RU2166485C1 - Method of producing slaked lime and device for its embodiment - Google Patents

Abstract

FIELD: construction industry; applicable in production of slaked lime. SUBSTANCE: method includes supply of initial product into reactor, its treatment with water and steam and withdrawal of finished product from reactor zone. In the course of hydration, additional airtight chamber is filled with steam for steam exchange between it and reactor. Unreacted finely dispersed particles of lime are slaked in airtight chamber. The device for lime slaking has a reactor for lime slaking with appliance for loading of initial product, appliance for water supply, appliance for withdrawal of finished product from reactor. EFFECT: higher percentage of finished product yield due to hydration of dust-like particles of unreacted lime. 3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для получения гашеной извести. The invention relates to the production of building materials and can be used to obtain slaked lime.

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]. Known methods for producing slaked lime, including the interaction of quicklime CaO with water, resulting in the formation of slaked lime [1-8], as well as devices for their implementation [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. All known methods and devices are aimed at reducing energy consumption for producing slaked lime and / or increasing the percentage of yield of slaked lime, for example, by increasing the degree of hydration of the starting material.

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]. To reduce energy losses, to eliminate or simplify the drying operation, the moisture content of the obtained product is reduced by using steam instead of water [2, 4], the water supply is dosed through nozzles, nozzles [1, 3, 4, 5, 7], or a highly moistened final product , not dried, but kept in a closed container, as a result of which free moisture passes into hydration [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]. To increase the yield of finished product, the reactive surface of the pieces of quicklime with water and / or steam is increased by crushing the feedstock in crushers [7, 8], mixing it with water and / or steam by means of mixers of various designs [7], by rotating the reactor itself [ 5], shaking on vibration gratings [1, 4], rubbing water into the surface using nozzles of various designs associated with the drives [3], conducting a multi-stage reaction, when unreacted pieces are subjected to additional processing [1, 2 , 4, 5], increasing the reaction time [3, 8]. In addition, to further increase the percentage of output, reduce losses of the finished product, it is separated from unreacted lime [1, 4, 5, 6, 7] and vaporous waste by the structural design of reactors with discharge devices, exhaust devices, ducts, etc. [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. Despite efforts to increase the percentage of finished product output, it is not high enough. A further increase in the percentage of yield may be associated with a longer hydration process, which reduces productivity and increases energy consumption.

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. The closest analogue to the method for the production of slaked lime is the method [6], which includes supplying the starting material to the reactor, treating it with water and steam, discharging the vaporous slaking waste, the finished product, and unreacted residues of the starting material with impurities.

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. The closest analogue of the device for implementing the method for the production of hydrated lime is a hydrator-separator for the production of hydrated oxide [6], containing a vertically mounted container with a batcher-feeder, an outlet pipe for removing steam and dust from the vessel during lime extinguishing, and a nozzle for separating the separated lime hydrated lime, a pipe for supplying water and a pipe for removing lime milk from the vessel, an unloading pipe.

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. The disadvantages of the closest analogues are the low yield of the finished product, since the vapor extinguishing waste contains a large number of slow-extinguishing finely dispersed particles of unreacted lime, which are a valuable starting material. In addition, the intensification of the quenching process is not high enough due to the difficulty of adjusting the optimal conditions for the hydration reaction, which require adjustments in the hydration process, when the composition of the loaded material, its size, properties, time and temperature of quenching are constantly changing.

Задачей изобретения является повышение процента выхода готового продукта за счет гидратации пылевидных частиц непрореагировавшей извести и обеспечения текущего автоматического регулирования оптимальных условий гидратации. The objective of the invention is to increase the percentage of yield of the finished product due to hydration of pulverulent particles of unreacted lime and to ensure the current automatic control of optimal hydration conditions.

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. The problem is solved by a known method for the production of slaked lime, in which the feed product, water for lime hydration are fed, lime and water are treated with steam in the reactor with the output of the finished product and finely dispersed unreacted particles from the reactor zone, during the hydration process, the initial product is mixed with water and steam, filling the steam with an additional pressurized chamber and steam exchange in the reactor and in the additional chamber in which unreacted fine particles are processed astitsy lime. Collection of milk of lime produced from the bottom of the sealed chamber. The process of vaporization is regulated by changing the amount of water supplied for the reaction, the flow mode.

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. The problem is also solved by the known lime extinguishing device, comprising a reactor vessel with a water supply device, a source product loading device with a feeder, a finished product discharge funnel that is equipped with a sealed chamber connected to the reactor by a bypass pipe, or the reactor itself is placed in a sealed chamber , which is a more preferred embodiment of the device, and the sealed chamber is made with a condensate collector with hydrated lime in its lower part connected with the sump. The condensate collector may represent a pit made in the lower part of the sealed chamber, i.e. additional volume from which the condensate formed with slaked lime can be pumped out.

Сущность способа производства гашеной извести может быть пояснена на работе устройства для осуществления этого способа, изображенного на чертеже. The essence of the method of producing slaked lime can be explained on the operation of the device for implementing this method depicted in the drawing.

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. The lime extinguishing device comprises a reactor 1, a loading hopper 2 with a feeder 3, a funnel for outputting the finished product 4 with a dividing net 5, a fitting for the finished product 6 and an underflow nozzle 7, a nozzle 8 for supplying water to the reactor 1 connected to the water tank 9 - a sump with a cap. A catalyst, for example ammonia or ammonium nitrate, can be dissolved in water. The device also contains a sealed chamber 10. The reactor 1 can be connected to a sealed chamber 10, for example, by means of a branch pipe or otherwise (not shown), or placed inside the chamber 10. The sealed chamber 10 is provided with a pit 11, or is made with any volume in its lower part (condensate collector with slaked lime) to collect condensate with slaked lime particles dissolved in it. The sump 11 is connected directly to the sump (water tank 9), if the sump is below the sump, or by means of a pumping device (not shown). The sealed chamber 10 is connected to the sump 9 by a pipe 12. A temperature sensor 13 (shown conditionally) can be installed in the reactor 1. A thermocouple, an electrocontact thermometer, etc. can serve as a temperature sensor.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

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. Quicklime in the form of pieces is continuously or periodically fed from the loading hopper 2 through the feeder 3 to the reactor 1, depending on their size and the rate of the hydration reaction. In this case, the pieces self-grind, partially forming dust from fine particles of quicklime, which, rising up, enters the sealed chamber 10. The rotation of the reactor intensifies the process of self-grinding of lime and the formation of dust from quicklime. Through a nozzle 8, connected with a capacity of 9, water is fed in a thin stream continuously or in portions into reactor 1 and, irrigating pieces of quicklime, begins to react with it, extinguishing it. The rotation of the reactor contributes to a better contact of water with quicklime, intensifying the quenching process. In this case, a large amount of heat is released and water is converted into steam, which, increasing in volume, also participates in the process of extinguishing lime. Steam treatment of lime is accompanied by fluidization — by combining finely dispersed quenched lime particles with particles of steam, the resulting fluidized composition rises up as a lighter fraction to the outlet of the reactor and is “poured” out of it into the outlet funnel 4 of the finished product and delivered through the net 5 to the finished warehouse Product 6. The rotation of the reactor contributes not only to grinding pieces of lime, but also to mixing them, oriented advancement of the reacted particles upward, to the exit funnel product, its separation from unreacted residues.

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. The operation of extinguishing in the reactor occurs with the release of the smallest slowly extinguishing particles of unreacted lime, which also rise up, and, leaving the reactor, increase the concentration of suspended particles of unreacted lime in the volume of the pressurized chamber 10. Under a certain mode of supplying water to the reactor from the nozzle 8, heat is constantly released and the continuous formation of steam, which is sufficient to saturate the reactor; the quenching process occurs quite intensively, and in this case, excess steam leaves the reactor, enters the sealed chamber, forming an additional reserve of steam; in a sealed chamber there is a sufficiently large number of non-extinguished lime particles, which enter into a hydration reaction with steam. The resulting hydrated lime with steam, condensing, is collected in the lower part of the pressurized chamber (condensate collector 11) in the form of milk of lime, which is pumped into a container of water 9. In this case, the vapor pressure in the pressurized chamber 10 decreases and it is filled with new portions of small particles of quicklime and steam.

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. The milk of lime 9, which has got into the tank with water, settles, and highly hydrated slaked lime accumulates in the lower part of the tank, which is sent to the consumer in the form of lime test.

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. When changing the loading mode (for example, increasing or decreasing the size of pieces of the initial product, changing the amount of active CaO and MgO in the initial product, or changing other parameters), the conditions of the hydration reaction in the reactor change, as a result of which the vapor in the reactor can become less or more the optimal amount, and to track it instantly by conventional means was impossible. In the proposed design, the vapor concentration in the reactor and in the sealed container becomes different, and as a result of the communication of the indicated tanks, the concentration is instantaneously equalized, i.e., in the case of reducing steam in the reactor, its missing (reserve) part will come from the sealed chamber. This creates the conditions for automatic regulation of the amount of steam in the reactor, where the main process of extinguishing lime occurs, its amount becomes optimal.

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. Thus, the claimed method and device provide additional formation of hydrated lime from dust of lime and slowly extinguishing particles of lime, which in known solutions were disposed of as waste, increasing the yield of the finished product and reducing energy consumption, providing lime treatment with steam supplied not from the outside, but obtained directly into the quenching process by controlling the amount of water for hydration. The hydration process due to auto-regulation of the amount of steam proceeds under optimal conditions, which intensifies the quenching process, increases productivity and also increases the yield of the finished product.

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.Sources of information
1. Copyright certificate N 311877, IPC C 04 B 1/06, bull. 1971, N 25;
2. Copyright certificate N 315696, IPC C 04 B 1/06, bull. 1971, N 29;
3. Copyright certificate N 317630, IPC C 04 B 1/06, bull. 1971, N 31;
4. Copyright certificate N 857037, IPC C 04 B 1/08, bull. 1981, N 31;
5. Copyright, certificate N 933646, IPC C 04 B 1/08, bull. 1982, N 21;
6. Copyright certificate N 1463724, IPC C 04 B 2/08, bull. 1989, N 9 - prototype;
7. Copyright certificate N 1521721, IPC C 04 B 2/08, bull. 1989, N 42;
8. Patent N 1811514, IPC C 04 B 2/04, bull. 1993, N 15.

Claims (3)

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. 1. A method of producing slaked lime, including feeding the initial product into the reactor, treating it with water and steam, withdrawing the finished product from the reactor zone, characterized in that during the hydration process an additional pressurized chamber is filled with steam with the possibility of steam exchange between it and the reactor, and unreacted fine particles of lime are subjected to the process of quenching in a sealed chamber. 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. 2. A device for extinguishing lime containing a reactor for extinguishing lime with a source product loading device, a water supply device, a device for exiting the finished product from the reactor, characterized in that it is provided with a sealed chamber connected to the reactor. 3. Устройство для гашения извести по п.2, отличающееся тем, что реактор установлен внутри герметичной камеры. 3. The device for extinguishing lime according to claim 2, characterized in that the reactor is installed inside a sealed chamber.