способ производства гашеной извести и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ производства гашеной извести, включающий подачу исходного продукта в реактор, обработку его водой и паром, отвод готового продукта из зоны реактора, отличающийся тем, что в процессе гидратации производят заполнение паром дополнительной герметичной камеры с возможностью парообмена между ней и реактором, а непрореагировавшие мелкодисперсные частицы извести подвергают процессу гашения в герметичной камере.

2. Устройство для гашения извести, содержащее реактор для гашения извести с устройством загрузки исходного продукта, устройством подачи воды, устройством выхода готового продукта из реактора, отличающееся тем, что оно снабжено герметичной камерой, связанной с реактором.

3. Устройство для гашения извести по п.2, отличающееся тем, что реактор установлен внутри герметичной камеры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для получения гашеной извести.

Известны способы получения гашеной извести, включающие взаимодействие негашеной извести CaO с водой, в результате которого образуется гашеная известь [1-8], а также устройства для их реализации [1, 4-8].

Все известные способы и устройства направлены на уменьшение энергозатрат на получение гашеной извести и/или повышение процента выхода гашеной извести, например увеличением степени гидратации исходного продукта.

Для уменьшения энергопотерь, исключения или упрощения операции сушки уменьшают влажность полученного продукта, используя для гидратации вместо воды пар [2, 4], дозируют подачу воды через сопла, форсунки [1, 3, 4, 5, 7], либо сильно увлажненный конечный продукт, не высушивают, а выдерживают в закрытой емкости, в результате чего свободная влага переходит в гидратационную [8].

Для повышения процента выхода готового продукта увеличивают реагирующую поверхность кусков негашеной извести с водой и/или паром путем дробления исходного сырья в дробилках [7, 8], перемешивания его с водой и/или паром посредством мешалок различных конструкций [7], вращением самого реактора [5], встряхивания на вибрационных решетках [1, 4], втирания воды в поверхность с помощью насадок различных конструкций, связанных с приводами [3], проведения многоэтапного реагирования, когда непрореагировавшие куски подвергают дополнительной обработке [1, 2, 4, 5], повышения времени реакции [3, 8]. Кроме того, для дополнительного повышения процента выхода, уменьшения потерь готового продукта производят его сепарирование от непрореагировавшей извести [1, 4, 5, 6, 7] и парообразных отходов гашения конструктивным выполнением реакторов с устройствами выгрузки, вытяжными устройствами, воздуховодами и пр. [1, 2, 4, 6, 7].

Несмотря на усилия повышения процента выхода готового продукта он недостаточно высок. Дальнейшее увеличение процента выхода может быть связано с более длительным процессом гидратации, что уменьшает производительность и увеличивает энергопотребление.

Наиболее близким аналогом способа производства гашеной извести является способ [6] , включающий подачу исходного продукта в реактор, обработку его водой и паром, отвод парообразных отходов гашения, готового продукта и непрореагировавших остатков исходного продукта с примесями.

Наиболее близким аналогом устройства для осуществления способа производства гашеной извести является гидратор-сепаратор для производства гидратной окиси [6], содержащий вертикально установленную емкость с дозатором-питателем, отводным патрубком для удаления из сосуда пара и пыли, образующихся при гашении извести, патрубком для отсоса отсепарированной гидратной извести, патрубком для подачи воды и патрубком для удаления из сосуда известкового молока, выгрузочный патрубок.

Недостатками ближайших аналогов является невысокий процент выхода готового продукта, так как в парообразных отходах гашения содержится большое количество медленногасящихся мелкодисперсионных частиц непрореагировавшей извести, представляющих собой ценный исходный продукт. Кроме того, интенсификация процесса гашения недостаточно высокая вследствие сложности регулировки оптимальных условий протекания реакции гидратации, требующих корректировки в процессе гидратации, когда постоянно происходит изменение состава загружаемого материала, его размеров, свойств, времени и температуры гашения.

Задачей изобретения является повышение процента выхода готового продукта за счет гидратации пылевидных частиц непрореагировавшей извести и обеспечения текущего автоматического регулирования оптимальных условий гидратации.

Задача решается известным способом производства гашеной извести, в котором осуществляют подачу исходного продукта, воды для гидратации извести, обработку извести водой и паром в реакторе с выводом готового продукта и мелкодисперсионных непрореагировавших частиц из зоны реактора, в процессе гидратации производят перемешивание (вращение) исходного продукта с водой и паром, заполнение паром дополнительной герметичной камеры и парообмен в реакторе и в дополнительной камере, в которой обрабатывают непрореагировавшие мелкодисперсионные частицы извести. Сбор известкового молока производят из нижней части герметичной камеры. Процесс парообразования регулируют изменением количества подаваемой для реакции воды, режимом подачи.

Задача решается также известным устройством для гашения извести, содержащим корпус-реактор с устройством для подачи воды, устройством загрузки исходного продукта с питателем, воронкой выгрузки готового продукта, которое снабжено герметичной камерой, связанной с реактором посредством отводной трубы, либо реактор сам помещен в герметичную камеру, что является более предпочтительным вариантом устройства, причем герметичная камера выполнена со сборником конденсата с гашеной известью в своей нижней части, связанным с отстойником. Сборник конденсата может представлять приямок, выполненный в нижней части герметичной камеры, т.е. дополнительный объем, из которого можно откачивать образовавшийся конденсат с гашеной известью.

Сущность способа производства гашеной извести может быть пояснена на работе устройства для осуществления этого способа, изображенного на чертеже.

Устройство для гашения извести содержит реактор 1, бункер загрузки 2 с питателем 3, воронку для вывода готового продукта 4 с разделительной сеткой 5, штуцером готового продукта 6 и штуцером недогаса 7, форсунку 8 для подачи воды в реактор 1, связанную с емкостью с водой 9 - отстойником с колпаком. В воде может быть растворен катализатор, например аммиак или аммиачная селитра. Устройство также содержит герметичную камеру 10. Реактор 1 может быть связан с герметичной камерой 10, например, посредством отводной трубы либо иным образом (не показано), либо помещен внутрь камеры 10. Герметичная камера 10 снабжена приямком 11, либо выполнена с каким-либо объемом в нижней своей части (сборником конденсата с гашеной известью) для сбора конденсата с растворенными в ней частицами гашеной извести. Приямок 11 связан с отстойником (емкостью с водой 9) непосредственно, если отстойник находится ниже приямка, либо посредством откачивающего устройства (не показано). Герметичная камера 10 связана с отстойником 9 трубой 12. В реакторе 1 может быть установлен датчик температуры 13 (показан условно). В качестве датчика температуры может служить термопара, электроконтактный термометр и пр.

Способ осуществляется следующим образом.

Из бункера загрузки 2 через питатель 3 в реактор 1 подают негашеную известь в виде кусков постоянно или периодически в зависимости от их размеров и скорости протекания реакции гидратации. При этом куски самоизмельчаются, частично образуя пыль из мелкодисперсионных частиц негашеной извести, которая, поднимаясь вверх, попадает в герметичную камеру 10. Вращение реактора интенсифицирует процесс самоизмельчения извести и образования пыли из негашеной извести. Через форсунку 8, связанную с емкостью 9, вода тонкой струей непрерывно, либо порциями подается в реактор 1 и, орошая куски негашеной извести, начинает с ней реагировать, производя ее гашение. Вращение реактора способствует лучшему контакту воды с негашеной известью, интенсифицируя процесс гашения. При этом происходит выделение большого количества тепла и преобразование воды в пар, который, увеличиваясь в объеме, также участвует в процессе гашения извести. Обработка извести паром сопровождается псевдоожижением - соединением мелкодисперсионных погасившихся частиц извести с частичками пара, образовавшийся при этом псевдоожиженный состав поднимается вверх как более легкая фракция к выходу из реактора и "выливается" из него в воронку вывода готового продукта 4 и через сетку 5 доставляется на склад готового продукта 6. Вращение реактора способствует не только измельчению кусков извести, но и перемешиванию их, ориентированному продвижению прореагировавших частичек вверх, к воронке вывода готового продукта, его сепарированию от непрореагировавших остатков.

Операция гашения в реакторе происходит с высвобождением мельчайших медленногасящихся частиц непрореагировавшей извести, которые также поднимаются вверх, и, выходя из реактора, повышают концентрацию взвешенных частиц непрореагировавшей извести в объеме герметичной камеры 10. При определенном режиме подачи воды в реактор из форсунки 8 происходит постоянное выделение тепла и непрерывное образование пара, которого достаточно для паронасыщения реактора; процесс гашения происходит достаточно интенсивно, и при этом избыток пара выходит из реактора, попадает в герметичную камеру, образуя дополнительный резерв пара; в герметичной камере находится достаточно большое количество непрогасившихся частиц извести, которые вступают с паром в реакцию гидратации. Образовавшаяся при этом гашеная известь с паром, конденсируясь, собирается в нижней части герметичной камеры (сборнике конденсата 11) в виде известкового молока, которое откачивается в емкость с водой 9. При этом происходит снижение давления пара в герметичной камере 10 и заполнение ее новыми порциями мелких частиц негашеной извести и пара.

Попавшее в емкость с водой 9 - отстойник известковое молоко отстаивается, и в нижней части отстойника скапливается высокогидратированная гашеная известь, которая в виде известкового теста направляется потребителю.

При изменении режима загрузки (например, увеличении или уменьшении размеров кусков исходного продукта, изменении количества активных CaO и MgO в исходном продукте, либо изменении других параметров) изменяются условия протекания реакции гидратации в реакторе, в результате чего пара в реакторе может стать меньше, либо больше оптимального количества, и отследить это мгновенно обычными средствами было невозможно. В предлагаемой конструкции концентрация пара в реакторе и в герметичной емкости становится различной, и вследствие сообщения указанных емкостей происходит мгновенное выравнивание концентрации, т. е. в случае уменьшения пара в реакторе его недостающая (резервная) часть поступит из герметичной камеры. Таким образом создаются условия авторегуляции количества пара в реакторе, где происходит основной процесс гашения извести, его количество становится оптимальным.

Таким образом, заявленные способ и устройство обеспечивают дополнительное образование гашеной извести из пыли извести и медленногасящихся частиц извести, которые в известных решениях удалялись как отходы, повышая процент выхода готового продукта и снижая энергопотребление, обеспечивая обработку извести паром, подаваемым не извне, а получаемым непосредственно в процессе гашения за счет регулирования количества воды для гидратации. Процесс гидратации за счет авторегуляции количества пара протекает в оптимальных условиях, что интенсифицирует процесс гашения, повышает производительность и также повышает процент выхода готового продукта.

Источники информации

1. Авторское свидетельство N 311877, МПК C 04 B 1/06, бюл. 1971 г., N 25;

2. Авторское свидетельство N 315696, МПК C 04 B 1/06, бюл. 1971 г., N 29;

3. Авторское свидетельство N 317630, МПК C 04 B 1/06, бюл. 1971 г., N 31;

4. Авторское свидетельство N 857037, МПК C 04 B 1/08, бюл. 1981 г., N 31;

5. Авторское, свидетельство N 933646, МПК C 04 B 1/08, бюл. 1982 г., N 21;

6. Авторское свидетельство N 1463724, МПК C 04 B 2/08, бюл. 1989 г., N 9 - прототип;

7. Авторское свидетельство N 1521721, МПК C 04 B 2/08, бюл. 1989 г., N 42;

8. Патент N 1811514, МПК C 04 B 2/04, бюл. 1993 г., N 15.