Диссоциация - углекислый кальций
Cтраница 2
Расход топлива на 1 т обжигаемого сырья ( известняк, мел) зависит от его химического состава, главным образом от содержания основного вещества СаСО3, поскольку основная часть тепла в процессе обжига карбонатов расходуется на диссоциацию углекислого кальция. Следовательно, при стабильном составе карбонатного сырья удельный расход топлива должен быть практически постоянным и необходимость его изменения возникает лишь при изменении состава поступающего в печь сырья или топлива. При хорошем качестве известняка нормальный расход топлива ( в пересчете на 7000 ккал / кг) на содовых заводах составляет 73 - 75 кг / т известняка. Расход условного топлива на 1 т 85 % - ной извести составляет 130 - 200 кг в зависимости от влажности исходного сырья. [16]
Полученные количественные определения показали, что при диссоциации углекислого кальция в присутствии углерода топлива до 57 % карбонатной углекислоты переходит в окись углерода. [17]
Этот процесс протекает при температуре 520 - 580 С. При дальнейшем нагревании до температуры 900 С и выше происходит диссоциация углекислого кальция. [18]
При внесении холодной сырьевой смеси непосредственно в зону максимальных температур ( кипящий, взвешенный слойу наблюдается сокращение времени, в течение которого образуется нормальный клинкер. Ускорение процессов взаимодейстзия сырьевых компонентов при резком нагреве шихты ( по данным М. Ф. Чебукова) обусловливается совпадением периодов диссоциации углекислого кальция и разложения глинистых минералов с периодом интенсивного протекания реакций в твердом состоянии. Образующиеся в свободном состоянии мелкие с дефектной структурой кристаллики окислов при посредстве газовой и жидкой фаз, а также в местах контакта весьма интенсивно реагируют друг с другом, приводя к образованию основных клинкерных минералов. При таком обжиге исключается период собирательной р екристаллизации 28 -и СаО, протекающей при обычном режиме медленного обжига и снижающей реакционную способность сырьевых смесей. Установлено, что чем быстрее нагревается сырьевая смесь и до более высокой температуры ( термический удар), тем выше скорость последующего связывания СаО при изотермической выдержке. [19]
Здесь продолжается распад сложных глинистых компонентов и совершается разложение карбонатов с образованием оксидов кальция и магния и углекислого газа. Диссоциация углекислого кальция и углекислого магния протекает при значительном поглощении теплоты. Длина этой зоны - около четверти всей длины печи. [20]
Диссоциация углекислого кальция по приведенному выше уравнению является типичным примером обратимой реакции, которая может идти в том и другом направлении в зависимости от температуры и парциального давления СОа в окружающей среде. Чтобы реакция шла в нужном направлении, уменьшают парциальное давление СО2, удаляя ее из печи, а также повышают температуру обжига по сравнению с теоретически необходимой. В лабораторных условиях диссоциация углекислого кальция протекает примерно при 900 С. [21]
Принято считать, что при давлениях газового компонента ниже упругости диссоциации никакое твердое диссоциирующее вещество получено быть не может. Поясним это на примере. Предположим, что упругость диссоциации углекислого кальция достигает при комнатной температуре 100 мм. [22]
Крепкие кислоты легко разлагают мрамор с выделением углекислого газа. Нагрев мрамора до температуры 110 С не понижает свойств мрамора, так же как и кратковременный нагрев до 250 С. При более высоких температурах начинается диссоциация углекислого кальция и переход его в окись кальция с выделением углекислого газа. [23]
Восстановление сульфата натрия углем идет и при температурах ниже 800, но с относительно малой скоростью. Замечено, что добавка в реакционную смесь извести повышает скорость реакции сульфата с углем при температурах ниже 750 вследствие удаления углекислоты из продуктов реакции в виде твердого углекислого кальция. При температуре выше 750 диссоциация углекислого кальция становится достаточно большой, вследствие чего окись кальция уже не может вызвать понижения парциальной упругости СО2 в газе. [24]
Пустая порода и зола кокса в процессе доменной плавки должны быть расплавлены и отделены от получающегося, вследствие восстановления входящих в руду окислов железа, чугуна. Для этого в шихту вводят так называемые плавни или флюсы. Большей частью ими являются карбонатные породы-известняки или доломиты. В доменной печи сначала происходит диссоциация углекислого кальция. Окись же кальция вступает во взаимодействие с минералами пустой породы, образуя силикаты и алюминаты кальция. Окись магния, получающаяся при диссоциации карбоната магния или доломита, образует силикаты и алюминаты магния. В результате при температуре 1300 - 1500 получается расплавленная масса-шлак, который стекает в низ доменной печи и сосредоточивается вследствие своего значительно меньшего удельного веса над слоем чугуна. [25]
Непосредственно применить теорию обжига во вращающихся печах к обжигу в шахтных печах не представляется возможным вследствие существенного различия условий нагрева материала. В первых материал движется навстречу все более и более высоким температурам, возникающим в пламени форсунок. Вследствие полного разграничения процессов горения топлива и материала горение почти не зависит от большинства реакций, протекающих в сырьевой смеси. В автоматических же шахтных печах зерна топлива ( антрацита или кокса) рассеяны в самой сырьевой смеси, процессы горения и реакции в сырце тесно между собой связаны, все топливо неизбежно омывается карбонатной углекислотой, выделяющейся при диссоциации углекислого кальция. Вместе с обжигаемой массой топливо движется в печи из менее нагретых зон и бедной кислородом газообразной среды в зоны повышающихся температур с газообразной средой, более богатой кислородом. Поэтому физико-химические процессы в обжигаемой смеси уже совершенно невозможно рассматривать раздельно от процессов, происходящих при сгорании безгазового или малогазового топлива. Такая сложность обстановки процесса обжига в автоматических шахтных печах усложняет построение теории обжига в них. [26]
Принято считать, что при давлениях газового компонента ниже упругости диссоциации никакое твердое диссоциирующее вещество получено быть не может. Поясним это на примере. Предположим, что упругость диссоциации углекислого кальция достигает при комнатной температуре 100 мм. Явление диссоциации гидратов газов совершенно аналогично диссоциации углекислого кальция. [27]
 |
Шахтная печь для обжига извести. [28] |
Строительную воздушную известь получают из кальциево-магниевых горных пород, содержащих более 6 % глинистых примесей. Технологический процесс получения извести состоит из добычи известняка в карьерах и его подготовки ( дробления и сортировки) и обжига. После обжига производят помол комовой извести, получая молотую негашеную известь, или гашение комовой извести водой, получая гашеную известь. Основным процессом при производстве извести является обжиг, при котором известняк декарбонизуется и превращается в известь по реакции СаСОз СаО ССЬ. Реакция разложения углекислого кальция обратима и зависит от температуры и парциального давления углекислого газа. Диссоциация углекислого кальция достигает заметной величины при температуре выше 600 С. Теоретически нормальной температурой диссоциации считают 900 С. В заводских условиях температура обжига известняка зависит от плотности известняка, наличия примесей, типа печи и ряда других факторов и составляет обычно 1000 - 1200 С. [29]
Страницы: 1 2