при температуре 1713 С. В реакцию с СаО он вступает в твёрдом состоянии уже при 700 - 800 С. Реакция взаимодействия протекает тем быстрее и полнее, чем равномернее распределён SiO2 в известняке и чем выше температура в зоне обжига.
В результате взаимодействия окиси кальция с кремнезёмом образуется главным образом двухкальциевый силикат с температурой плавления 2130С
СаО + SiО2 = 2СаО* SiО2 (3.2.6)
Двухкальциевый силикат существует в нескольких формах; переход из одной формы в другую сопровождается рассыпанием матер?/p>