ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория процесса из "Производство кальцинированной соды" Обжиг природных карбонатов кальция (известняк, мел) является весьма ответственной операцией в производстве соды. [c.41] Реакция эта эндотермическая, т. е. при разложении 1 г-мол СаСОз поглощается 42,5 ккал тепла. Кроме того, эта реакция обратима, а потому для протекания ее слева направо необходимы определенные условия температуры и давления. [c.41] Разложение СаСОд при атмосферном давлении может идти с заметной скоростью только тогда, когда температура достигает 898°. При более низких температурах значительные выходы СаО и СО2 достигаются только при достаточном разрежении. [c.41] В шахтной пересыпной печи условия горения топлива отличны от условий его горения в слое на колосниковой решетке, так как куски топлива перемешаны с кусками известняка или мела, а тепло, выделяющееся при горении, затрачивается на диссоциацию СаСОд. [c.42] Зона горения в шахтной печи не совпадает с зоной обжига. На основе теплового баланса нетрудно подсчитать, что раскаленная известь, опускающаяся из зоны обжига, может нагреть воздух только до температуры 500—600°, при которой не происходит разложения a Og. Для достижения температуры 850—900, требуемой для разложения СаСОд, воздух должен быть дополнительно подогрет за счет тепла сгорания топлива. Поэтому зона обжига всегда начинается выше начала зоны горения. Верхняя же граница обеих зон одна и та же, так как там, где заканчивается горение топлива, не может протекать разложение СаСО. , идущее с поглощением тепла. [c.43] Наивысшая температура печи развивается в пределах первой половины зоны горения, где тепло горения не расходуется еще на разложение СаСОд, и поэтому происходит быстрое повышение температуры газообразных продуктов, образующихся при горении топлива. Максимум температуры совпадает с началом зоны обжига- Как только начинается процесс разложения СаСОд, требующий большой затраты тепла, температура начинает быстро понижаться, так как расход тепла на разложение СаСОд значительно превышает его приход от сгорания топлива. [c.43] На рис. 10 показано распределение зон по высоте известковообжигательной печи, а также изменение температуры и содержания СО, СОз и Оа по этим зонам. [c.43] Содержание кислорода остается неизменным в зоне охлаждения и резко падает в зоне горения. Незначительное количество кислорода (0,5—1,0%) всегда остается в дымовых газах. [c.43] СОз в газе образуется при горении топлива (отдельно изображено пунктирной линией) и при разложении СаСОд. В конце зоны обжига суммарное содержание СОз в газе достигает 35—36 о при обжиге мела и 40%—при обжиге известняка. [c.43] Содержание СО несколько повышается в зоне обжига, а в конце этой зоны понижается до незначительной величины. [c.43] Большое влияние на процесс обжига известняка оказывает соотношение размеров кусков карбоната и кокса. Чем меньше разница в величине кусков (чем равномернее шихта), тем лучше протекает обжиг, тем больше содержание СаО в извести и выше концентрация СО., в газе. Это положение иллюстрируется данными опытов на модельной установке (табл. 1). [c.44] Те же опыты показали, что при увеличении соотношения размеров кусков резко увеличивается ширина зоны горения. Если при соотношении 1 1 зона горения соответствует в среднем 60 диаметрам кусков топлива, то при соотношении 3 1 она увеличивается до 150 диаметров, т. е. больше чем вдвое. Замечено также, что мелкие куски топлива проскакивают среди крупных кусков шихты и опускаются вниз, не сгорая полностью. При этом значительно увеличивается недожог топлива, т. е. увеличивается его расход. [c.44] На содовых заводах принято измельчать карбонатное сырье до кусков величиной 40—120 мм, следовательно, кокс должен быть раздроблен до кусков величиной 30—80 мм. [c.44] При повышенном содержании в сырье примесей кремнекисло-ты, глины и др. (допускается содержание SiOj менее 6%, AlaOg-j-Ч-РегОз—менее 1,5%) нормальная работа печи нарушается, а качество получаемой извести ухудшается, так как образующиеся силикаты, ферриты и алюминаты кальция покрывают тонкой пленкой куски извести, уменьшая ее активность. Такая известь медленно гасится, что вызывает повышенные потери СаО при гашении. [c.45] На рис. 11 показана зависимость скорости разложения СаСО от величины кусков известняка при разных температурах. Для полного разложения кусков известняка (например, размером 12 см) при температуре 1100° требуется 4,5 часа, при 1000°—уже 9 час., а при 900°—18 час. [c.46] Качество получаемой извести зависит также от равномерности измельчения карбонатного сырья. [c.46] Очень важно при обжиге СаСОд загружать в печь куски СаСОд равномерной величины, избегая как мелких, так и крупных фракций. Мелкие куски СаСОд, требующие для обжига меньше времени, могут при длительном обжиге давать так называемый перепал или намертво обожженную, медленно гасящуюся известь, в то время как крупные куски будут давать не-допал , т. е. плохо обожженную известь. [c.46] Кроме того, мелкие куски СаСОд быстрее разлагаются до СаО. Оставаясь длительное время в зоне обжига (пока не пройдет обжиг более крупных кусков, составляющих главную массу шихты), они нагреваются до более высокой температуры и начинают интенсивно реагировать с шамотной футеровкой и с имеющимися в шихте примесями SiOj, AI2O3, F gOg, вызывая образование козлов . Вот почему содержание мелких фракций известняка величиной от О до 40 мм весьма вредно и не должно превышать 3—5%. Этим объясняется необходимость обязательного грохочения измельченного известняка перед поступлением его в печь. [c.46] Вернуться к основной статье