Файл: Табунщиков, Н. П. Производство извести.pdf

Н. П. Табунщиков

ПРОИЗВОДСТВО И З В Е С Т И

МОСКВА

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ» 1974 г.

ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА £

/ / ч

< а ¥ & А

Табунщиков Н. П.

Производство извести. М., «Химия», 1974, 240 стр.; 34 табл.; 101 рис.; список литературы 191 ссылка.

В книге описана тепловая работа известково-обжигатель­ ных печей — шахтных и кипящего слоя, а также вращающих­ ся трубчатых печей. Подробно изложены физико-химические основы процесса термической диссоциации СаС03, вопросы аэродинамики. Рассмотрены специфические условия горения топлива в слое обжигаемого материала. Значительное внима­ ние уделено теплопередаче в печах различных типов.

Приведены методики технологического и теплового расче­ та шахтных печей и печей КС, описания печей современных конструкций и правила их эксплуатации.

Книга рассчитана на работников исследовательских и про­ ектных учреждений, инженерно-технических работников пред­ приятий химической и смежных с ней отраслей промышленно­ сти; она может быть полезна также преподавателям и студен­ там старших курсов соответствующих вузов и факультетов.

31403-058 Т 050(01)-74 58-74

© Издательство «Химия», 1974

С О Д Е Р Ж А Н И Е

3

4

ПРЕДИСЛОВИЕ

Объем производства извести в Советском Союзе в настоящее вре­ мя исчисляется многими миллионами тонн, что выдвинуло нашу стра­ ну в число самых крупных производителей этого важного продукта. В ближайшие годы потребление извести в народном хозяйстве, осо­ бенно в черной металлургии, существенно возрастет.

Для производства извести применяются шахтные и вращающиеся трубчатые печи, начали использовать также печи кипящего слоя. На долю шахтных печей приходится более 90% вырабатываемой из­ вести.

Распространенность печей различных типов в промышленности предопределила и изложение материала в книге. Основное внимание уделяется шахтным печам, которые остаются самыми экономичными тепловыми агрегатами для производства извести. Применение печей других типов диктуется специфическими особенностями сырья, кото­ рое по тем или иным причинам нецелесообразно, а порой просто не­ возможно обжигать в шахтных печах. Поэтому вращающиеся труб­ чатые печи и печи кипящего слоя описаны менее подробно. Следует также учитывать, что и теоретические основы этих печей разработа­ ны в меньшей степени. Так, вопросы теории вращающихся трубча­ тых печей для специфического случая обжига карбонатных пород с целью получения извести практически не разрабатывались. Несколь­ ко лучше обстоит дело с печами кипящего слоя.

Учитывая, что даже в последних изданиях* печи для произ­ водства извести не рассматриваются как тепловые агрегаты, пред­ стояло обобщить большой экспериментальный материал, накоплен­ ный в этой области, и представить его с позиций современной общей теории печей. Данная книга является первой попыткой изложить ос­

6

ВВЕДЕНИЕ

Производство извести известно человечеству очень давно. Уже

вдревнем Египте, около 5000 лет тому назад, известь использовалась

встроительстве. Первое упоминание о печах обнаружено у Катона (184 г. до н. э.). В 75 г. до н. э. Плиний-старший описал производство извести, ее гашение и применение.

Шахтные печи, начало строительства которых относят к 1040 г.,

были обнаружены при раскопках на территории Киева и Суздаля*. Печи имели внутренний диаметр 2,6—3,0 м, шахта была выложена плинфой на глиняном растворе. Большое строительство, осуществ­ лявшееся Ярославлом Мудрым, требовало организации крупного производства извести, о чем свидетельствуют четыре печи, найден­ ные вблизи Софийского собора (г. Киев).

Описание работы шахтной печи непрерывного действия относит­ ся к 1802 г. С тех пор конструкции печей все время совершенствова­ лись, изучались процессы, протекающие при обжиге.

Принципиально новым подходом к анализу печей явилась разра­ ботанная в Советском Союзе общая теория печей. Основы этой тео­ рии, изложенные еще И. Д. Скаредовым, Н. Н. Доброхотовым и др., нашли успешное развитие в работах М. А. Глинкова («Основы общей теории тепловой работы печей». М., Металлургиздат, 1959 г.). Отли­ чительной особенностью общей теории является комплексное рас­ смотрение проблем, возникающих при расчете, проектировании, строительстве и эксплуатации печей, на основе определенной клас­ сификации режимов их работы.

В одной и той же печи могут протекать различные технологичес­ кие процессы, поэтому в общей теории печей теплотехнические проб­ лемы рассматриваются вне связи с технологическими задачами. Рас­ смотрение же положений общей теории печей применительно к пе-

По данным Института археологии АН УССР.

чам конкретного технологического назначения является предметом частных теорий. Поэтому частная теория печи того или иного типа должна подвергать детальному анализу технологические проце ссы

всовокупности с протекающими теплотехническими процессами. Печь — это тепловое устройство, в котором происходит преобра­

зование того или другого вида энергии в теплоту и передача ее ма­ териалу, подвергаемому тепловой обработке в тех или иных техно­ логических целях. В отличие от печи теплообменником называют тепловое устройство, в котором происходит только передача теплоты от одного теплоносителя к другому.

Тепловая работа известково-обжигательных печей характеризует­ ся взаимозависимостью физических и химических взаимодействий, протекающих в движущемся потоке обжигаемого материала.

Определяющим процессом в печах является теплопередача. Так, в случае преимущественного конвективного теплообмена в печах можно получить известь с наивысшей реакционной способностью и, наоборот, при преимущественном радиационном теплообмене полу­ чают известь с пониженной реакционной способностью.

Известь потребляется различными отраслями промышленности, и поэтому к ее качеству предъявляются разнообразные требования. В химической промышленности, как правило, требуется известь с высокой реакционной способностью, а печной газ должен содержать как можно больше С02. В содовой промышленности не стремятся получить известь с очень высоким содержанием СаО, так как повы­ шение степени обжига связано с перерасходом топлива, а следова­ тельно, и со снижением концентрации С02 в печном газе. В произ­ водствах гипохлорита кальция и рапной окиси магния, напротив, требуется особо качественная известь (с содержанием окиси кальция не ниже 95%), потому что примеси, содержащиеся в извести, пере­ ходят в готовый продукт.

Всталеплавильном производстве применяется известь с очень низкой реакционной активностью (мертвообожженная), которая не взаимодействует с влагой воздуха и не содержит гидрата окиси каль­ ция, в результате разложения которого в сталеплавильных печах выделяется водород.

Вмартеновском производстве используется и слабообожженная известь (недопал) ввиду того, что выделяющаяся в ванне двуокись углерода способствует лучшему перемешиванию расплава.

Для электрометаллургических процессов требуется известь с очень низким содержанием остаточной С02) что способствует сниже­

9