30萬ta輕質(zhì)碳酸鈣工藝設(shè)計(jì)與碳化塔選型畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-19 12:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 粒度越小，沉降體積越大；溫度降低可提高的溶解系數(shù)和的溶度積常數(shù)，從而提高了和濃度以及液相的過飽和度。當(dāng)過飽和度較高時(shí)，的晶核形成速度大于其晶體生長(zhǎng)速度，晶體的粒度較小，有利于提高產(chǎn)品碳酸鈣的沉降體積；反之，則不利于提高產(chǎn)品碳酸鈣的沉降體積。從熱力學(xué)角度看，的碳化反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，當(dāng)提高窯氣總壓，平衡向右移動(dòng)，有利于提高碳化的速度；從動(dòng)力學(xué)角度來看，提高窯氣總壓，可以提高窯氣中的分壓，分壓越高，的氣相擴(kuò)散速度越快，所以窯氣總壓越高對(duì)碳化反應(yīng)越有利。窯氣總壓受精石灰乳液柱高度來控制，總壓高，則精石灰乳液柱高度要求也會(huì)相應(yīng)增加，使得碳化塔制造和安裝的難度也增加。另外，隨著總壓的升高，分壓也升高，當(dāng)分壓升高到一定程度后，再提高分壓，對(duì)提高碳化速度作用不大?？倝焊?，對(duì)空壓機(jī)的要求也高，能耗也高。窯氣中的濃度越高，的氣相擴(kuò)散推動(dòng)力越大，從而使氣相擴(kuò)散和液相擴(kuò)散速度的加快，有利于提高碳化速度，增大的沉降體積，所以窯氣中的濃度越高越好。但窯氣中的濃度最高只能達(dá)到約35%左右，一般情況下，只能達(dá)到20%～25%。若窯氣中的的濃度低于20%則會(huì)影響碳化的速度，窯氣中的濃度調(diào)節(jié)會(huì)使得晶體的粒度較大，沉降體積較小，導(dǎo)致設(shè)備利用率低，生產(chǎn)能力下降。然而降低空氣過剩系數(shù)和防止空氣漏入窯氣中，是提高窯氣中濃度的有效方法。石灰乳的濃度是指單位體積的石灰乳中所含的總量。精制石灰乳的濃度越高，精灰乳中的粒子就越多，的液固相界面面積就越大，固相的溶解阻力減小，在碳化反應(yīng)前期碳化速度較快，得到充分的反應(yīng)，對(duì)提高整個(gè)碳化反應(yīng)速度和沉降體積有利，反之，則不利于提高整個(gè)碳化反應(yīng)速度和沉降體積，會(huì)隨著碳化反應(yīng)前期消失，進(jìn)入碳化反應(yīng)后期導(dǎo)致碳化速度逐漸降至零，從而降低整個(gè)碳化速度和沉降體積，設(shè)備利用率低，生產(chǎn)能力下降。窯氣的流量越大，則氣相流速越大，氣液接觸面積越大，對(duì)精制石灰乳的攪動(dòng)也增加，導(dǎo)致的氣相擴(kuò)散阻力和液相擴(kuò)散阻力減小，固相的溶解阻力減小，對(duì)提高整個(gè)碳化過程的速度和沉降體積有利；反之，窯氣的流量減小，則氣相流速減小，氣液接觸面積也會(huì)隨著減小，從而使的的氣相擴(kuò)散阻力增大，使的氣相擴(kuò)散步驟變成整個(gè)碳化反應(yīng)過程的必要控制的步驟，從而降低整個(gè)碳化速度和沉降體積設(shè)備利用率低，生產(chǎn)能力下降。然而窯氣的流量也不能過大，當(dāng)窯氣的流量過大，會(huì)使空壓機(jī)的電耗增大的吸收率降低，從而造成與的不平衡。%。當(dāng)產(chǎn)品游離堿含量超標(biāo)，在平均粒徑一定的情況下，表現(xiàn)為其沉降體積也會(huì)隨之增大，填充過程與紙張纖維相容性變差，某種程度上，游離堿含量超標(biāo)比平均粒徑偏大或偏小的危害來得更大，因此，游離堿含量必須嚴(yán)格加以控制。碳化反應(yīng)終點(diǎn)的判斷通常采用電導(dǎo)儀、酸度計(jì)、酚酞指示劑等其中一種方法，或者其中兩種方法的結(jié)合使用，不管采用什么方法都必須使熟漿的PH值接近7。 碳化反應(yīng)的前期、中期，反應(yīng)體系中存在 的過飽和溶液，有大量的和，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到末期，體系中的和得濃度顯著減少，導(dǎo)致體系的電導(dǎo)率發(fā)生突變性的改變，顯示著碳化反應(yīng)的終了。但采用電導(dǎo)率法來指示反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，電極在體系中容易結(jié)垢，影響指示的精度，電極需要經(jīng)常清洗。 當(dāng)碳化反應(yīng)接近終點(diǎn)時(shí)，體系中 的濃度顯著減少，pH值發(fā)生突躍，可根據(jù)pH值的突躍性改變來指示指示反應(yīng)終點(diǎn)。采用來指示反應(yīng)終點(diǎn)也存在上述弊端，電極因結(jié)垢而需要經(jīng)常清洗。在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)敞開式的反應(yīng)器，通常不采用pH計(jì)來指示終點(diǎn)，而是使用酸堿指示劑（如酚酞試劑等）來指示終點(diǎn)。 碳化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)體系的溫度會(huì)不斷升高。當(dāng)碳化反應(yīng)不采用外界方式控溫時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)體系的溫度上升到某一值時(shí)不再升高，這就預(yù)示著碳化反應(yīng)的結(jié)束。該方法不十分精確，但對(duì)具有一定操作經(jīng)驗(yàn)的操作人員而言也是容易掌握的。 如果以高濃度的氣體為碳化氣，常采用加壓碳化法生產(chǎn)。碳化反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，當(dāng)碳化反應(yīng)接近終點(diǎn)時(shí)，體系內(nèi)不再消耗，從而導(dǎo)致壓力急劇上升，預(yù)示著碳化終點(diǎn)的到來。連續(xù)鼓泡碳化塔作為連續(xù)反應(yīng)器，采用三塔串聯(lián)、氣相自下而上、液相則自上而下，二者逆流接觸；氣相為連續(xù)流動(dòng)相，液相為連續(xù)流動(dòng)相和反應(yīng)相，碳化塔為空心塔，高徑比約為8:1，其中3碳化塔塔身只需外設(shè)噴水冷卻裝置，使其出口溫度控制在25℃～35℃，而2碳化塔反應(yīng)比較劇烈，塔內(nèi)必須設(shè)置制冷管。在4漿液槽中也需設(shè)置制冷管控制進(jìn)塔物料的溫度在10℃～15℃之間；在活化槽中需要設(shè)置加熱裝置，使活化溫度提高到60℃～70℃。連續(xù)鼓泡碳化法的碳化過程采用制冷和表面處理，連續(xù)化程度高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有投資少、操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)規(guī)模能夠?qū)崿F(xiàn)大型化等特點(diǎn)。第三章工藝計(jì)算 年產(chǎn)3萬噸輕質(zhì)碳酸鈣，每個(gè)工藝環(huán)節(jié)的收率都為95%，按300天/年計(jì)算。主要技術(shù)指標(biāo)如下：煅燒煤熱值/kcal/kg窯氣CO2含量/%消化灰水比（質(zhì)量）碳化漿液濃度/%熟漿增濃后濃度/%濾餅含水量/%干燥煤熱值/kcal/kg產(chǎn)品含水量/%6200351∶51620255100(1)煅燒、消化、碳化、脫水和干燥工序的收率都為95%，碳酸鈣生產(chǎn)過程的總收率為(2)生石灰中CaO含量一般為97%。一年按300天計(jì)算，則每天生產(chǎn)100噸碳酸鈣，即1000kmol/d。則每天所需原料石灰總量為： 每年所需要的石灰總量為: 年所需要的石灰石總量為： 消化反應(yīng)： 石灰中CaO的含量平均為97%，所以石灰中雜質(zhì)為：CaO的質(zhì)量為一般約75%的機(jī)械雜質(zhì)由消化機(jī)尾部排除，25%的機(jī)械雜質(zhì)經(jīng)旋液分離器排除，其比例關(guān)系為3:1。消化機(jī)排出的Ca(OH)2為石灰消化過程灰水比為1:5，消化所需的水量為，得到粗石灰乳的質(zhì)量濃度為：%。 消化機(jī)排出的粗石灰乳質(zhì)量其中Ca(OH)2的質(zhì)量為：水的質(zhì)量為則年
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