Обжиг известняка и получение извести
24-05-2017, 09:28
В сахарном производстве для обжига известняка применяют шахтные печи. Такая печь (рис. 26, поз. 1) имеет вертикальную шахту цилиндрической формы высотой 11...18 м. Стенки шахты выложены из огнеупорного кирпича, далее следует теплоизоляционная прослойка из шамотного порошка и строительного кирпича. Снаружи печь обшита стальным кожухом.
Известняк и топливо (антрацит или кокс) подают в печь скиповым подъемником. Смесь известняка и топлива (по весу) загружается в ковш скипового подъемника, который поднимается по направляющим при помощи лебедки и разгружается в загрузочное устройство печи, состоящее из бункера и колокола, закрывающего вход в печь.
В верхней части печи имеются патрубки для отвода образующегося в печи печного (сатурационного) газа.
Выгрузку обожженной извести осуществляют из нижней части печи.
Обычно время пребывания известняка в печи составляет 24 часа, съем извести с 1 м2 сечения печи составляет 6...9т в сутки.
Горение топлива, а следовательно, и разложение известняка в шахтной печи происходят непрерывно даже тогда, когда производится загрузка и выгрузка извести.
При нормальной работе печи получаемые продукты имеют следующие показатели:
Условия обжига известняка. Разложение углекислого кальция при обжиге протекает по реакции:
Из уравнения видно, что для разложения 100 г СаСО3 требуется 178 кДж (42,5 ккал) тепла. Реакция разложения является обратимой, поэтому из печи необходимо отводить СаО (печная известь) и СО2.
Разложение СаСО3 начинается уже при температуре 900°С. Для более быстрого разложения СаСО3 температура обжига должна быть 1000...1200°С.
Продолжительность разложения СаСО3 зависит и от размера кусков известняка. Например, куски размером 50 мм разлагаются за 5 ч, а куски размером 200 мм за 36 ч. Оптимальный размер кусков известняка составляет 80...120 мм.
Для разложения 100 кг СаСО3, согласно реакции разложения, требуется 42500 ккал тепла. Это количество тепла может быть получено при сжигании 6 кг кокса с теплотворной способностью 7000 ккал. На практике расход топлива на обжиг известняка несколько выше.
Кроме СО2, образующегося при разложении СаСО3, в печи этот газ образуется за счет углерода топлива по уравнению:
При недостатке в печи воздуха (кислорода) происходит восстановление СО2 в СО с поглощением тепла по реакции:
Для обеспечения эффективной работы печи особенно важно следить за правильным положением зоны обжига. Если она переместилась вверх, необходимо увеличить количество выгружаемой извести и уменьшить количество загружаемого топлива, если вниз, то наоборот.
Из печной извести и печного газа, выходящих из печи, получают известковое молоко и сатурационный газ. Комплекс, включающий известково-обжигательную печь и получение известкового молока и сатурационного газа, представляет собой известковое отделение (см. рис. 26).
Получение известкового молока. Известковое молоко получают путем гашения печной извести водой в известегасителе. Он представляет собой горизонтальный цилиндрический барабан, вращающийся на роликовых опорах. Внутри барабана по винтовой линии расположены лопатки для перемешивания и перемещения извести. Известь и вода движутся прямоточно от загрузочного отверстия к выгрузочному.
Гашение извести протекает по реакции:
Оптимальная температура гашения 100°С.
Для гашения извести и получения известкового молока требуется примерно пятикратное количество воды по отношению к количеству печной извести. Продолжительность гашения примерно 15 мин.
Плотность известкового молока должна поддерживаться в интервале 1,18...1,20 г/см3. При более высокой плотности известковое молоко теряет текучесть, и его плохо дозировать, при меньшей - в сок вводится лишняя вода.
Известковое молоко (после известегасителя) содержит песок, который вместе с известняком попадает в печную известь, и другие нерастворившиеся примеси (перепал и недопал). Их необходимо удалить из известкового молока.
Отделение песка проводится в пескоотделителе 10 (рис. 26) по принципу отстоя.
Поток суспензии вводится с одной стороны пескоотделителя (со стороны выгрузки отходов), проходит через его емкость, в которой под действием гравитационной силы осаждаются твердые частицы, и выходит с другой стороны аппарата. Осевшие частицы продвигаются транспортным устройством навстречу потоку суспензии и удаляются.
Для более глубокой очистки применяются гидроциклоны (см. рис. 26).
Сатурационный газ и его состав. Сатурационным газом называют печной газ, охлажденный и очищенный от пыли и некоторых растворимых в воде компонентов.
Печной газ, отбираемый из печи, имеет температуру 120...150°С и содержит, кроме 30% СО2, смолистые вещества, оксиды азота, хлориды щелочных металлов и пыль, состоящую из мелких частиц известняка и твердого топлива. Такой газ нельзя подавать в газовые насосы, так как это приведет к их быстрому изнашиванию, а также образованию отложений (соли KCl, NaCl, смолистые вещества и т. д.).
Для очистки и охлаждения печного газа его вначале пропускают через сухую ловушку (циклон) для отделения частиц пыли, а затем через газопромыватель, в который подается вода и где он окончательно очищается и охлаждается до температуры примерно 30°С.
Известково-газовое отделение сахарного завода должно работать со следующими технико-экономическими показателями:
Известняк и топливо (антрацит или кокс) подают в печь скиповым подъемником. Смесь известняка и топлива (по весу) загружается в ковш скипового подъемника, который поднимается по направляющим при помощи лебедки и разгружается в загрузочное устройство печи, состоящее из бункера и колокола, закрывающего вход в печь.
В верхней части печи имеются патрубки для отвода образующегося в печи печного (сатурационного) газа.
Выгрузку обожженной извести осуществляют из нижней части печи.
Обычно время пребывания известняка в печи составляет 24 часа, съем извести с 1 м2 сечения печи составляет 6...9т в сутки.
Горение топлива, а следовательно, и разложение известняка в шахтной печи происходят непрерывно даже тогда, когда производится загрузка и выгрузка извести.
При нормальной работе печи получаемые продукты имеют следующие показатели:
Условия обжига известняка. Разложение углекислого кальция при обжиге протекает по реакции:
Из уравнения видно, что для разложения 100 г СаСО3 требуется 178 кДж (42,5 ккал) тепла. Реакция разложения является обратимой, поэтому из печи необходимо отводить СаО (печная известь) и СО2.
Разложение СаСО3 начинается уже при температуре 900°С. Для более быстрого разложения СаСО3 температура обжига должна быть 1000...1200°С.
Продолжительность разложения СаСО3 зависит и от размера кусков известняка. Например, куски размером 50 мм разлагаются за 5 ч, а куски размером 200 мм за 36 ч. Оптимальный размер кусков известняка составляет 80...120 мм.
Для разложения 100 кг СаСО3, согласно реакции разложения, требуется 42500 ккал тепла. Это количество тепла может быть получено при сжигании 6 кг кокса с теплотворной способностью 7000 ккал. На практике расход топлива на обжиг известняка несколько выше.
Кроме СО2, образующегося при разложении СаСО3, в печи этот газ образуется за счет углерода топлива по уравнению:
При недостатке в печи воздуха (кислорода) происходит восстановление СО2 в СО с поглощением тепла по реакции:
Для обеспечения эффективной работы печи особенно важно следить за правильным положением зоны обжига. Если она переместилась вверх, необходимо увеличить количество выгружаемой извести и уменьшить количество загружаемого топлива, если вниз, то наоборот.
Из печной извести и печного газа, выходящих из печи, получают известковое молоко и сатурационный газ. Комплекс, включающий известково-обжигательную печь и получение известкового молока и сатурационного газа, представляет собой известковое отделение (см. рис. 26).
Получение известкового молока. Известковое молоко получают путем гашения печной извести водой в известегасителе. Он представляет собой горизонтальный цилиндрический барабан, вращающийся на роликовых опорах. Внутри барабана по винтовой линии расположены лопатки для перемешивания и перемещения извести. Известь и вода движутся прямоточно от загрузочного отверстия к выгрузочному.
Гашение извести протекает по реакции:
Оптимальная температура гашения 100°С.
Для гашения извести и получения известкового молока требуется примерно пятикратное количество воды по отношению к количеству печной извести. Продолжительность гашения примерно 15 мин.
Плотность известкового молока должна поддерживаться в интервале 1,18...1,20 г/см3. При более высокой плотности известковое молоко теряет текучесть, и его плохо дозировать, при меньшей - в сок вводится лишняя вода.
Известковое молоко (после известегасителя) содержит песок, который вместе с известняком попадает в печную известь, и другие нерастворившиеся примеси (перепал и недопал). Их необходимо удалить из известкового молока.
Отделение песка проводится в пескоотделителе 10 (рис. 26) по принципу отстоя.
Поток суспензии вводится с одной стороны пескоотделителя (со стороны выгрузки отходов), проходит через его емкость, в которой под действием гравитационной силы осаждаются твердые частицы, и выходит с другой стороны аппарата. Осевшие частицы продвигаются транспортным устройством навстречу потоку суспензии и удаляются.
Для более глубокой очистки применяются гидроциклоны (см. рис. 26).
Сатурационный газ и его состав. Сатурационным газом называют печной газ, охлажденный и очищенный от пыли и некоторых растворимых в воде компонентов.
Печной газ, отбираемый из печи, имеет температуру 120...150°С и содержит, кроме 30% СО2, смолистые вещества, оксиды азота, хлориды щелочных металлов и пыль, состоящую из мелких частиц известняка и твердого топлива. Такой газ нельзя подавать в газовые насосы, так как это приведет к их быстрому изнашиванию, а также образованию отложений (соли KCl, NaCl, смолистые вещества и т. д.).
Для очистки и охлаждения печного газа его вначале пропускают через сухую ловушку (циклон) для отделения частиц пыли, а затем через газопромыватель, в который подается вода и где он окончательно очищается и охлаждается до температуры примерно 30°С.
Известково-газовое отделение сахарного завода должно работать со следующими технико-экономическими показателями: