Способ гидратации свободного оксида кальция в высококальциевых золах Советский патент 1992 года по МПК C04B2/08 

Изобретение относится к промышленной стройиндустрии и строительству, в частности к использованию золы-уноса бурых углей взамен части цемента в бетонах и растворах, строительных материалах.

В процессе сжигания твердого топлива окись кальция, образующаяся в результате термического разложения первичных каль- цийсодержащих минералов и соединений, подвергается воздействию высоких температур. В пылегазовом потоке окись кальция частично вступает во взаимодействие с окислами и газами, давая вторичное кальций- содержащее соединение, а часть остается в свободном состоя нии, образуя малоактивную высокотемпературную форму. Кроме того, поверхность частиц свободной окиси кальция зачастую покрыта оплавленной оболочкой стеклофазы, что делает ее труднодоступной для контакта с водой. Указанные особенности высококальциевых зол сдерживают их широкое применение в строительной индустрии,

так как изделия, изготовленные на и :ходной золе, со временем разрушаются.

Известна установка для гидратсщии извести в пылевидной золе (1), содержащая вертикально установленный цилиндрический сосуд с коническими днищами и герметически закрываемыми крышками Для обогрева реактор снаружи окружен паровой рубашкой. До загрузки в реактор золу предварительно увлажняют в лопастной мешалке, откуда она поступает непосредственно в реактор, который загружается на 60% от полной емкости.

Недостатком известной устаноеки является наличие паровой для обогрева и теплоизолирующего покрытия корпуса Кроме того, зола перед подачей в реактор должна увлажняться и перемешиваться в лопастной мешалке, что не исключает налипанле зольной смеси на стенки сосуда.

Также известен способ гидратации свободного оксида кальция в высоко/ольциесо

С

Ov ON 00 СЛ XI

вых золах, который осуществляется в устройстве (2). Способ включает загрузку золы в аппарат для гидратации, подачу через слой золы до окончания гидратации, прекращение подачи пара и выгрузку золы.

Недостатком известного способа явля- ется работа его при атмосферном давлении, длительность процесса гидратации.

Цель изобретения - интенсификация процесса гидратации и исключение конденсации пара в аппарате.

Это достигается тем, что в способе гидратации свободного оксида кальция в высококальциевых золах, включающем загрузку золы в аппарат для гидратации, подачу пара через слой золы до окончания гидратации, прекращение подачи пара и выгрузку золы, аппарат устанавливают в газоходе котла в среде проходящих дымовых газов с температурой 120-140°С, подачу пара осуществляют после нагрева золы до указанной температуры при давлении в аппарате 0,4- 1,2 МПа.

На чертеже показана принципиальная схема установки.

Сосуд 1, рассчитанный на избыточное давление водяного пара на 04-1,2 МПа, смонтирован в газоходе 2 котла, куда поступают отходящие газы с температурой 120- 140°С. Сосуд в верхнем днище имеет течку 3, оборудованную задвижкой 10, для загрузки материала. Нижнее днище сосуда имеет течку 4 с установленной задвижкой 11 для разгрузки гидратированнойзолы. В нижней части сосуда смонтирован кольцевой трубопровод 5 с отверстиями для подачи пара в сосуд. Трубопровод 5 одновременно служит воздухопроводом для разгрузки сосуда от золы. На сосуде установлены манометр 6 и предохранительный канал 7.

Процесс гидратации золы осуществляется следующим образом.

В сосуд 1 подается через загрузочную течку 3 исходная зола до уровня, равного половине высоты сосуда При этом нижняя течка 4 находится в перекрытом положении, а кольцевой трубопровод отключен от подачи пара и сжатого воздуха запорным устройством 9. После заполнения сосуда золой запирается течка 3. Сосуд 1 находится в газовом потоке с температурой газов 120- 140°С, Температура золы контролируется термопарой 12 установленной в центре сосуда. При достижении температуры золы до 120-140°С подается пар в трубопровод 5 с давлением 0,4-1,2 МПа, его потребление контролируется расходомером 13 После

окончания гидратации золы перекрывается трубопровод 5 подачи пара, из сосуда удаляется пар до давления 0 МПа и включается подача сжатого воздуха через трубопровод 5. При открытии задвижки 4 зола удаляется

через трубопровод 8.

После обработки в аппарате удельная поверхность золы повысилась от 2400 до 3826 см2 /г за счет разрушения частиц золы, содержащих свободный оксид кальция.

Для определения прочностных свойств отработанной золы готовят силикатные смеси содержащие песок и золу в различных соотношениях, и формуют образцы-цилиндры. При этом часть образцов формовалась с

добавлением исходной золы и автоклавиро- ванной в установке После формования образцы подвергались гидротермальной обработке в промышленном автоклаве в течение 8 ч.

После извлечения образцов из автоклава они были испытаны на прочность при сжатии.

Результаты испытаний представлены в таблице. Анализ результатов таблицы показывает, что все образцы, изготовленные с применением исходной золы разрушились из-за больших объемных деформаций, а образцы, отформованные с использованием автоклавированной золы, не имели объемных деформаций и обеспечили прочности, приемлемые для изготовления силикатных изделий.

Ф ормула изобретения Способ гидратации свободного оксида кальция в высококальциевых золах, включающий загрузку золы в аппарат для гидратации, подачу пара через слой золы до окончания гидратации, прекращение под- ачи пара и выгрузку золы отличающий- с я тем, что, с целью интенсификации процесса гидратации и исключения кэнденса- ции пара в аппарате, последний устанавливают в газоходе котла в среде про- ходящих дымовых газов с температурой 120-140°С, подачу пара осуществляют после нагрева золы до указанной температуры при давлении в аппарате 0 4-1 2 МПа.

517668576

Результаты физико-механических испытаний образцов-цилиндров бО мм и высотой 50 мм

Использование: в промышленной стройиндустрии и строительстве, а именно для получения из золы-уноса бурых углей заменителя части цемента в бетонах и растворах. Сущность изобретения: аппарат для гидратации свободного оксида кальция устанавливают в газоходе котла, загружают золу в аппарат и подают пар через слой золы до окончания гидратации оксида кальция. Подачу пара осуществляют после нагрева золы до температуры 120-140°С при давлении в аппарате 0,4-1,2 МПа. Затем прекращают подачу пара и выгружают золу. 1 ил. 1 табл

Примечание вода и силикатная смесь вводилась сверх 100%