PL197010B1 - Sposób przetwarzania wapna pokarbidowego - Google Patents

Abstract

Sposób przetwarzania wapna pokarbidowego na wapno hydratyzowane polegający na dodawaniu do wapna pokarbidowego wapna palonego i mieszaniu składników, znamienny tym, że do wapna pokarbidowego o uwodnieniu nie wyższym niż 60% dodaje się wapno palone w ilości 1,1 - 1,4 kg CaO w przeliczeniu na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym, szybko i dokładnie miesza się oba składniki i prowadzi się egzotermiczną reakcję w temperaturze wynikającej z wydzielającego się ciepła reakcji, przy czym kontaktuje się reagującą mieszaninę z powietrzem atmosferycznym, poprzez nadmuchiwanie i/lub przepuszczanie go przez złoże, w ilości do 1,5 na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym i jednocześnie przy pomocy powietrza odprowadza się wydzielającą parę wodną, chłodzi się mieszaninę, następnie rozdrabnia się i homogenizuje się wapno hydratyzowane powstałe z wapna pokarbidowego i wapna palonego.

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 197010 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 356787 ^{(51) Int.Cl.}

C04B 2/04 (2006.01) B09B 3/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 22.10.2002 (54)

Sposób przetwarzania wapna pokarbidowego

(43) Zgłoszenie ogłoszono: 04.05.2004 BUP 09/04	(73) Uprawniony z patentu: Instytut Nawozów Sztucznych,Puławy,PL
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.02.2008 WUP 02/08	(72) Twórca(y) wynalazku: Stanisław Nastaj,Puławy,PL

⁽⁵⁷⁾ Sposób przetwarzania wapna pokarbidowego na wapno hydratyzowane polegający na dodawaniu do wapna pokarbidowego wapna palonego i mieszaniu składników, znamienny tym, że do wapna pokarbidowego o uwodnieniu nie wyższym niż 60% dodaje się wapno palone w ilości 1,1 - 1,4 kg CaO w przeliczeniu na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym, szybko i dokładnie miesza się oba składniki i prowadzi się egzotermiczną reakcję w temperaturze wynikającej z wydzielającego się ciepła reakcji, przy czym kontaktuje się reagującą mieszaninę z powietrzem atmosferycznym, poprzez nadmuchiwanie i/lub przepuszczanie go przez złoże, w ilości do 1,5 na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym i jednocześnie przy pomocy powietrza odprowadza się wydzielającą parę wodną, chłodzi się mieszaninę, następnie rozdrabnia się i homogenizuje się wapno hydratyzowane powstałe z wapna pokarbidowego i wapna palonego.

PL 197 010 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarzania wapna pokarbidowego na pyliste wapno hydratyzowane o niskiej zawartości wilgoci do stosowania w rolnictwie i budownictwie

Wapno pokarbidowe jest odpadem w wytwórniach acetylenu. Powstaje w wyniku działania wody na karbid w myśl reakcji;

CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2

Z reguły reakcję powyższą prowadzi się z nadmiarem wody, dlatego pozostałością poreakcyjną po odprowadzeniu gazowego acetylenu jest mieszanina wodorotlenku wapnia i wody zwana wapnem pokarbidowym.

Znany jest z polskiego zgłoszenia P 306 884 sposób wytwarzania produktów wapienniczych poprzez kondycjonowanie mokrego wapna pokarbidowego. Mokre wapno miesza się w ściśle określonych proporcjach z wapnem palonym o odpowiedniej granulacji w ilości 40 do 55% aż do osiągnięcia przez mieszaninę temperatury 90°. Następnie mieszaninę wprowadza się do reaktora, w którym intensywnie biegnie reakcja gaszenia wapna palonego. Po wystąpieniu stanu wrzenia przy temperaturze około 100°C powstają aglomeraty, które ulegają dyspersji. Powstające w reaktorze wapno hydratyzowane poddaje się klasyfikacji ziarnowej.

Znany jest również z polskiego opisu Nr P 336 461 sposób utylizacji wapna pokarbidowego i/lub wytwarzania wapna hydratyzowanego. Do wapna pokarbidowego o łącznej zawartości powyżej 50% aktywnych tlenków wapniowego i magnezowego, dodaje się wapna palonego mielonego w stosunku 1: 0,7079 - 0,8471 o łącznej zawartości 80-90% aktywnych tlenków wapniowego i magnezowego i dodatkowej wody w stosunku 1: 0,2-0,213. Miesza się składniki w mieszarce o obrotach nie większych niż 25 obr/min kontrolując temperaturę reakcji egzotermicznej, aby utrzymywała się od 60-100°C. Otrzymane wapno poddaje się separacji na sicie o boku oczka 1 mm.

W wyżej wymienionych zgłoszeniach proponuje się prowadzenie procesu w zakresie temperatur od kilkudziesięciu do około 100°C. Aby spełnić ten warunek przewiduje się wprowadzenie do reagującej mieszaniny wody lub wodnej zawiesiny wapna hydratyzowanego.

Wprowadzanie dodatkowej ilości wody, oprócz tej wody która jest zawarta w wapnie pokarbidowym, w wyżej wymienionych zgłoszeniach nie jest korzystnym rozwiązaniem, gdyż dodatkowo wprowadzoną wodę trzeba związać i/lub odparować większą ilością dodawanego wapna palonego. Przesłanki ekonomiczne przemawiają za tym, aby utylizację wapna pokarbidowego prowadzić przy użyciu możliwie najmniejszej ilości wapna palonego, gdyż jest ono stosunkowo drogim reagentem.

Niedogodności te eliminuje proponowane rozwiązanie.

Przetwarzanie wapna pokarbidowego - mieszaniny wodorotlenku wapnia i wody w proporcjach wagowych około 1:1 na wapno hydratyzowane pyliste o zawartości wody nie wyżej niż 2%, według wynalazku, polega najogólniej rzecz biorąc na jego odwodnieniu. Mieszanie wapna pokarbidowego z wapnem palonym powoduje związanie części wody z wapna pokarbidowego przez wapno palone w myśl reakcji;

CaO + H₂O Ca(OH)₂ + Q oraz doprowadzenie do odparowania reszty wody kosztem ciepła egzotermicznej reakcji.

Istota rozwiązania charakteryzuje się tym, że do wapna pokarbidowego o uwodnieniu nie wyższym niż 60% dodaje się wapno palone w ilości 1,1 - 1,4 kg CaO w przeliczeniu na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym, szybko i dokładnie miesza się oba składniki i prowadzi się egzotermiczną reakcję w temperaturze wynikającej z wydzielającego się ciepła reakcji, przy czym kontaktuje się reagującą mieszaninę z powietrzem atmosferycznym, poprzez nadmuchiwanie i/lub przepuszczanie go przez złoże, w ilości do 1,5 kg na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym. Jednocześnie przy pomocy powietrza odprowadza się wydzielającą parę wodną, chłodzi się mieszaninę, następnie rozdrabnia się i homogenizuje się wapno hydratyzowane powstałe z wapna pokarbidowego i wapna palonego.

Stwierdzono, że proces można poprawnie prowadzić w układzie, do którego nie wprowadza się dodatkowej wody, w którym reagentem było wapno pokarbidowe o uwodnieniu nie wyższym niż 60% oraz wapno palone o zawartości aktywnego CaO powyżej 90%. W wyniku badań stwierdzono, że przy zastosowaniu wapna palonego w ilości 1,1-1,4 kg na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym. uzyskiwano temperaturę od 109 do 122°C.

PL 197 010 B1

W pobranych próbkach po okoł o 20 minutach, od momentu wymieszania obu reagentów stwierdzono zawartość wilgoci od 1,8 do 2,2%. Oznacza to, że w znacznie krótszym czasie można uzyskać produkt o znacznie niższej zawartości wilgoci niż w technologii z wprowadzaniem dodatkowej wody w celu utrzymania temperatury reakcji nie wyższej niż 100°C.

Wynika to z następujących powodów;

• Ilość wydzielają cego się ciepł a, które moż e być wykorzystane na odparowanie wody wniesionej z wapnem pokarbidowym jest znacznie większa niż w rozwiązaniach proponowanych w wymienionych zgłoszeniach. Dokładniej - ilość ciepła jaka przypada na 1 kg wody (wilgoci) którą trzeba odparować jest znacznie większa.

• Para wodna wydzielająca się z reagującego układu (złoża) jest parą nienasyconą (przegrzaną) o stopniu nienasycenia okoł o 50% przy temperaturze okoł o 120°C. Oznacza to, ż e sił a pędząca proces odparowywania - dążenie układu do stanu równowagi miedzy fazą ciekłą i gazową - jest daleko większa niż w przypadku prowadzenia procesu w temperaturze około 100°C.

Świeżo otrzymany produkt jest gorący i należy go wychłodzić. Podczas prób chłodzenia reagującej mieszaniny okazało się, że wprowadzenie powietrza atmosferycznego do reagującej mieszaniny dodatkowo usprawnia proces. Odpowiednio niski poziom wilgoci w produkcie uzyskiwano po krótszym czasie.

Z wykonanych pomiarów wilgotnoś ci względnej fazy gazowej z wprowadzanym powietrzem okazało się, że wilgotność względna jest znacznie niższa niż w procesie bez powietrza. Powoduje to, że siła pędząca proces przechodzenia wilgoci ze złoża do fazy gazowej w takim układzie jest znacznie większa, a w konsekwencji czas usuwania wilgoci znacząco krótszy.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w poniższym przykładzie wykonania, nie ograniczającym jego zakresu.

P r z y k ł a d

Wapno pokarbidowe w ilości 10 kg o zawartości wody 50,5% oraz 6,5 kg pylistego wapna palonego o zawartości CaO 90,5% wprowadzono do szybkoobrotowego mieszalnika łopatkowego dwuwałowego. Uzyskaną mieszaninę wprowadzono do zbiornika, na którego dnie znajdowała się perforowana rura, przez którą wdmuchiwano do reagującej mieszaniny powietrze o temperaturze 20° i natężeniu przepływu około 5 l/minut. Uchodząca ze zbiornika faza gazowa była mieszaniną wprowadzanego powietrza i pary wodnej. Po około 20 minutach, od momentu wymieszania obu składników produkt zawierał 1,6% wody i miał temperaturę 70°C. W celu głębszego wychłodzenia przez warstwę wapna przepuszczano jeszcze powietrze przez 5 minut i uzyskano końcową temperaturę 41°C. Uzyskane wapno hydratyzowane, ze względu na niejednorodną granulometrię i niejednolite zabarwienie poddano rozdrobnieniu w rozdrabniaczu udarowym szybkoobrotowym, około 3000 obr/min uzyskując pylisty i kolorystycznie jednorodny produkt.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób przetwarzania wapna pokarbidowego na wapno hydratyzowane polegający na dodawaniu do wapna pokarbidowego wapna palonego i mieszaniu składników, znamienny tym, że do wapna pokarbidowego o uwodnieniu nie wyższym niż 60% dodaje się wapno palone w ilości 1,1 - 1,4 kg CaO w przeliczeniu na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym, szybko i dokł adnie miesza się oba składniki i prowadzi się egzotermiczną reakcję w temperaturze wynikającej z wydzielającego się ciepła reakcji, przy czym kontaktuje się reagującą mieszaninę z powietrzem atmosferycznym, poprzez nadmuchiwanie i/lub przepuszczanie go przez złoże, w ilości do 1,5 na 1 kg wody zawartej w wapnie pokarbidowym i jednocześnie przy pomocy powietrza odprowadza się wydzielającą parę wodną, chłodzi się mieszaninę, następnie rozdrabnia się i homogenizuje się wapno hydratyzowane powstałe z wapna pokarbidowego i wapna palonego.