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石灰消化温升速率的影响因素试验分析(4)

来源:未知 编辑:admin 时间:2017-08-14
大宝坡石灰正交试验极差分析结果
  
  对图2及表4运用直观分析法可知,各个因素对试验指标的影响顺序为: 污泥温度大于泥灰比大于石灰粒度大于搅拌强度。最优方案为污泥温 度60 ℃,石 灰 粒 度 小 于0. 5 mm,转 速300 r / min,泥灰比为1. 5∶ 1. 0时,大宝坡石灰样的表观消化转化速率最快,也就是消化最完全。
2. 2炀琨焰石灰样数据分析
  
  对大宝坡石灰按照正交设计表进行试验,各组试验温升速率结果如图3所示,表5为炀琨焰石灰正交试验极差分析结果。
  
  炀琨焰石灰正交试验消化温升速率
  
  石灰正交试验极差分析结果
  
  对图3及表5运用直观分析法可知,各个因素对试验指标的影响顺序为: 泥灰比大于污泥温度大于搅拌强度大于石灰粒度。最优方案为污泥温 度60 ℃,石 灰 粒 度0. 5 ~ 1. 0 mm,转 速300 r / min,泥灰比为1. 5∶ 1. 0时,炀琨焰石灰样的表观消化转化速率最快,消化最完全。
  
  通过大宝坡石灰样和炀琨焰石灰样的正交试验结果可知: 污泥温度和泥灰比对石灰表观消化转化速率的影响比石灰粒度和搅拌强度显着。提高污泥温度,选择适当的泥灰比,可以大幅提高石灰消化率,石灰粒度的大小对提高石灰消化率有一定影响,搅拌强度对石灰消化速率影响有限。
  
  2. 3单因素试验结果与分析
  
  为了研究出各因素对石灰消化具体的影响,针对正交试验结果,分别对污泥温度、生石灰粒度、泥灰比3种因素进行单因素试验研究,试验方案见表6.分别测定各单因素水平下大宝坡与炀琨焰两产地生石灰的温升速率,见图4至图6.
  
  单因素试验方案
  
  由图4可以看出,随着消化污泥温度的提升,2种生石灰温升速率即表观消化速率均增大,并且温度越高,温升速率提高幅度越大。原因是污泥温度越高,使得各反应物离子之间传质加快,并且反应放出大量热量使溶液温度迅速升高,又促进了物相之间的传质,促进了消化反应的进行。由于大宝坡石灰Ca O含量高于炀琨焰石灰,粒径小于3 mm的比例高出炀琨焰石灰的6. 65 %,消化过程中放热量更大,使得其温升速率及上升趋势均大于炀琨焰石灰。
  
  污泥温度单因素分析图
  
  由图5可知,随着生石灰粒级的增大,表观消化转化率呈降低趋势,其中大宝坡石灰、炀琨焰石灰分别降低至0. 248,0. 035 ℃ /s,这是因为石灰粒径越小,与水反应的表面积越大,使反应原料和反应产物Ca2 +和OH-的扩散加快[10],使得反应速率加快,有利于消化反应进行。
  
  石灰粒度单因素分析图
  
  从图6可以看出,泥灰比从1. 0∶ 1. 0增加到4. 0∶ 1. 0时,大宝坡石灰与炀琨焰石灰温升速率分别从0. 505,0. 229 ℃ /s减小到0. 144,0. 027 ℃ /s.这是由于随着灰泥比增加,污泥的量增加,石灰乳的流动性比低泥灰比时有了明显提高,导致消化温度降低,从而导致消化速度放缓[11].但是当泥灰比过小时,所得的氢氧化钙产物较粘稠,流动性很差,阻碍了水分子在液-固界面的扩散传质,甚至使消化反应中途停止[12].而且对于实际消化装置来说,容易造成设备和管道的阻塞,和安全隐患,这些都不利于消化装置的正常和安全运行,从而加重设备和操作两方面的费用[13].所以综合考虑,石灰消化过程控制泥灰比为1. 5∶ 1. 0.
  
  泥灰比单因素分析图
  
  2. 4石灰优化组合比较分析
  
  为了更好指导工业生产实践,在正交试验及单因素试验基础上,将试验所得出的优化组合与重庆钢铁股份有限公司生产现场的组合进行对比分析,其结果如表7所示。
  
  优化方案对比
  
  由表7可知,在我们优化方案的基础之上,大宝 坡 石 灰 温 升 速 率 由 生 产 现 场 对 比 组 的0. 163 ℃ / s增加到0. 433 ℃ / s,提高了2. 67倍。炀琨焰石灰样温升转化速率由0. 109 ℃ /s增加到0. 409 ℃ / s,提高了3. 75倍。由此可见石灰优化试验对影响因素的选取和水平确定较为合理,石灰温升速率提升比较明显,对重钢石灰消化参数的选取具有指导意义。
  
  3 结 语
  
  以重钢现场所使用的2种石灰为基础,通过4因素4水平正交试验,分析了影响石灰消化速率的各因素,得到以下结论。
  
  1) 通过大宝坡和炀琨焰的石灰样的正交试验,分析得知污泥温度和泥灰比对石灰表观消化转化速率的影响比石灰粒度和搅拌强度显着。在提高污泥温度,选择适当的泥灰比,可大幅提高石灰消化率,石灰粒度的大小对提高石灰消化率是有影响的,搅拌强度对石灰消化速率影响有限。
  
  2) 大宝坡石灰各个因素对试验指标的影响顺序为: 污泥温度大于泥灰比大于石灰粒度大于搅拌强度,其中最优方案为污泥温度60 ℃,石灰粒度小于0. 5 mm,转速300 r/min,泥灰比1. 5∶ 1. 0时为石灰消化的最优条件; 而炀琨焰石灰样的各个因素对试验指标的影响顺序为: 泥灰比大于污泥温度大于搅拌强度大于石灰粒度,最优方案为污泥 温 度60 ℃,石 灰 粒 度0. 5 ~ 1. 0 mm,转 速300 r / min,泥灰比1. 5∶ 1. 0时为石灰消化最优条件,表观消化转化速率最快,消化最为完全。
  
  3) 随着消化污泥温度的提升,温升速率提高幅度较大,并且温度越高,温升速率提高幅度越大; 随着粒级的增大,温升速率逐渐降低; 随着泥灰比的增加,表观消化速率有降低的趋势。
  
  4) 通过优化试验组与生产现场消化数据对比看出,大宝坡石灰表观消化转化速率比对照组提高了2. 67倍,炀琨焰石灰样表观消化转化速率提高了3. 75倍。
  
  [参考文献]
  
  [1] 梁中渝。炼铁学[M].北京: 冶金工业出版社,2009:32-34,57.
  [2] 郝素菊,蒋武峰,韩秀丽,等。石灰活性对烧结矿质量的影响[J].中国冶金,2008,18(1) :13.
  [3] 白彦东。高活性石灰的制备及对烧结矿性能的影响[D].河北: 河北理工大学,2008.
  [4] 叶恩东。活性石灰在攀钢钒钛磁铁矿烧结中的应用[J],四川冶金,2006,28(1) :7.
  [5] 郝素菊,蒋武锋,白彦东,等。石灰活性对烧结矿中铁酸钙结晶形态的影响[J].烧结球团,2007,32(5) :15.
  [6] 王轶。 NID消化过程特点及生石灰活性的测定与分析[J].中国环保产业,2006(8) :25.
  [7] 郭秀建。脱硫剂特性及石灰消化的试验研究[D].济南: 山东大学,2005.
  [8] 王树轩,李宁,李波,等。活性石灰煅烧条件及其活性评价指标的研究[J].无机盐工业,2012(2) :17.
  [9] 郝素菊,张玉柱,蒋武锋,等。温升速率法测定高活性石灰的活性度[J].冶金分析,2008,28(8) :19.
  [10] 刘润静,谷丽,张志昆,等。石灰活性影响因素研究[J].无机盐工业,2012,44(9) :29.
  [11] 谷丽,刘润静,郭志伟,等。石灰消化条件对氢氧化钙活性的影响[J].中国粉体技术,2012,18(4) :62.
  [12]HENRIQUE H M . SANTOS L C,PARREIRA P M .Production of milk of lime for sugar cane industry:study offactors influencing lime slaking[J]. M aterials Science Forum,2010(660 /661) :437.
  [13] 钟伟飞。石灰消化工艺参数及氢氧化钙溶解速率实验研究[D].杭州: 浙江大学,2004.
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