浅析轻钙消化工序自动化装置

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1、WORD文档可编辑浅谈轻钙消化工序实现节能、清洁化生产何凌赢众所周知，石灰与水的反应称为石灰的消化反应。石灰消化时，主要是CaO与H2O的反应生成Ca（OH）2，该反应称CaO的水化反应；MgO与H2O的反应生成Mg（OH）2，该反应称MgO的水化反应。换言之石灰消化主要是CaO和MgO的水化反应。石灰与适量水反应得到的粉末称为消化石灰，该法称为干法消化。石灰与过量水反应得到的悬浮液称为石灰乳，该方法称为湿法消化。关于轻质碳酸钙生产工艺和生产过程，有关专家、学者在煅烧工序、碳化工序、脱水以及烘干工序，对设备装置、节能环保方面文献资料较

2、多。而对于消化工序的自动化装备，节能环保方面的专著不多。笔者从事碳酸钙行业生产多年，在生产实践中，清楚地认识到，消化工序的自动化装备，节能环保，是保证产品质量稳定的关键基础，也是节能环保，实现清洁化生产不可分割的重点环节。在轻质碳酸钙生产工艺的消化工序，要做好节能环保，实现清洁化生产，就先讨论一下石灰的消化原理。一、消化工艺原理1．1从消化反应的热力学论技术资料专业分享WORD文档可编辑石灰消化反应包括CaO、MgO的水化反应，该反应的化学反应为：CaO（s）+H2O（1）＝Ca（OH）2（s）+66.6Kj（4－1）MgO（s）+H

3、2O（1）＝Mg（OH）2（s）+16.87Kj（4－2）CaO的水化反应是一个强放热反应，1kg纯CaO水化时放出的热量足以将2.8kg的水从0oC加热到100oC，热量损失尚且不算。MgO的水化反应也是较强放热反应其摩尔放热量为CaO放热量的25.23%。由于石灰消化时会产生蒸汽，因此石灰的水化反应是一个气、液、固三相可逆放热反应。MgO的水化反应速度比CaO的水化反应速度慢，当有CO2存在时MgO的水化速度大大提高。CaO有关反应平衡常数如下：KP=1/PH2O式中KP—CaO水化反应平衡常数；PH2O—气相中反应达反应平衡时的

4、水蒸气分压。由(4．1)式可知CaO水化反应的平衡常数等于该反应达到化学平衡时水蒸气压力的倒数。由平衡常数是温度的函数，因此在一定温度下，CaO水化反应达到化学平衡时水蒸气的压力为一定值。所以在不同温度下，CaO水化反应达到化学平衡时水蒸气的压力可由热力学数据进行理论计算获得。由于CaO水化反应的逆反应应是Ca（OH）2的分解反应，因此从表4－1可知，Ca（OH）2在0.1MPa下的分解温度为547oC。1．2从消化反应动力学分析技术资料专业分享WORD文档可编辑石灰消化反应动力学以CaO水化反应为主，辅以MgO水化反应机理及动力学，

5、分述如下。CaO湿法水化反应的机理被认为是，CaO先与H2O反应生成Ca2+和2OH-，然后Ca2+和2OH-结晶生成Ca（OH）2。MgO湿法水化反应的机理认为：MgO首先对周围的水进行吸收，进行化学反应形成一个Mg（OH）2表面层，这个表面层并不稳定，很快向周围水中扩散，至溶液饱和后形成沉淀析出，水化过程中MgO的粒径不断缩小，符合缩壳机理。翟学良等对多种MgO水化反应的研究认为该反应为化学反应控制机理，而不是Mg（OH）2的扩散控制。其水化反应动力学符合简单的级数反应：1n(—a)=kt式中a—MgO的水化率；k—水化反应速率常

6、数；t—水化时间。MgO的水化率与水化方式有关，即“干法”与“湿法”水化时，同一活性MgO的来源有关，同煅烧温度关系最密切，同一原料，煅烧温度低，活性高，否则相反；MgO水化速率同其活性成正比，MgO活性越高，水化速率越快。根据Benson关于化学反应与扩散控速的活化能判据：E扩散<25kJ/mol

7、与水的接触面积大。轻烧与过烧石灰的石灰乳产率：950℃下烧制石灰的石灰乳产率是否200℃下的1.73倍。水与轻烧石灰反应时，由于石灰表面积大、气孔率高，Ca2+和2OH-浓度急剧升高，过饱和度也相应加剧，结晶时晶核形成的速度快，而晶体增长的速度慢；由于Ca(OH)2生成，反应温度升高，MgO水化速率增加，从而生成粒度细、分散性好的石灰乳；水与过烧石灰反应时，由于石灰表面积小、气孔率低，Ca2+和2OH-浓度增加缓和，过饱和度很小，结晶时晶核形成的速度慢，而晶体增长的速度快，MgO水化速率变慢，从而生成粒度粗、分散性差的石灰乳。综上所述

8、，石灰的煅烧度应为轻烧。要获得轻烧石灰，煅烧温度要低、煅烧时间要短，使石灰维持微生烧。（2）石灰的粒度：石灰的粒度越小，其比表面越大，消化时就越快、越完全，所以将石灰破碎后消化，可以提高石灰的消化速度，从而得到粒度细、分