ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические основы процесса обжига карбонатного сырья из "Технология соды" Брицке, А. Ф. Капустинский. Термические константы неорганических веществ. М.—Л., изд. АН СССР, 1949 — и отнесены к 1 моль вещества. [c.19] В соответствии с уравнением при нижнем пределе температуры в зоне обжига, равном 900 °С, тепловой эффект реакции разложения СаСОд АЯц7з = —163,9 кДж (—39,216 ккал) и при верхнем пределе, равном 1200 °С, АЯ1473 = —153,5 кДж (—36,67 ккал). В среднем тепловой эффект в зоне обжига можно принять равным —158,7 кДж (—37,94 ккал). [c.20] Равновесное парциальное давление СО 2 (рсоЛ в данной системе, согласно правилу фаз, определяется одной независимой переменной — температурой, так как эта система, имея три фазы и два независимых кЬмпонента, моновариантна. [c.20] Зависимость равновесного парциального давления СО 2 от температуры для данной системы [19] приведена в табл. 3. [c.20] Строго говоря, величина рсог может зависеть не только от темпе-ратуры, но и от степени дисперсности кристаллов СаО и СаСОд. [c.21] В связи с этим температура разложения природных карбонатои при одинаковом давлении СО 2 может быть различна. Так, температура разложения мела при рсо1 = 1 кгс/см ниже температуры разложения мрамора почти на 30 °С [20]. [c.21] Процесс разложения СаСОд, очевидно, может протекать только в том случае, если равновесное давление СОг данных условиях будет превышать давление двуокиси углерода в газовой фазе. В известково-обжигательной печи в процессе обжига максимальное парциальное давление СОг в печном газе достигает 300 мм рт. ст. Из данных табл. 3 видно, что при таком давлении СОг разложение СаСОд начинается только при температуре около 840 °С. Однако эта начальная температура разложения практически относится лишь к поверхностным слоям кусков известняка (или мела), откуда выделяющаяся двуокись углерода может уноситься потоком газов, омывающих куски. По мере продвижения границы разложения в глубь куска удаление СОг из его внутренних частей затрудняется и практически для его полного разложения необходимо иметь давление СОг над поверхностью неразложенной внутренней части куска, равное примерно 1 атм. Тогда температуру, необходимую для разложения внутренней части кусков мела или известняка, практически следует увеличить до 900 °С. Таким образом, в зоне обжига известково-обжигательной печи нижний предел температуры. равен 900 °С. Эту температуру можно принять как минимальную на входе и выходе шихты из зоны обжига. [c.21] Для производственных условий большое значение имеет скорость разложения карбоната кальция, влияющая на продолжительность обжига, а следовательно, и на производительность печи. [c.21] Продолжительность полного обжига куска, очевидно, будет зависеть от размера куска при прочих одинаковых условиях. Эта зависимость показана на рис. 4. [c.21] От температуры обжига и продолжительности воздействия этой температуры зависит также кристаллическая структура получаемой извести. В мягких условиях, когда температура обжига равна примерно 1150 °С, образуется пористая известь с большой удельной поверхностью и высокой реакционной способностью — активная известь. При более высоких температурах обжига начинает заметно протекать процесс рекристаллизации СаО. При этом возрастает плотность СаО и уменьшается ее удельная поверхность одновременно снижается реакционная способность извести. Чем выше температура обжига и продолжительнее воздействие этой температуры, тем глубже протекает процесс рекристаллизации. Образуется плотная неактивная известь, называемая перекалом или пережогом [20]. В связи с этим температуру в зоне обжига рекомендуется поддерживать не выше 1200 °С. [c.22] Практика показывает, что перекал наблюдается главным образом у мелких кусков, что вытекает из следующих соображений. Разложение СаСОз идет с поглощением тепла, поэтому в процессе обжига температура обжигаемого куска не может достичь температуры окружающих его горячих газов, пока процесс разложения в пем/ полностью не закончится. Разложение мелких кусков заканчивается быстрее, чем крупных. Поэтому мелкие куски раньше нагреваются до температуры окружающей газовой среды и более длительное время подвергаются воздействию этой высокой температуры. [c.23] Перед загрузкой в печь топливо — кокс или антрацит — смешивают с карбонатным сырьем. Таким образом, топливо сгорает среди кусков известняка (или мела), отдавая ему и воздуху, поступающему в печь, тепло горения. Чтобы предотвратить потери тепла от неполноты сгорания топлива, в печь подают избыток воздуха сверх теоретически необходимого. [c.23] Образовавшаяся при неполном сгорании топлива окись углерода, встречаясь при дальнейшем движении в печи с кислородом, при достаточно высокой температуре может с ним реагировать, полностью сгорая до СОг- С другой стороны, двуокись углерода взаимодействует с углеродом топлива при высокой температуре, образуя окись углерода. [c.23] Кроме углерода, в коксе и антраците обычно содержится некоторое количество летучих примесей (углеводородов). Большая часть этих примесей не сгорает и скапливается в верхней зоне печи, где мало кислорода и температура ниже точки их воспламенения. [c.23] Однако для регенерации аммиака из NH4 I окись магния, образующаяся при высоких температурах разложения СаСОд, мало пригодна. При этих температурах получаемая MgO образует перекал, который очень медленно погашается водой. [c.24] Кроме того, образующаяся гидроокись Mg(OH)a значительно (почти в 200 раз при комнатной температуре) хуже растворима, чем Са(0Н)2, и поэтому мало активна. Окись магния способна растворяться в расплаве других соединений, образующихся в известковой печи, понижая температуру образования жидкой фазы. По этой же причине MgO содействует разрушению шамотной футеровки печи. Таким образом, Mg Og в карбонатном сырье следует рассматривать как вредный балласт. [c.24] Вернуться к основной статье