隨著回轉窯操作技術和活性石灰煅燒工藝的發展和需要,如何更進一步地提高、完善和統一對回轉窯操作知識的認識,達到理論與實踐有機結合的目的,仍是活性石灰煅燒技術發展過程中不可忽視的課題。
活性石灰之所以要經過“煅燒”而獲得。是因為它的原料——石灰石在向石灰轉化時,需要經過一個吸熱、分解反應的過程。
石灰石被加熱并達到分解溫度后,邊吸收一定的熱量,邊進行分解。這一熱量常被稱之為分解熱。足夠的熱,使石灰石發生從物理性質到化學性質的轉化反應。其煅燒機理為:
將石灰石CaCO3(碳酸鈣)加熱,分解出CO2(二氧化碳)。得到CaO(氧化鈣),也就是活性石灰、或者是石灰。它的加熱反應式為:
CaCO3—△→CaO+CO2↑+Q
根據實驗表明,使CaCO3發生分解反應的理論溫度為870—920℃。而實際煅燒時的分解溫度,在考慮到燃燒質量、襯磚吸熱、窯體散熱、廢氣含熱等眾多因素時,所投入的熱量則要高于理論分解所需的熱量。這一分解溫度,在帶豎式預熱器的回轉窯上約為1250℃。當然,這一溫度是指CaCO3在此溫度下,在規定的時間范圍內,CaO內的殘留CO2含量為2%時。
在石灰的煅燒理念中,將CaCO3加熱、分解并得到CaO過程通常是比較容易實現的。但是,對活性石灰而言,更為重要的是如何使生成的CaO具有“活性”性能。這對它的保證基礎則是:石灰原料具有符合產品需要的理化指標。具有煅燒前期的預熱分解保證。具有合理的煅燒溫度和時間。煅燒窯爐具有滿足產品需要的性能。
CaCO3的分解是需要熱量的。通過理論測算結果表明:kg(千克)單位的CaCO3分解,需要約1200大卡的熱量。
根據這一熱量指數與所選用燃料的低發熱值指數進行衡算,可以得出單位CaCO3分解所需的燃料用量。這個理論熱量指數在進一步的理念中,預示著它與CaCO3分解過程,溫度和時間的密切關系。
影響溫度的主要因素是燃料的質量和數量。煅燒設備則是影響煅燒時間的重要因素。
在活性石灰的煅燒過程中,對石灰石的粒度要求,是為了保證滿足用戶需要的同時,又要符合自身煅燒條件的需要。因為,它會在很大程度上影響煅燒過程設備性能的發揮。
由石灰的轉化生成過程事以得知,活性石灰的煅燒機理,實際上就是產生熱量,傳遞熱量,熱量轉換的過程。是使CaCO3的性質在特定的煅燒設備和煅燒環境中,在規定的時間內發生質變的過程。