устройство для получения гашеной извести

Формула изобретения

Устройство для получения гашеной извести, содержащее питатель, реактор с устройством для подачи воды из емкости для воды, отличающееся тем, что оно снабжено бункером для загрузки, воронкой для готового продукта, размещенной у реактора герметичной камерой и дополнительной емкостью для подачи воды, расположенной в герметичной камере и связанной с устройством для подачи воды и емкостью для воды.

Описание изобретения к патенту

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

Известны устройства получения гашеной извести, включающие реактор, в котором происходит реакция гидратации, устройства подачи исходных продуктов - негашеной извести и воды и/или пара, устройства выгрузки готового продукта, недогаса, парообразных отходов гидратации [1-7].

Все известные устройства направлены на уменьшение энергозатрат для получения гашеной извести и/или повышение процента выхода гашеной извести.

Для уменьшения энергопотерь, исключения или упрощения операции сушки уменьшают влажность полученного продукта, используя для гидратации вместо воды пар [4], дозируют подачу воды через сопла, форсунки [1, 2, 3, 4, 6] либо сильно увлажненный конечный продукт не высушивают, а выдерживают в закрытой емкости, в результате чего свободная влага переходит в гидратационную [7].

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

Лучшим из рассмотренных решений и наиболее близким аналогом является устройство по заявке на выдачу патента "Способ производства гашеной извести и устройство для его осуществления" авторов Аксенова В.И., Королевой Т.С., Хозина В.Г. исх. 7 от 10 марта 2000 г. [8].

Это устройство, содержащее корпус - реактор с устройством для подачи воды, бункером загрузки исходного продукта с питателем, воронкой выгрузки готового продукта, 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 резервуаром с водой для подачи ее в реактор - отстойником.

Недостатками ближайшего аналога является недостаточно интенсивный процесс гашения вследствие подачи в реактор холодной воды. Воду можно подогреть с помощью нагревателя, однако это требует дополнительных затрат электроэнергии, усложнение процесса производства гашеной извести. Другим недостатком является недостаточная регулировка давления пара в герметичной камере при резком изменении состава исходного продукта, например, при подаче сырья с большим содержанием активных СаО и MgO либо более измельченного, когда процесс гашения в реакторе пойдет более интенсивно, будет образовываться больше пара, и его давление в герметичной камере резко возрастет, так как труба, соединяющая герметичную камеру с отстойником, не будет справляться с возросшим давлением.

Задачей изобретения является интенсификация процесса гашения путем подачи горячей воды без дополнительных затрат электроэнергии, нагревом воды утилизацией тепла, образующегося при гидратации, а также дополнительный сброс давления в герметичной камере при резком изменении качества загружаемого исходного сырья.

Задача решается в известном устройстве гашения извести, включающем корпус - реактор с устройством для подачи воды, бункером загрузки исходного продукта, воронкой выгрузки готового продукта, герметичную камеру, связанную с реактором и емкостью с водой, в котором герметичная камера снабжена дополнительной емкостью с водой, соединенной с устройством подачи воды и отстойником. Объем указанной емкости и поверхность зеркала воды зависят от объема загрузки реактора и количества подаваемой в реактор жидкости, соотношения объема герметичной камеры и реактора, которые рассчитываются эмпирическим путем с помощью обычных инженерных выкладок.

Устройство изображено на чертеже.

Устройство для гашения извести содержит реактор 1, бункер загрузки 2 с питателем 3, воронку готового продукта 4 с разделительной сеткой 5, штуцером готового продукта 6 и штуцером недогаса 7, устройство подачи воды 8. 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 снабжена дополнительной емкостью с водой 13, помещенной в ее внутренней части, и связана с отстойником 9 трубой 12, а емкость 13 с отстойником 9 - трубой 14.

Устройство работает 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, 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 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 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, продвижению прореагировавших частиц вверх, а непрореагировавших - вниз, т.е. сепарированию готового продукта от непрореагировавших остатков.

Операция гашения в реакторе происходит с высвобождением мельчайших медленно гасящихся частиц непрореагировавшей извести, которые также поднимаются вверх и, выходя из реактора, повышают концентрацию взвешенных частиц непрореагировавшей извести в объеме герметичной камеры 10. При подаче 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; при этом вода в дополнительной емкости нагревается и далее подается в реактор уже нагретой, не требуя своего специального подогорева; в герметичной камере находится достаточно большое количество непрогасившихся частиц извести, которые вступают с паром в реакцию гидратации. Образовавшаяся при этом гашеная известь, 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. Процесс парообразования регулируют изменением количества подаваемой для реакции воды.

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, при уменьшении размеров кусков исходного продукта, уменьшении концентрации примесей) изменяются условия протекания реакции гидратации в реакторе, в результате чего пара в реакторе может стать значительно больше оптимального количества, и отследить это мгновенно обычными средствами невозможно. При этом концентрация пара и в герметичной емкости резко возрастает и может превысить критическую. При этом происходит взаимодействие пара и пара с частичками прореагировавшей извести с водой, находящейся в дополнительной емкости 13, и их конденсация; чем больше поверхность зеркала воды, тем эффективнее идет конденсация. В результате конденсации происходит наполнение емкости 13 известковым молоком, уменьшение давления пара в герметичной камере, что благоприятно сказывается на поддержании оптимального режима парообразования в устройстве, на общем процессе парообмена. При превышении в емкости 13 известкового молока определенного уровня происходит слив избытка его через трубу 14 в отстойник 9.

Таким образом, наличие емкости с водой в герметичной камере обеспечивает нагрев воды и подачу горячей воды в реактор для гидратации, что интенсифицирует процесс гашения, повышая производительность устройства и процент выхода гашеной извести, а также позволяет сбросить избыточное давление в герметичной камере в экстремальных ситуациях. Дополнительно идет сбор известкового молока в емкости 13, что также увеличивает процент выхода готового продукта.

Источники информации

1. Авторское свидетельство 311877, МПК С 04 B 1/06, Бюлл. 1971 г., 25.

2. Авторское свидетельство 317630, МПК С 04 B 1/06, Бюлл. 1971 г., 31.

3. Авторское свидетельство 857037, МПК С 04 B 1/08, Бюлл. 1981 г., 31.

4. Авторское свидетельство 933646, МПК С 04 B 1/08, Бюлл. 1982 г., 21.

5. Авторское свидетельство 1463724, МПК С 04 B 2/08, Бюлл. 1989 г., 9.

6. Авторское свидетельство 1521721, МПК С 04 B 2/08, Бюлл. 1989 г., 42.

7. Патент 1811514, МПК С 04 B 2/04, Бюлл. 1993 г., 15.

8. Заявка на выдачу патента на изобретение "Способ производства гашеной извести и устройство для его осуществления" авторов Аксенова В.И., Королевой Т.С., Хозина В.Г. исх. 7 от 10 марта 2000 г. - прототип.