CN104316561A - 一种活性石灰表观消化转化速率测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种活性石灰表观消化转化速率测定装置，其特征在于该装置包括以下部件，转速控制器(1)，计算机(2)，温度传感器(3)，支架台(4)，搅拌器(5)，保温容器(6)和热电偶(7)。该装置的计算机自动绘制温升曲线，自动显示，直观明了。
Description
技术领域
本发明专利涉及一种活性石灰表观消化转化速率测定装置。
背景技术
重庆科技学院石灰消化项目组在前期试验认识基础之上，针对生石灰消化进行了深入研究，查找相关文献得知生石灰活性度表示方法有：
(1)湿法消化曲线及温升曲线法
CaO与H2O可发生激烈的水合反应，反应的放热效果应为65.2KJ/molCaO。在很好的绝热和足够的过剩水量条件下，已知的物料数量和充分混合的情况下，可以按温度随时间的变化测量石灰的反应速率。根据这一原理制定的标准有美国材料与试验协会标准(ASTM)：ASTMc100，德国标准化学会标准DINEN12485、中华人民共和国建材行业标准JC/T478.1。
(2)比表面积和晶格结构
煅烧条件对所生成的石灰的晶体大小、比表面积、气孔率等有密切联系，因此可以通过表面积大小表示生石灰活性。Glasson通过表面积和晶格结构的变化，研究煅烧条件对石灰活性的影响。分别在不同温度和时间下研究石灰石和氢氧化钙在真空中或空气中的分解。根据实验得出煅烧过程可以分为三部分：①石灰石开始分解，形成CaO晶体，但还是保持原来CaCO3的结构，没有直接影响表面积，但是没有分解的石灰石可能烧结，因此表面积略有下降。②CaO开始重结晶，原来的CaCO3晶体结构开始转换成更稳定的CaO晶体结构，表面积开始增加。③CaO晶体开始烧结，当然这个过程在②完成前已经开始。
(3)盐酸消耗速率
按照原冶金部标准ZBQ27002-85中有关冶金石灰活性的检验方法，量取40±1℃水2L导入3L大烧杯中，开动搅拌器，待温度恒定到40±1℃，加酚酞8～10滴，一次性倒入粒度为1～5mm的石灰样50g，当酚酞开始呈红色时，用40mol/L盐酸滴定，直到红色消失，如又出现红色，并继续滴入盐酸，直到混合液中红色再消失，记录下第10min时盐酸的消耗量。本方法对于普通的冶金石灰石可行的，但是对石灰活性较高的石灰，造成酚酞指示剂在高pH值的碱性溶液中呈无色，无法正确判断终点而造成滴定结果误差较大。
在研究中，模拟现场条件等对生石灰活性的影响，生石灰与水混合后首先反应产生Ca2+、OH﹣并形成氢氧化钙过饱和溶液，再由此结晶出固相氢氧化钙。而石灰乳的活性主要表现在Ca(OH)2颗粒的分散性，分散性越高，说明氢氧化钙颗粒越细，反应表面积越大。当生石灰为高活性时，由于其表面积大，空隙率高等因素，消化反应速率快，使液相中Ca2+、OH﹣浓度急剧上升，从而过饱和度也急剧增加，在这种溶液中氢氧化钙的晶核形成速度快、晶核成长慢，可以获得高分散性的固相氢氧化钙，因此，对于相同的生石灰或相同的操作条件下，生石灰的表观消化速率越大，生成石灰乳的反应活性越高。因此也最适合用湿法消化曲线来反映石灰的消化过程。
基于湿法消化曲线的试验方法，主要通过表观消化率和表观消化转化率表示生石灰或所生成石灰乳反应活性。
(1)表观消化率
表观消化率是通过消化时间(△t)表示。在其他条件相同的情况下，比较某一条件对石灰消化的影响，总消化时间越短，说明石灰的表观消化速率越快，生成的石灰乳活性越高。
(2)表观消化转化率
表观消化转化率表示石灰中的CaO水合生成Ca(OH)2的比例，通过消化过程中溶液的总升温(△T)表示。主要由于石灰中的CaO含量和消化操作条件决定，还与消化水中的离子有关。
基于以上表观消化率和表观消化转化率的理论，我们提出了利用表观消化转化速率这个定义来直观表示生石灰或所生成石灰乳反应活性。
(3)表观消化转化速率
表观消化转化速率是通过消化过程中溶液的总升温(△T)和消化时间(△t)的比值来表示。表观消化转化速率越快，从一定程度上就说明石灰的消化速率越快，活性度越高。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种活性石灰表观消化转化速率测定装置，其特征在于该装置包括以下部件，转速控制器(1)，计算机(2)，温度传感器(3)，支架台(4)，搅拌器(5)，保温容器(6)和热电偶(7)；
所述支架台(4)上具有搅拌器(5)，该搅拌器下部具有搅拌棒和搅拌叶片，所述搅拌棒和搅拌叶片深入保温容器(6)的内部用于搅拌，该保温容器(6)为绝热保温容器，所述保温容器(6)具有热电偶(7)，该热电偶(7)和温度传感器(3)相连，所述搅拌器(5)和转速控制器(1)相连，所述转速控制器(1)和温度传感器(3)均由计算机(2)控制。
所述搅拌器(5)为JJ-1A精密增力电动搅拌器，转速为1-3000r/min之间可调。
所述热电偶(7)采用PT100高精度热电偶。
所述计算机屏幕上能够实时显示搅拌器转速和保温容器的温度，并记录温度随时间变化曲线。
有益效果：
采用计算机自动绘制温升曲线，自动计算出活性石灰试样表观消化转化速率，采用步进电机带动搅拌器，转速全程可调可控，采用PT100高精度热电偶进行温度测定，计算机自动绘制温升曲线，自动显示，直观明了。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
一种活性石灰表观消化转化速率测定装置，其特征在于该装置包括以下部件，转速控制器(1)，计算机(2)，温度传感器(3)，支架台(4)，搅拌器(5)，保温容器(6)和热电偶(7)；
所述支架台(4)上具有搅拌器(5)，该搅拌器下部具有搅拌棒和搅拌叶片，所述搅拌棒和搅拌叶片深入保温容器(6)的内部用于搅拌，该保温容器(6)为绝热保温容器，所述保温容器(6)具有热电偶(7)，该热电偶(7)和温度传感器(3)相连，所述搅拌器(5)和转速控制器(1)相连，所述转速控制器(1)和温度传感器(3)均由计算机(2)控制。
所述搅拌器(5)为JJ-1A精密增力电动搅拌器，转速为1-3000r/min。
所述热电偶(7)采用PT100高精度热电偶。
所述计算机屏幕上能够实时显示搅拌器转速和保温容器的温度，并记录变化曲线。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (4)
1.一种活性石灰表观消化转化速率测定装置，其特征在于：该装置包括以下部件，转速控制器(1)，计算机(2)，温度传感器(3)，支架台(4)，搅拌器(5)，保温容器(6)和热电偶(7)；
所述支架台(4)上具有搅拌器(5)，该搅拌器下部有搅拌棒和搅拌叶片，所述搅拌棒和搅拌叶片深入保温容器(6)的内部用于搅拌，该保温容器(6)为绝热保温容器，所述保温容器(6)具有热电偶(7)，该热电偶(7)和温度传感器(3)相连，所述搅拌器(5)和转速控制器(1)相连，所述转速控制器(1)和温度传感器(3)均由计算机(2)控制。
2.如权利要求1所述的一种活性石灰表观消化转化速率测定装置，其特征在于：所述搅拌器(5)为JJ-1A精密增力电动搅拌器，转速为1-3000r/min之间。
3.如权利要求1所述的一种活性石灰表观消化转化速率测定装置，其特征在于：所述热电偶(7)采用PT100高精度热电偶。
4.如权利要求1所述的一种活性石灰表观消化转化速率测定装置，其特征在于：所述计算机屏幕上能够实时显示搅拌器转速和保温容器的温度，并记录变化曲线。
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