纯碱生产教案2

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1、教案首页学科无机化学工艺第六章氨减法生产纯碱第二节石灰石的煅烧及石灰乳的制备审批签字授课时数2授课方法讲授授课工具授课时间授课班级化工工艺1122中教学目的掌握煅烧和制乳原理、条件及工艺控制教学重点和难点重点：基本原理和工艺条件难点：工艺条件控制复习提问简述氨减法生产纯碱的基本过程教学内容、方法和过程附记引课：石灰石煅烧；盐水制备；氨盐水制备及碳酸化；重碱的分离及煅烧；氨回收。这节课我们学习第一个工序-石灰石的煅烧及石灰乳的制备。第二节石灰石的煅烧及石灰乳的制备一、石灰石煅烧的基本原理作用：产物二氧化碳用于氨盐水碳化；生石灰消化后回收氨。（一）反应的化学平衡与理论分解温

2、度的确定1.煅烧反应CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(l)体积增大的吸热可逆反应；自由度＝独立组分数-相数+2＝1温度和平衡压力一个确定，另一个随之而定。教学内容、方法和过程附记2.理论分解温度CO2分压为0.1MPa时的最低分解温度；理论上为1180℃。（二）窑气中CO2浓度的计算CO2的来源：①碳酸钙和少量碳酸镁分解②煤炭燃烧。配焦率F:100kg石灰石所配燃料煤质量，百分数二、石灰窑的工艺控制指标及操作控制要点石灰窑的形式很多，目前采用最多的是连续操作的竖窑。石灰窑(竖窑)的结构如图。石灰石和固体燃料由窑顶装入，在窑内自上而下运动，经过预热、锻烧和冷却三个区

3、。（一）石灰窑的工艺控制指标石灰窑的工艺控制指标主要有生产能力、生产强度、碳酸钙分解率、热效率。1.石灰窑的生产能力即石灰窑每天煅烧石灰石的质量，以Q表示。Q=2Br/Zt/d式中B——石灰石的有效容积，m3；r——石灰石的堆积密度，t/m3；Z——石灰石在窑内的停留时间，h。2.石灰石的生产强度通常以石灰窑的单位截面积上每天生产石灰的质量表示。W=（每日投入石灰石的质量*A）∕窑的横截面积教学内容、方法和过程附记式中A为石灰石的生成率，即每千克石灰石煅烧得到石灰的质量3.碳酸钙分解率窑内碳酸钙分解为氧化钙的百分数。Φ=【（a∕56）∕(a∕56+b∕100)】×100

4、%式中a—每100千克生石灰中含氧化钙的千克数；b—每100千克生石灰中含碳酸钙的千克数。通常，石灰窑内碳酸钙的分解率在94%—96%之间（二）石灰窑操作控制要点1.控制要点：保持窑内温度的分布正常与稳定，同时为了避免空气进入，冲稀CO2气体的浓度，分解压力取微正压即可。为了获得好的石灰质量，要求石灰石块的大小均匀，其块径在110～180mm之间，过小则使其通风不良，过大则不宜烧透。此外，生产中还应注意燃料配比和均匀；空气进量与窑内情况配合；所产窑气及时排出；烧好的石灰随时取出，以保持窑温的稳定。2.窑气成分:石灰窑正常生产时，从窑顶排出的窑气成分一般为40%～42%C

5、O2，0.2%～0.3%O2，0.1%～0.3%CO，其余为N2，温度约为85～95℃。窑气中还含有一定数量的固体粉尘，因此气体出窑之后经过洗涤塔洗尘降温，再入压缩机压缩后送碳化工序。三、石灰乳制备的原理及工艺条件优化（一）石灰乳制备的原理1.消化反应CaO(s)+H2O=Ca(OH)2(s)放热，体积膨胀的反应。教学内容、方法和过程附记2.四种产品（根据加入水的量）消石灰，细粉末；石灰膏，稠厚；石灰乳，悬浮液，氨回收需要；石灰水，溶液。（二）工艺条件优化氢氧化钙在水中溶解度很低，且随温度升高而降低。石灰的消化速度与石灰石的煅烧时间，石灰所含的杂质，消化用水温度以及石灰

6、颗粒大小等因素有关。石灰乳较稠，对生产有利，但其粘度随稠厚程度升高而增加。太稠则沉降和阻塞管道及设备。一般工业上制取和使用的石灰乳中含活性氧化钙约160～220tt（滴度，1tt=0.05mol/L），相对密度约为1.17～1.27。四、石灰乳制备工艺流程的组织及运行石灰消化系统的工艺流程见图五、小结本次课重点学习了石灰石煅烧及石灰乳制备原理和工艺条件控制。下次课我们将学习氨碱法生产纯碱的第二个工序-精盐水的制备。作业：简述煅烧工艺条件控制。