轻质碳酸钙的设计方案

《轻质碳酸钙的设计方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、广西科技大学化工原理综合实验轻质碳酸钙的过滤和干燥实验化工10*班***组员：*********一、实验目的1.对轻质碳酸钙有一定的认识2.了解轻质碳酸钙的工业制备方法3.熟悉板框过滤机的结构和操作方法4.了解洞道式干燥装置的基本结构、工艺流程和操作方法5.学习测定物料在恒定干燥条件下干燥特性的实验方法二、实验原理1.轻质碳酸钙（CaCO3）：一种重要的无机粉体材料。具有价格低、原料广、无毒无害等优点，被广泛应用于塑料、橡胶、造纸、涂料、油墨、化妆品等行业作为填料，起到增加体积、降低成本的作用。研究表明，不同晶型、不同粒度碳酸钙具有不同性质，纳米级超细

2、碳酸钙由于具有较大比表面，因而具有较好的补强特性。轻质碳酸钙的生产方法有多种，有碳化法、纯碱(Na2CO3)氯化钙法、苛化碱法、联钙法、苏尔维(Solvay)法。本实验采用碳化法，以生石灰CaO为原料，经消化、碳化、过滤、干燥、粉碎而成，涉及的主要反应有：用水消化氧化钙生成石灰乳：CaO+H2O=Ca(OH)2用二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀和水：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O2.板式过滤的原理：过滤是利用能让液体通过而截留固体颗粒的多孔介质（滤布和滤渣），使悬浮液中固体、液体得到分离的单元操作。过滤操作本质上是流体通过固体颗粒床层的流

3、动，所不同的是，该固体颗粒床层的厚度随着过滤过程的进行不断增加。过滤操作分为恒压过滤和恒速过滤。当恒压操作时，过滤介质两侧的压差维持不变，单位时间通过过滤介质的滤液量不断下降；当恒速操作时，即保持过滤速度不变。恒压过滤方程(1)式中：q——单位过滤面积获得的滤液体积(m3/m2)；V——滤液体积(m3)A——过滤面积(m2)；第20页，总共13页-广西科技大学化工原理综合实验——单位过滤面积上的虚拟滤液体积(m3/m2)——实际过滤时间(s)；K——过滤常数(m2/s)由式(1)得：(2)式(2)表明，恒压过滤时与q之间为线性关系。实验中记录下不同过滤

4、时间θ内的单位面积滤液量q，将θ/q对q作图，可得一直线，其斜率为1/K，而截距为。3.洞道式干燥的原理：干燥是利用热量去湿的一种方法，它不仅涉及到气、固两相间的传热与传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。由于物料的含水性质和物料形状的差异，水分传递速率的大小差别很大，概括起来，它受到物料及其含水性质，干燥介质的性质、流速，干燥介质与湿物料接触方式等各种因素的影响。按干燥过程中空气状态参数是否变化，可将干燥过程分为恒定干燥条件操作和非恒定干燥条件操作两大类。本次实验采用恒定干燥条件操作。干燥速率的定义为单位干燥面积(提供湿分

5、汽化的面积)、单位时间内所除去的湿分质量。即：（3）式中：U——干燥速率，又称干燥通量，kg/(m2s)；A——干燥表面积，m2；W——汽化的湿分量，kg；τ——干燥时间，s；GC——绝干物料的质量，kg；X——物料湿含量，kg湿分/kg干物料，负号表示X随干燥时间的增加而减少。干燥速率的测定方法：将湿物料试样置于恒定空气流中进行干燥实验，随着干燥时间的延长，水分不断汽化，湿物料质量减少。若记录物料不同时间下质量G，直到物料质量不变为止，也就是物料在该条件下达到干燥极限为止，此时留在物料中的水分就是平衡水分X*。再将物料烘干后称重得到绝干物料重GC，则

6、物料中瞬间含水率X为：（4）计算出每一时刻的瞬间含水率X，然后将X对干燥时间τ作图，即为干燥曲线。由已测得的干燥曲线求出不同X下的斜率，再由式（3）计算得到干燥速率U，将U对X作图，就是干燥速率曲线。第20页，总共13页-广西科技大学化工原理综合实验三、实验仪器和药品药品：CO2、生石灰、1.0%酚酞酒精指示剂、冰块、仪器：消化池、泵、碳化塔、三级筛、旋液分离器、板框过滤机、洞道干燥机、温度计实验装置：1、板式过滤器的板框结构图：图1板框结构图2、板式过滤器结构图：图2过滤结构图3、洞道式干燥器结构图：第20页，总共13页-广西科技大学化工原理综合实验

7、图3干燥结构图1.中压风机；2.孔板流量计；3.空气进口温度计；4.重量传感器；5.被干燥物料；6.加热器；7.干球温度计；8.湿球温度计；9.洞道干燥器；10.废气排出阀；11.废气循环阀；12.新鲜空气进气阀；13.干球温度显示控制仪表；14.湿球温度显示仪表；15.进口温度显示仪表；16.流量压差显示仪表；17.重量显示仪表；18.压力变送器四、实验步骤1.生石灰消化：称取一定量的生石灰放入消化池中，按照H2O:CaO(质量比)为5:1的比例用80℃左右的热水在消化池进行消化，搅拌至消化基本完全时，静置冷却60min，再搅拌10min后就可以放出

8、石灰乳。2.石灰乳的精制：用冷水将粗灰乳的浓度调和到约13Bé后，用泵将粗灰乳送入三级筛过筛，