1、石灰窑的煅烧
1)窑气中CO2含量越高,反应速度越快,生成的原始粒径越小,分布越窄。
CO2含量的提高,主要应从窑的密封性和燃料入手。石灰窑应密闭,加粒采用机械加料,燃料选择焦碳或固定碳含量高于[w(C)>80%]的无烟煤,窑气中CO2含量应能控制在φCO2>31%。
2)石灰的轻过烧。轻烧石灰,白度好、活性大、体积收缩率小、易消化、消化后氢氧化钙悬浮液粒径小。过烧石灰,即石灰石分解出CO2气体后,温度继续升高,煅烧时间延长形成的。过烧石灰硬度大,密谋大,消化速度慢、消化后氢氧化钙的悬浮液粒径大。
2、石灰的消化
1)消化,主要控制水温和灰水比
石灰的消化是个放热反应,故很多厂家为节约成本,采用冷水消化,实际这是不偿失的。根据我们实验和操作经验,石灰消化应采用65~72℃的热水,这样消化反应剧烈,灰乳稠细质均、细腻,且石灰乳产率高,能达到93%。
灰水比应控制在1:4~5(质量比),水量不足石灰消化不完全,水量过多消化体系中温度下降,出现石灰消化速度慢,灰乳粒子粗,分期性不良。
2)石灰乳的质量分数控制
精灰乳的质量分数越高,Ca(OH)2粒子就越多,前期反应速度越快;相反,若精灰乳的质量分数过低,会使碳化反应前期消失,一开始就进入反应期,然而精乳的质量分期也不能过高,过高,液相体积就小,Ca(OH)2固相溶解阻力增大,碳化反应前期也会消失,碳化反应很难达到终点。根据我们反复摸索石灰乳质量的分数控制在14.1%~18.1%,对碳化反应生成的产品粒径最细小。
3、碳化反应的控制
1)严禁晶体留在碳化塔内,很多厂家为控制沉降体积,提高产量,将上一塔碳化好后的料留1m或2m,在第二塔反应时再共同参与反应(俗称“留浆”),留浆在碳化反应中危害是很大的。因为在碳化反应起始阶段若有晶种存在,结晶应会以溶液中已有的晶种作为晶核进一步结晶,最终形成粒径较大的晶体,留浆越多产生的大颗粒晶体就越多,使最终产品发布就不均匀。
2)石灰乳的碳化是多相反应过程,除受温度、压力、质量分数影响外,与相界面及固体的表面状况相关。过程受制于化学反应与扩散速度,欲得均匀微细而晶形完整的结晶,必须控制晶体的形成速度及晶体的生成条件,碳化前期,为保证溶液中离子的过饱和状态,以期大量晶粒的形成,就必须向塔内送入大的窑气量,加快碳化速率,提高化学反应及界面扩散速度,窑气中大量未被作用的气体,在塔内对非均相系剧烈的冲击搅动,既加快了各相界面作用过程,又减少晶簇的生成,有利于微细晶粹的产生。碳化后期,料液温度上升,化学反应与扩散速度均加快,由于高温下,晶体的生长速度快于晶粒的形成速度,为防结晶粒子生长为大结晶,应减少送入窑气量,减慢碳化速率,在缓慢的气速下,将过程进行到终点。已形成的晶粒在一定的温度及较缓的气速搅动下,孕育生成粒子大小适中、有完整晶形的产品。
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