ИТС 7-2015 Производство извести

     2.2 Общие сведения об обжиге карбонатных пород

В процессе обжига чистых карбонатных пород происходит процесс теплового разложения карбонатов кальция () и магния () с поглощением тепла по уравнениям [6], [7]:

Карбонаты разлагаются на окислы кальция СаО и магния MgO (известь) и углекислый газ , который улетучивается.

На скорость разложения карбонатов решающее влияние оказывает температура. Разложение начинается при 600°С, но реакция не идет до конца и протекает медленно. Полное разложение происходит примерно при температуре 900°С. Разложение начинается при температуре 400°С, полное разложение происходит начиная с 710°С.

Скорость реакции разложения карбонатов кальция и магния растет с уменьшением давления газа , однако колебания концентрации в печных газах (25%-40%) не оказывают существенного влияния на ведение обжига.

Время полного термического распада зависит от температуры обжига, плотности карбонатной породы и размера ее кусков.

Разложение в куске и основное количество тепла диссоциации (разложения) сосредоточено на некоторой границе (поверхности), величина и положение которой непрерывно меняются. Граница между наружным обожженным слоем и внутренним необожженным называется зоной диссоциации. Эта граница хорошо видна на изломе куска извести с недожогом.

При повышении температуры обжига выше 500°С скорость разложения карбонатной породы резко возрастает. Так, если скорость продвижения зоны диссоциации при температуре 950°С принять за единицу, то при температуре 1050°С она увеличится в 1,8 раза, а при 1150°С - в 4 раза. Отсюда следует, что температура обжига является основным фактором в увеличении производительности печи.

По мере того как кусок карбонатной породы обжигается, увеличивается толщина слоя извести на его поверхности. Вследствие высокой пористости коэффициент теплопроводности СаО в 3 раза ниже, чем карбонатной породы, что уменьшает подвод тепла к границе диссоциации. Таким образом, время полного разложения куска карбонатной породы зависит не только от температуры обжига, но и от его линейного размера.

На время разложения оказывает влияние форма кусков карбонатной породы. Время полного разложения куска карбонатной породы неправильной округлой формы в 1,5-2 раза меньше времени обжига равного ему по объему куска в виде плиты.

Продолжительность полного разложения кусков карбонатной породы различного размера при данной температуре пропорциональна квадрату линейного размера куска. Поэтому для получения равномерно (одинаково) обожженной извести необходимо, чтобы исходное сырье имело близкие по размеру куски.

Природные карбонаты кальция обычно содержат определенное количество и примесей. Примеси входят также в зольную часть топлива. Наиболее распространены примеси в виде кремнезема (), полуторных окислов (, ) и сульфата кальция ().