Завод по производству комовой воздушной извести во вращающихся печах

     Режим  работы предприятия приведен в таблице 2.1.

     Таблица 2.1.

     Режим работы предприятия

 

     2.2. Определение производительности завода

     Расчет  производительности осуществляется составлением материального баланса технологического процесса, который состоит из материальных балансов отдельных стадий или операций процесса:

     ∑М_і ^исх   =   ∑М_і^пер  +   ∑М_і^отх

     где  ∑М_і^исх  и ∑М_і^пер  - суммы масс соответственно исходных и  переработанных материалов.

     ∑М_і^отх – сумма масс отходов(потерь). 
 
 
 

                                1%

1%

1%

44%

 

1%

 
 

Схема 1. Технологическая схема производства воздушной комовой извести во вращающих печах с учетом потерь.

 

     

Химико –  технологическая схема состоит из трёх стадий: 

                                    

       

     1- стадия подготовки сырья к  химическим превращениям;  2- химические  превращения;  3- получение и доводка  целевых продуктов. 

       Процесс диссоциации углекислого  кальция (основной части сырья ) – обратимая реакция. Её направление зависит от температуры и парциального давления углекислого газа в среде с диссоциирующимся карбонатом кальция.

       Так как СаО и СаСО₃ не является твёрдыми веществами и их концентрации в единице объёма постоянны , константа диссоциации К_дис=Р_СО2. Следовательно, динамическое равновесие в рассматриваемой системе устанавливается при определённом и постоянном для каждой данной температуры давления Р_СО2 и не зависит ни от количества оксида кальция , ни от количества карбоната кальция , находящихся в системе. Это равновесие давления называют давлением диссоциации или упругостью диссоциации.

       Диссоциация углекислого кальция  возможна только лишь при условии , если давление диссоциации будет больше чем парциальное давление СО₂ в окружающей среде При обычной температуре разложение СаСО₃ невозможно, поскольку давление диссоциации ничтожно. Установлено, что лишь при 600˚С в среде , лишённой СО₂ (в вакууме), начинает диссоциация углекислого кальция , причём она протекает очень медленно. При дальнейшем повышении температуры диссоциация СаСО₃ ускоряется.

       При 880˚С давление (упругость диссоциации)  достигает 0.1 МПа при этой температуре  (её иногда называют тем-рой  разложения) давление двуокиси углерода при диссоциации превосходит атмосферное давление, поэтому разложение карбоната кальция в открытом сосуде протекает интенсивно. Это явление можно сравнить с интенсивным выделением пара из кипящей жидкости.

 

      При тем-ре больше 900˚С повышение её на каждые 100˚С ускоряет декарбонизацию известняка примерно в 30 раз. Практически в печах декарбонизация начинается при тем-ре , на поверхности кусков , 850˚С при содержании СО в отходящих газах около 40-45%.

     Скорость  декарбонизации известняка при обжиге зависит также от размеров обжигаемых кусков и  их физ. свойств.

         Разложение СаСО₃ происходит не сразу во всей массе куска, а начинается с его поверхности и постепенно проникает к внутренним его частям. Скорость движения с зоны диссоциации внутрь куска увеличивается с повышением тем-ры обжига. В частности при 800˚С скорость перемещения зоны диссоциации составляют примерно 2 мм, а при 1100˚С  - 14 мм в час, т.е. идет быстрее.

        Качество воздушной извести исходя  из выше изложенного , будет определяться тем-рой обжига. Так средняя плотность извести полученной при 850-900˚С , достигает 1.4-1.6 г/см³ , а для извести обоженной при 1100-1200˚С она повышается до 1.5-2.5 г/см³ и более (в куске). При обжиге идёт быстрая перестройка тригональной кристаллической решетки кальцита в кубический оксид кальция.

        Декарбонизация известняков при  низких тем-рах (800-850˚С) приводит  к образованию оксида кальция  в виде массы губчатой структура,  сложенной из кристаллов размером  около 0.2-0.3 мкм и пронизанной тончайшими капиллярами диаметром около 8*10^-3.

         Удельная поверхность такой извести,  достигающая порядка 50 м²/г должна бы предопределять высокую реакционную способность продукта при взаимодействии в водой. Однако этого не наблюдается, по-видимому , потому, что проникновение воды через узкие поры в массу оксида кальция затруднено.

        Повышение тем-ры обжига до 900˚С  и особенно до 1000˚С обуславливает  рост кристаллов оксида кальция  до 0.5-2 мкм и значительное уменьшение  удельной поверхности до 4-5 м²/г, что должно бы отрицательно отражаться на реакционной способности продукта. Но одновременное возникновение крупных пор в массе материала создаёт предпосылки к быстрому проникновению в него воды и энергичному их взаимодействию. Наиболее энергичным взаимодействием

 

характеризуется известь полученная обжигом известняка при тем-рах 900˚С. Обжиг при более высоких тем-рах приводит к дальнейшему расту кристаллов оксида кальция до 3,5-10 мкм, уменьшению удельной поверхности, усадки материала и понижению скорости взаимодействия его с водой.

        Некоторые примеси в известняках, особенно железистые, способствуют быстрому росту кристаллов  оксида Са и образованию пережога и при тем-рах около1300˚С. Это вызывает необходимость обжигать сырьё с такими примесями и при более низких тем-рах.

     При использовании материальных расчетов по переделам нужно учитывать возможность брака и производственные потери.

     Расчет  материального баланса технологического процесса рекомендуется вести по формуле:

     В соответствии с режимом работы предприятия  его производительность расчитывается так:

     П_год = 340 000т/год

     - суточная производительность  П_сут^ср = П_год/N

     П_сут^ср = 340 000/365 = 931,51 т/сутки

     - сменная производительность П_см^ср = П_сут^ср/η_см

     П_см^ср = 931,51 /3 = 310,5 т/смену

     - часовая производительность  П_ч^ср = П_см^ср/η_ч

     П_ч^ср = 310,5/8 = 38,81 т/ч

        П_год – заданная плановая производительность завода

         N – число рабочих дней в году

         η_см – количество смен в сутки

        η_ч – продолжительность смены (год.) 

     Производительность  каждого передела необходимо рассчитывать в порядке, обратном технологическому потоку, применяв за исходную величину заданное количество готовой продукции, поступившей на склад предприятия. Расчеты производительности необходимо свести в табл.

     

     

     Расчет  производительности завода