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氢氧化钙设备生产流程

来源:康顺环保

一、氢氧化钙的基本知识
二、氧化钙干法消化成氢氧化钙
三、影响氧化钙干法消化成氢氧化钙的因素
四、干法消化生成氢氧化钙的常见操作要点
 
氢氧化钙的基本知识
 
1、氢氧化钙的概念
氢氧化钙是一种白色粉末状固体。由氧化钙加水消解而成。化学式Ca(OH)2,俗称熟石灰,消石灰,和澄清石灰水溶液。本品为白色粉末状固体,微溶于水。氢氧化钙具有碱的通性,是一种强碱。氢气化钙属二元强碱,在水中微溶。氢气氧化钙在工业上应用广泛。
氢氧化钙的生产和消化有两种方法:湿法和干法。研究了干法生产氢氧化钙的消化过程。
氧化钙和水的消化越彻底,氢氧化钙的转化率越高。这是因为氧化钙遇水后吸收水分,形成中间体氢氧化钙(Cao2h2o),然后发生转化反应(Cao2h2o→Ca(OH)2)形成氢氧化钙。水分子与氧化钙晶体的水合反应会产生一定的体积膨胀和增大,这是因为反应产物的传递速度低于石灰与水混合后的水合反应速度。当氧化钙转化为氢氧化钙粉末时,其表观体积增大。
 
2、常用的概念和参数
(1),石灰石含有98%的碳酸钙。
——以原料表示。
-表示原料的纯度为98%,其余2%杂质含量。
(2)以52%氧化钙来表示
——以最终产物来表示。
-表明该原料锻烧后的产品产量。即1公斤这种石灰石经过充分锻烧,可获得0.52公斤石灰CaO。
-52%的氧化钙可以是总钙或可利用的钙。实际看煅烧程度。
——石灰中氧化钙含量,如含量91%,就是说一吨石灰中有0.91吨是氧化钙,0.09吨是杂质。
(3)有效氧化钙
-氧化钙可以有效地转化为氢氧化钙的氧化钙。生烧后的部分在消化过程中不能转化为氢氧化钙,仍以碳酸钙的形式存在。
——石灰含氧化钙是92%,有效氧化钙是90%。那么说明理论上转化成氢氧化钙的是90%。
 
3、生产计算氢氧化钙
氧化钙生产氢氧化钙的反应式:
例如,1吨石灰氧化钙含量为91%,石灰有效氧化钙含量为90%,这种石灰0.5吨能生产多少吨氢氧化钙(理论值)?
解:
(1)计算0.5吨石灰中含有多少有效氧化钙
0.5吨×90%(有效氧化钙)=0.45吨
(2)计算转化氢氧化钙
有效氧化钙含量为0.5吨的石灰,可生产0.5946吨氢氧化钙。
 
氧化钙干法消化成氢氧化钙
 
1、计算理论消化用水
算出每吨石灰中氧化钙的含量为91%,石灰中有效氧化钙的含量为90%,这样的0.5吨石灰需要多少吨水(理论值)?
解:
(1)计算0.5吨石灰所含有效氧化钙的含量。
0.5吨×90%(有效氧化钙)=0.45吨
(2)计算需要用水
每0.5吨石灰含有效氧化钙90%,需要0.1446吨水才能完全消化。
 
2、干法消化
(一)消化
当前,干消化一般是通过消化器来实现的,它是由单级螺旋和多级螺旋组成一个密封的容器。经螺旋式一段进料,中间段以水的比例反应消化。
 
(1)进给端,是石灰颗粒进入螺旋体的部分。长度约为1米到1.5米。
(2)加水混合段,即水与石灰颗粒表面接触的部分。长度约是2到3米。
(3)消化反应段,这段长度越长效果越好,容积越大反应时间越充分,消化效果越好。
(二)配套设施
一般采用脉冲式除尘器,在石灰消化转化成氢氧化钙的过程中,会产生大量的蒸汽夹带粉尘。可以使用耐水、耐温、耐油三防滤袋。
二、加水装置,分为手动控制和自动智能控制。
(3)自动控制包括供水比例自动控制、温度显示、电流与消化反应关系等。
3、干法消化形成
石灰氧化钙进入螺旋后,与水(热水)混合,使各石灰氧化钙粒子的表面与水充分接触。在石灰与水接触的初期,氧化钙与水反应释放热量,在水接触时,至热量散开。水与石灰颗粒在螺旋力作用下迅速混合,发生水热反应,加速氧化钙向氢氧化钙的转化。氧化钙和水的升温非常快,短则几秒,长则几十秒,当温度上升到100度以上,颗粒变成粉末,夹带颗粒处于沸腾状态。在螺旋输送和翻滚的作用下,氧化钙逐渐转化为氢氧化钙。
 
影响氧化钙干法消化成氢氧化钙的因素
 
1、石灰颗粒大小
石灰颗粒越小越好,颗粒小,比表面积大。并且与水的接触面积大,可以加快反应速度,与温度和粉碎相互作用。根据测试数据,10毫米内的微粒温度在65秒内上升到100℃。
 
2、水热反应用水源
氧化钙转化为氢氧化钙主要利用水源,利用50℃热水试验数据,在60秒内升温至110℃。
 
3、加水量与石灰比例
在本文的前一部分,有计算理论用水量的例子。实际生产中,用水量大于理论计算。一是水分蒸发,二是水分正常损耗,三是有效吸水率。水和灰分一般为35—60%:灰分(重量比)。根据HG/T4120-2009标准,90级氢氧化钙含水率不允许超过2%,95级氢氧化钙为1%,96级氢氧化钙为0.6%。
 
4、加水的适宜时机
加水的最佳时机应利用石灰粒子和水没有转化反应,迅速分布水分,均匀地复盖石灰粒子。当石灰颗粒与水反应粉化时,石灰表面温度已达到100度以上。这个时候,再加水是没有效果。当水达到物料温度100℃以上时,立即转化为蒸汽排出。
 
5、搅拌速度
搅拌速度在加水段务必要低速,最好是在10r/min以下。
 
6、物料停留时间
停留时间越长越好。氧化钙含量在90%以上。水灰比适当时,消化停留时间为90分钟,细度200目以下的比例应控制在80%-90%。在150min以下的消化停留时间不应少于200目,比例应在90%至95%,甚至96以上。
 
7、反应温度
反应温度越高越好,温度高螺旋阻力小。物料呈沸腾状态。氧化钙粉化更均匀,转化成氢氧化钙比例更高,细度更好。
 
 
干法消化生成氢氧化钙的常见操作要点
1、消化时的空载与负载电流区别
混合轴在空载时应为额定电动机电流的30—40%,负载运行电流不得超过60%。低负荷电流表明石灰消解状态良好,沸腾阻力小。所以电流低。
电流超过额定电流60%可能有以下原因:
加水比例过高或过低,不是石灰要求的加水比例。
石灰中生烧比例过高,消化前的破碎料过大。
加料比例过多。
加水时间不要太早。在消化器螺旋加水段填充石灰粒子后再加水。
有太多的颗粒,如上次启动留下的生石灰或消化螺杆中的生石灰。
 
2、消化时温度高低区别
(1)温度高,该批次石灰品质高,加水比例适宜。加水比例过高或过低温度都不是最高的。
(2)温度最高时,相对螺旋运行电流最低。
  (3)温度最高时,消化氢氧化钙的产品水分在标准范围内。
 
3、通过消化螺旋运行电流和温度判断消化转化氢氧化钙的技巧
(1)一级消化,供给量从最大生产的50%开始。一般螺杆负荷为电机额定电流的50%左右,进入加水段。加水后,额定电流保持在50%的范围内。随着石灰和水的逐渐反应,石灰粒子开始粉化,温度上升到100度,反应段处于沸腾状态。加料最大量不能超过额定电流的70%。
石灰添加量为设定容量的50%,电流超过50%,说明加水比例过大,应降低加水比例。
当温度上升到最高点时,灰水比最好。水的比例小,温度也不是最高的。
 
(2)一级消化运行电流的空载和负荷的差异约为10-15%。空载和石灰颗粒进入螺旋时变化不大。加水后,电流瞬间上升。当石灰颗粒的反应粉化温度升至100℃时,电流接近空载电流值。然后,逐步石灰颗粒加至生产设定值,额定电流上升到额定电流的60%—70%。
 
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