Производство извести

3. Основы обжига извести

Производство извести состоит в обжиге известняков; этот процесс ведется в печах различных систем. В зависимости от химического и минералогического состава сырья, его структуры и плотности, режима и температуры обжига может быть получена известь с различными свойствами.

Вопросом обжига известняков занимались многие ученые, но до настоящего времени ряд теоретических и практических вопросов производства извести еще не нашел общепризнанного решения. Это объясняется не столько недостатком исследований и практического опыта, сколько сложностью решаемых вопросов.

В настоящей статье дается краткий обзор современного состояния производства извести в объеме, необходимом для решения вопросов, связанных с производством известково-песчаных изделий.

Конечной целью обжига известняка является получение высококачественной извести. Но известь применяется в качестве сырья во многих различных технологических процессах, поэтому требования, предъявляемые к высококачественной извести, весьма различны и нередко даже противоречивы. Таково положение в производстве известково-песчаных изделий. Для приготовления смесей для плотных силикатных изделий требуется полностью погашенная известь. В этом случае одним из основных требований, предъявляемых к качеству извести, является большая скорость гашения. В производстве же ячеистых изделий часть извести должна гаситься в формах и связывать избыток воды, необходимый для формования. Здесь слишком большая скорость гашения извести будет сказываться отрицательно, т. к. смесь начнет загустевать уже в мешалке, что затруднит последующее формование.

Кроме обычных примесей, в известняке в незначительном количестве содержатся различные химические соединения, которые могут оказывать существенное влияние на процесс обжига. В течение последних десятилетий в этой области были сделаны некоторые интересные наблюдения.

Процесс обжига извести зависит не столько от химического состава известняка и температуры обжига, как полагали раньше, сколько от структуры известняка (зерновой, кристаллической, величины кристаллов). Однако это еще далеко не все, что необходимо учитывать для выработки режима обжига.

При высоких температурах углекислый кальций разлагается следующим образом:

(равенства молекулярных весов), т е. выделяется углекислый газ в количестве 44% от веса исходного вещества и образуется окись кальция в количестве 56%.

Удельный вес кристаллического углекислого кальция (известкового шпата) равен 2,72 г/см³, а окиси кальция — 2,75÷3,40 г/сл³. Если представить углекислый кальцин в виде сплошного кристалла и взять его весом в 1 кг, то занимаемый им объем составит 0,37 л. Вес извести, получающейся из 1 кг карбоната, будет 0,56 кг. Соответственно этому весу известь должна занять объем, равный 0,20—0,16 л. В действительности же при разложении углекислого кальция расчетного уменьшения объема не происходит, и хотя известь, получающаяся при обжиге, является пористым продуктом, значительной усадки ее не наблюдается.

При разложении карбоната из одной молекулы углекислого кальция получается одна молекула углекислого газа. Один мать (грамм-молекула) газа при нормальных условиях (760 мм рт. ст., 0°) занимает объем 22,4 л. Так как вес 1 моля углекислого кальция составляет 100 г, то из 1 кг СаСО₃ получается 224 л углекислого газа. Этот подсчет говорит о значительном объеме выделяющегося газа и показывает, насколько плотно «упакованы» молекулы СO₂ в составе карбоната. При температурах обжига извести 900—1200^о объем выделяющегося углекислого газа доходит до 962—1200 литров. Кроме того, к СO₂ присоединяются значительные объемы газообразных продуктов горения, а также азота и кислорода из расходуемого на горение и избыточного воздуха. На диаграмме, составленной В. Н. Юнгом (7] (рис. 2), показан состав отходящих газов. Если при обжиге извести полное сгорание топлива (теоретически) происходит при минимально требуемом количестве воздуха, то выходящие из печей газы содержат 49% CO₂ и 51% азота (рис. 2).

Если, например, в выходящих из печей газах содержится 7% кислорода, то СО₂. полученного от разложения карбоната, лишь — 25%. В таком случае при обжиге 1 кг извести при 1200° общее количество выходящих нз печей газов составит около 5000 литров (без учета потерь тепла от теплопроводности печен и от излучения). В действительности же, в зависимости от конструкции печен, по этим причинам теряется 40—80% тепла. Учитывая это, объем практически проходящих через печь газов в 5—10 раз превышает объем углекислого газа, выделяющегося при разложении углекислого кальция.

Процесс обжига известняка выражается следующим термохимическим уравнением:

Для разложения одного килограмма СаСО, требуется 425 ккал тепла. При подсчете количества тепла, потребного для обжига известняка, следует учитывать еще и такие расходы тепла:

1. испарение содержащейся в сырье влаги:

2. тепло, уносимое отходящими газами;

3. излучение тепла через стейки печи:

4. тепло, уходящее из печи вместе с выгружаемой остывающей известью.

Процесс диссоциации углекислого кальция представляет собой обратимую реакцию, которая может идти в том и другом направлении, в зависимости от температуры и парциального давления СО₂ в окружающей среде. Чтобы реакция шла в нужном направлении, необходимо снижать парциальное давление углекислого газа удалением его из печи с помощью естественном или искусственной тяги, а также повышением температуры. Разложение углекислого кальция начинается тогда, когда упругость диссоциации СО. превысит парциальное давление углекислого газа в находящихся в печи газах. Юнг дает кривую температуры и давления при разложении (упругость диссоциации) углекислого кальция (рис. 3).

На оси абсцисс нанесены температуры, а на оси ординат — величины давления в миллиметрах ртутного столба с отмеченной пунктиром ординатой для давления СО₂, равного 1 атм. На оси ординат помещена шкала с делениями, показывающими расчетное содержание СО₂ в объемных процентах в газовой среде, окружающей диссоциирующий карбонат с парциальным давлением. соответствующим давлению углекислого газа По этой кривой видно, что разложение углекислого кальция начинается при температуре, превышающей 600^о, при незначительном парциальном давлении углекислого газа и малом процентном содержании СО₂ в окружающей газовой среде.

Если рассмотреть данные состава печных газов, можно установить, что известняк при температуре 850^о, и в особенности при температуре 900^о, может полностью разложиться, так как при температуре 850° парциальное давление углекислого газа составляет 400 мм рт. ст. Этому соответствует содержание СO₂ в окружающей газовой среде, несколько превышающее 50% (рис 3). Между тем, из практики известно, что ни 850^о, ни 900° не являются температурами обжига извести в обычных печах. Как указывает А. А. Байков, причины различия температур обжига следующие: 1) неодинаковое физическое состояние сырья; 2) присутствие посторонних веществ, образующих с СаСO₃ твердые растворы (MgCO₃ и FeCO₃); 3) наличие шлакующих примесей (SiO₂, Аl₂O₃; Fe₂O₃). Исследования показали, что MgCO₃ разлагается прн нормальном давлении при температуре 640—660°. Разложение доломита происходит этапами: прн температуре 734—736° разлагается MgCO₃, причем, первоначально доломит разлагается на СаСОз и MgCO₃, вследствие чего MgCO₃ при обжиге доломита разлагается при температуре, превышающей температуру разложения чистого магнезита на 100°. Затем при температуре 904—906° происходит разложение СаСO₃.

Во время обжига известняк, поглощая тепло, превращается в известь. После удаления из известняка СО₂, образующаяся известь получается пористой и имеет сравнительно низкую теплопроводность. Каждый образующийся слон извести является как бы теплоизолирующим слоем, задерживающим передачу тепла в глубь обжигаемого известняка. Чем толще слой извести, тем больше сопротивление для проникновения тепла в глубь обжигаемого куска материала, т. е. более высокие температуры нужны для эффективной передачи тепла в глубину куска известняка для полного разложения углекислого кальция. Поэтому в производстве извести обжиг известняков ведется при более высоких температурах по сравнению с медленным разложением карбоната в лабораторных условиях, когда исследованию подвергаются небольшие количества материала и скорость обжига не имеет практического значения.

Практика показала, что количество извести зависит также от срока достижения температуры диссоциации. В. Муррей нашел, что при обжиге чистого кальцита известь получается более активной при медленном повышении температуры. Высказывались мнения, что большое значение имеет также кривая повышения температуры. Было замечено, что на качество извести влияет также ее охлаждение.

Выход известкового теста и его пластичность при быстром охлаждении после обжига были выше, чем при медленном.

При обжиге важно, чтобы свободная СO₂ удалялась из печи по возможности быстро, так как высокое парциальное давление углекислого газа препятствует процессу. Высказывались мнения, что обжиг известняков под вакуумом должен дать экономию топлива и известь более высокого качества. Но вакуумирование процесса обжига во всем объеме обжигаемого известняка невозможно. Углекислый газ должен выходить из куска известняка через очень мелкие поры, внутри же камня практически всегда имеется 100-процентная атмосфера СO₂ и более высокое давление. По этой причине и вследствие высокой теплоизоляционной способности пористых слоев известняка декарбонизация внутри куска продолжается значительно дольше, чем в поверхностных слоях. Чем большие куски предполагается обжигать в экономично приемлемые сроки, тем Солее высокие температуры придется применять. Но, как известно, высокие температуры обжига обычно сопровождаются ухудшенном качества извести.

В течение одного промежутка времени при одинаковых условиях мелкие куски известняка разложатся во всей толще, в то время как в ядре более крупных кусков диссоциация может еще не закончиться. Поэтому желательно обжигать куски примерно одинаковой величины. В. Азбе для обычного индианского известняка вывел зависимость (рис. 4) между температурой обжига, объемом куска известняка кубической формы и временем, расходуемым на обжиг (прогрев и декарбонизация).

Кубы ребра которых вдвое длиннее, а объем в 8 раз больше, требуют для предварительного прогрева и обжига в четыре раза больше времени (рис. 4). Кривые (рис. 4) действительны для процессов обжига, в которых поверхность материала открыта для теплых газов. Но в шахтных и в кольцевых печах материал не находится в таких условиях. Можно считать, что в шахтных печах известняк имеет 50% свободной поверхности, поэтому при равных температурах и условиях теплопередачи шахтные печи требуют на обжиг вдвое больше времени в сравнении с данными рис. 4. Из этого рисунка видно большое влияние температуры обжига на скорость разложения известняка; одинаковый результат обжига может быть получен и при более низких температурах, если уменьшить размеры кусков обжигаемого материала. Исследовательская работа В. Азбе дает исчерпывающие данные также и о влиянии скорости выходящего газа, о форме кусков извести и других факторах, влияющих на процесс обжига.

Неравномерное прохождение газов через участок обжигаемого известняка показано на рис. 5.

На участке А скорость газов очень велика, на участке В — медленнее, а на участке С газы не движутся. У поверхности известняка D теплопередача высокая, на участке же Е передача тепла происходит только путем излучения с участка G. где имеет место горение газов. Небольшие куски полностью обожженной извести энергично излучают тепло в участки с меньшей температурой. Под рисунком изображены кривые вероятного распределения температуры и скорости прохождения газов по линии а—а.

Для экономии топлива при обжиге и снижения температуры выходящих из печи газов Б. И. Китаев рекомендует пользоваться только высококалорийным топливом или добавлять кислород в воздух, идущий на горение. В обоих случаях достигается уменьшение содержания тепла в газах и повышение температуры их горения.

Следует Также отметить влияние водяного пара, содержащегося в печных газах, на скорость разложения известняка. Это влияние состоит не только в снижении концентрации углекислого газа в печи. По мнению Юнга, водяной пар каталитически влияет на ускорение разложения карбонатов. Действительно, увлажненный известняк обжигает легче и лучше, чем сухой. Однако введение в печь вместе с воздушным дутьем водяного пара соответствующего эффекта не дает.

Самые чистые известняки (исключая мрамор) содержат 2—3% примесей— главным образом кремнезема и глинистых веществ. Наличие веществ в массе карбоната иногда резко сказывается на качестве получаемой извести, ее свойствах, а иногда и на процессе обжига.

При обжиге известняка высокие температуры, доводящие обжигаемый материал до значительного спекания, не применяются. Однако содержащиеся в известняке примеси и при применяющихся температурах обжига могут вступать в реакцию с окисью кальция в твердом состоянии.

Характер этих реакций еще мало изучен. Но поскольку они происходят в первую очередь на поверхности и затем распространяются в глубь материала, то взаимное расположение компонентов реакции имеет существенное значение. С повышением температуры увеличивается молекулярно-кинетическое движение в кристаллической решетке, способствующее выделению молекул из решетки и их диффузии в другие решетки. Такие перемещения молекул в решетке могут произойти до выделения углекислого газа.

Чем плотнее известь, получаемая после обжига, тем она крупнозернистее, тем труднее гасится. Если известь обожжена до спекания отдельных частиц в крупные плотные куски, она не впитывает в себя воду, слабо реагирует с ней на поверхности и практически не гасится. По данным О. Руффа чистая (без примесей) СаО начинает плавиться лишь при температуре 2858°. Поэтому в практике известняки, дающие «намертво обожженную» известь, не встречаются.

Явления спекания известей наблюдаются при относительно низких температурах обжига — 1100—1200°. Обычно спекание происходит только на поверхности, не проникая внутрь куска извести, чему способствуют различные примеси на поверхности известняка. а также зола топлива. На процессы обжига известняка значительное влияние оказывает его плотность и величина кристаллов.

Крупнокристаллические известняки поддаются обжигу труднее, чем мелкокристаллические. Трудно обжигаются и мелкозернистые известняки малой твердости, например, мел. Теплопроводность плотного известняка в 4—5 раз превышает теплопроводность мела. От температуры обжига зависит также механическая прочность извести. Чем выше температура обжига, тем выше прочность извести. Это следует учитывать при складировании, хранении и транспортировке последней.

На Опытном заводе в г. Таллине было произведено несколько электронномикроскопических наблюдений структуры обожженных известен (рис. 6). Рассматривавшиеся пробы (навески порошка и мелкие кусочки) обжигались в лабораторной муфельной печи в платиновом тигеле. Повышение температуры производилось со скоростью 6° в минуту. Пробы, обожженные по заданному режиму, помещались в горячем состоянии в изолятор (рис. 24). Препараты изготовлялись и рассматривались немедленно после остывания проб.

При повышении температуры до 900° углы кристаллов порошка чистого карбоната кальция закруглились (6-а), но общая форма и величина кристаллов, в основном, сохранялась. Взвешивание пробы определило, что около 18% СаСО₃ диссоциировалось.

На рис. 6-6 показаны типичные частицы разложения карбоната, получившиеся после 2-часового обжига материала, состоявшего из частиц круглой формы величиной 1—2 м. при температуре 800—900°. Диссоциация СаС0₃ в этом случае была 100%-ной.

На рис. 6-в показана известь, образовавшаяся при повышении температуры до 1100° со скоростью 6° в минуту. Частицы круглой формы слились, картина существенно не отличается от рис. 6-б. Известь, полученная при обжиге чистого карбоната в течение 3-х часов при температуре 1000—1100°, показана на рис. 6-г; круглые частицы превратились в слегка продолговатые. Гранен кристаллов и острых углов при наблюдениях замечено не было.

Этими опытами показана зависимость результатов обжига известняка от величины частиц обжигаемого материала.

Карбонат кальция, не содержащий примесей, после 4-часового обжига при температуре 900° гасили в порошок. Порошок извести четверо суток выдерживали в изоляторе в среде углекислого газа, а затем в течение 34 суток — в комнатном воздухе. За это время известь почти полностью превратилась в карбонат. Электронномикроскопические наблюдения выявили большое количество маленьких частиц и отдельных кристаллических поверхностей (рис. 6-д). Круглая форма частиц стала тонкоостроганной. В спекшихся агрегатах имелись трещины. Восстановленный карбонат был вновь обожжен в известь прн повышении температуры до 1100° со скоростью 6° в мин. (6-е). Наблюдения показали, что в сильно спекшихся агрегатах встречались круглые формы частиц. Диаметр спекшихся частиц с оставлял 0,5—1 μ. Они имели размеры, равные размерам частиц карбонизированной извести до обжига. Это показывает, что при обжиге более тонких частиц карбоната кальция получаются и более тонкие частицы извести.

На рис. 6-ж показана гашеная известь, которая после гашения в течение 2-х часов обжигалась при температуре 800—900° (рис. 6-з). Наблюдения показали, что в этом случае в форме частиц, образующих агрегат, получается большое количество прямых гранен и больше неправильностей, чем у извести, полученной обжигом карбоната. В спекшихся агрегатах имеются трещины; величина частиц с круглой поверхностью соответствует величине частиц гидратной извести. Это указывает на то, что округление частиц и сравнительно глубокое спекание при диссоциации СаСО₃ в известных пределах является характерным также и для термической диссоциации Са(ОН)₂, т. е. в случае, когда СаО получается при выделении Н₂О в газовой фазе. Данные наблюдении показывают, что спекание происходит более интенсивно в период выделения газовой фазы. Учитывая, что разложение Са(ОН)₂ происходит при более низкой температуре (547°), когда молекулярнокинетическое движение частиц небольшое, округление частиц при нагревании Са(ОН)₂ происходит в меньшем объеме, чем при обжиге СаСО₃.

Извести, полученные из некоторых природных известняков, например, из белого мрамора, Вазалеммааского мрамора (ЭССР) и Сааремааского доломита (ЭССР), при обжиге в течение двух часов при температуре 1000—1100° имеют тонкопористую структуру (рис. 7). Средине размеры пор извести от 0,05 до 1 р.

В зависимости от сырья спекание частиц материала, обожженного в порошкообразном виде, проходит различно: у Вазалеммаского мрамора в большом объеме, у Сааремааского доломита почти незаметно. Различный продукт обжига получается при разной структуре, разном химическом и минералогическом составе сырья.

Приведенный материал показывает, что при относительно низких температурах диссоциации спекание тонких частиц извести происходит в сравнительно большом объеме: при этом куски извести сохраняют пористую структуру. При высоких температурах обжига спекание пористых агрегатов продолжается и пористость уменьшается, т. н. «намертво-обожженные» извести, неспособные гаситься в обычных условиях.

Процессу спекания способствуют содержащиеся в известняке примеси, например, SiO₂, Аl₂O₃, Fe₂O₃ и др., которые реагируют с известью в твердой фазе.

Из вышесказанного следует, что резкие колебании свойств извести зависят от сырьевых материалов и режимов обжига. Однако дезинтеграторная обработка при производстве силикальцитных изделий во многом способствует повышению степени однородности извести.

4. Печи для обжига известняка

Обжиг извести производится в печах различных типов.

1. Напольные печи — простейшие, старого типа (рис. 8); применение их временное. Строительство не требует капитальных затрат и дефицитных строительных материалов (шамотного кирпича, металлических конструкции и т. д.).

Существенные недостатки таких печей:

а) неполное сгорание и большой расход топлива; б) большая трудоемкость операций и тяжелые условия труда рабочих, обслуживающих печи; в) низкая производительность; г) низкое качество и неоднородность продукции, вследствие недожога и пережога отдельных кусков извести.

2. Кольцевые печи — непрерывно действующие, предназначенные для обжига красного кирпича и извести установки (рис. 9).

Известняк укладывается вручную, аналогично укладке кирпича-сырца. т. к. эту работу трудно механизировать. Не механизирована и выгрузка извести из печи. Качество получаемой извести довольно высокое. Обжиг известняка, в сравнении с обжигом в других печах, более «мягкий». В настоящее время печи такой конструкции строятся редко, т. к. в них не механизированы основные производственные процессы.

3. Шахтные печи для обжига известняка являются наиболее распространенными. В зависимости от вида применяемого топлива и способа его сжигания они делятся на пересыпные и газовые.

В пересыпных печах (рис. 10) известняк вместе с топливом загружается в шахту печи через верхние загрузочные люки и по мере выгрузки из печи обожженной извести постепенно опускается, проходя зоны прогрева, обжига и охлаждения. Топливо, опускаясь вниз, сгорает, выделяя тепло, необходимое для обжига известняка Газы удаляются через газоотвод, а обожженная известь выгружается с помощью специального выгрузочного механизма.

Воздух, необходимый для горения топлива, поступает в печь снизу. В зоне охлаждения он нагревается от соприкосновения с горячен известью, которая при этом охлаждается. Благодаря противоточному теплообменному принципу, при котором для подогрева свежезагруженного известняка и топлива используется теплота отходящих газов, а также теплота горячей извести для подогрева необходимого для сжигания топлива воздуха, расход топлива в шахтных пересыпных печах меньше, чем в печах других типов.

Пересыпные печи просты по конструкции и надежны в эксплуатации.

Недостатки этих печей: необходимость применения только коротко-пламенных видов топлива; сжигание длиннопламенного топлива в шахтных печах связано с неполным использованием его калорийности. Обожженная известь разгружается вместе с золой, шлаком и несгоревшим топливом, что снижает качество извести.

При обжиге топливо непосредственно соприкасается с известняком, в результате чего между содержащимися в золе различными окисями и известью могут иметь место реакции в твердой фазе, образующие трудногасящиеся соединения и снижающие качество извести. Имеется большое количество различного местного длиннопламенного топлива, которое может быть использовано для обжига извести только в газовых печах. Поэтому последние более распространены, чем пересыпные печи.

Газовые печи по способу сжигания топлива разделяются на печи с выносными топками полного сгорания, с выносными топками неполного сгорания (полугазовый способ) (рис. II) и работающие на генераторном газе. Известняк загружается отдельно через верх печи, а раскаленный газ и несгоревшее топливо вводятся в шахту печи примерно на уровне ¹/₃ высоты от низа последней.

В печах полного сгорания с выносными топками реакция горения проходит полностью, для чего слой топлива держится невысоким и в топку подается достаточное для горения количество воздуха. Известь обжигается раскаленными топочными газами, поступающими в печь из топки, с температурой 1000—1200°. При полугазовых печах топливо сжигается в топках не полностью, горение его продолжается в самой шахте печи, куда дополнительно подают воздух. Обжиг извести полугазовым способом является переходным к обжигу на генераторном газе, получаемом в генераторах, расположенных вблизи печи.

Расход условного топлива на обжиг извести в пересыпных шахтных печах составляет 12—15% от веса обожженной извести, или 840—1050 ккал на 1 кг. В печах с топками полного сгорания расход топлива составляет 20—25%, или 1400—1750 ккал на 1 кг; в печах с полугазовыми топками 18—20%, или 1200—1400 ккал на 1 кг; в газовых печах расход топлива равен расходу в полугазовых печах или несколько превышает его.

Производительность шахтных печей колеблется от 15 до 150 г в сутки и зависит от рода печей, их размеров, а также от вида известняка и топлива.

В зависимости от свойств материала и рабочего режима в шахтных печах можно получить высококачественную известь мягкого обжига. Для этих типов шахтных печей необходимо, чтобы загружаемый известняк имел по возможности одинаковую величину и форму кусков. Тогда процесс обжига извести проходит равномерно по всему поперечному сечению печи. Если в шахтную печь загружают куски известняка разной величины, то крупные осыпаются по стенкам печи, а мелкие остаются центре ее. Газы встречают в центре печи значительно большее сопротивление и движутся, главным образом, по стенкам печи. В результате этого куски известняка, находящиеся в центре, могут остаться не обожжеными. Проходящие вдоль стен горячие газы пережигают находящиеся там куски известняка и быстро разрушают футеровку печи. При это одна и та же печь будет выдавать одновременно недожженную и пережженную известь.

Такие извести затрудняют производство пеносиликальцитных изделий.

4. Вращающиеся печи используются для обжига дробленых материалов и шламов (рис. 12).

Материал загружается в печь по желобу 1. Наклонное положение барабана печи 2 при вращении перемещает обжигаемый материал к разгрузочной части и через откатную камеру 3 выгружает его в охладительный барабан 4. Топливо (молотый уголь, жидкое топливо, газ) подается через форсунку 5 в откатную камеру; газы, выходя из печи, уносят с собой большее количество пыли, частично осаждающейся в пылеуловительной камере 6. Для ускорения охлаждения извести охладительный барабан располагается в ванне 7, через которую пропускается вода.

В зависимости от длины печи и качества топлива удельный расход тепла при обжиге известняка составляет 1800—2200 ккал на 1 кг извести и 2900—3300 кка.л на 1 кг при обжиге известкового шлама.

К преимуществам вращающихся печей относятся: полная механизация работ, равномерность обжига и однородность зернового состава извести, возможность применения разнообразных видов топлива и обжига рыхлых и высоковлажных пород известняка.

К недостаткам вращающихся печей относятся: большой удельный расход топлива; значительный унос из печи и из холодильника пыли, для улавливания которой требуется большой объем пылеотстойных камер; загрязнение извести золой при применении пылевидного топлива; образование вследствие присадки золы спекшейся пленки, затрудняющей гашение известия; большой процент пережога извести при применении жидкого топлива.

Несмотря на указанные недостатки, в таких странах, как в США, в последнее время новые предприятия известковой промышленности строятся с вращающимися печами, работающими, главным образом, на газе. Получаемая известь имеет высокое качество и значительно дешевле извести, обжигаемой в шахтных печах.

5. Обжиг известняка в кипящем слое представляет особый интерес. Он основан на интенсификации теплопередачи от газов к известняку путем увеличения поверхности их соприкосновения. Наиболее полная теплопередача будет в условиях, когда материал находится в полувзвешенном состоянии, как бы в виде кипящего слоя в потоке горячих газов. Схема пятикамерного реактора, применяемого в США для обжига извести в кипящем слое, показана на рис. 13.

Размельченный известняк размерами от 0,2 до 3,5 мм подается специальным питателем в реактор, который представляет собой металлический цилиндр диаметром 4 л и высотой 13.5 м, отфутерованный огнеупорным кирпичом. Он имеет четыре решетчатых куполообразных свода, выложенных из огнеупорного кирпича и разделяющих его по высоте на пять камер. Обжигаемая известь не может проходить через отверстия в сводах, разделяющих камеры реактора, т. к. этому препятствуют восходящие кверху токи газов. Камеры реактора соединяются между собой трубами из нержавеющей жароупорной стали, по которым перемещается обжигаемый известняк.

Практика показала, что такой обжиг может давать полную декарбонизацию известняка при температурах, близких к расчетным. Оптимальная температура обжига реактора — 900—1000°. Этот способ позволяет получать известь мягкого обжига и однородного качества. Расход топлива в такой установке составляет 1200 ккал на 1 кг и почти равен расходу топлива в мощных шахтных печах. Исследования А. И. Лукницкого показали, что обжиг известняка в кипящем слое на небольших установках экономичен.

Поэтому при необходимости такой способ обжига может быть организован непосредственно на силикальцитном заводе.

В Чехословакии разработано ординальное решение обжига извести во взвешенном состоянии. Предусматривается частичная декарбонизация молотого в порошок известняка дымовыми газами в специальном трубопроводе и окончательный обжиг в небольшой вращающейся печи. Авторы считают этот способ обжига извести самым экономичным. В настоящее время установка проходит испытание. Обжиг в кипящем слое позволит готовить быстрогасящиеся извести из магнезнальных и доломитовых известняков. Они попользуются в производстве пено- и газосиликальцита.

Производство извести и ее применение при изготовлении известково-песчаных изделий
И. А. Хинт