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第1篇 活性石灰生成过程基础理论 2

第1章 活性石灰生成的基本理论 2

1.1 CaCO3分解反应热力学 2

1.1.1 CaCO3分解反应的△-G？计算 2

1.1.2 CaCO3的开始分解温度与沸腾分解温度 4

1.2 极小颗粒CaCO3的分解平衡研究 9

1.3 CaCO3的分解反应动力学 12

1.3.1 CaCO3的分解反应动力学的物理模型 13

1.3.2 CaCO3分解制备活性石灰的未反应核模型 14

1.3.3 外扩散为限制环节时的反应模型 15

1.3.4 CO2在固相产物层中的内扩散为限制环节 17

1.3.5 界面化学反应为限制环节时分解反应速率 20

1.3.6 内、外扩散混合控速时分解反应速率 21

参考文献 24

第2章 石灰石中CaCO3的分解机理 25

2.1 CaCO3分解反应的热分析研究方法 26

2.1.1 热分析曲线动力学分析 26

2.1.2 反应机理函数的推断 31

2.1.3 利用热分析方法对碳酸钙分解研究进展 33

2.2 轻烧石灰石煅烧的分解机理 34

2.2.1 轻烧石灰石CaCO3分解的热重分析 35

2.2.2 轻烧样品煅烧前后的扫描电镜分析 37

2.2.3 轻烧工艺下碳酸钙分解动力学的研究 40

2.3 过烧石灰石中CaCO3煅烧分解反应机理 42

2.3.1 过烧后所得石灰样品微观结构的分析 42

2.3.2 过烧石灰石中CaCO3热分解的热重曲线 45

2.4 石灰石中二氧化硅含量对分解的影响 47

2.4.1 实验方法及结果 47

2.4.2 碳酸钙中SiO2含量为0.76％时的分析 52

2.4.3 碳酸钙中SiO2含量为1.83％时的分析 53

2.4.4 碳酸钙中SiO2含量为2.50％时的分析 54

2.5 石灰石的粒度对碳酸钙分解速率的影响 57

2.5.1 实验方法及结果 57

2.5.2 利用Kissinger法求动力学参数 64

2.5.3 利用双外推法确定不同粒度的石灰石中钛酸钙分解的活化能 69

2.5.4 不同粒度石灰石分解的最概然机理函数的确定 78

2.5.5 石灰石分解反应速率限制性环节分析 91

参考文献 94

第2篇 活性石灰的制备工艺 98

第3章 石灰的活性度 98

3.1 石灰的活性度与物理化学 98

3.2 活性度的测量方法 99

3.2.1 粗粒滴定法 100

3.2.2 消化速率法 101

3.3 活性石灰的理论活性度的计算 103

3.3.1 纯CaCO3分解后得到的活性石灰的理论活性度的计算 103

3.3.2 含有杂质组分的CaCO3制备的活性石灰理论活性度计算 104

3.4 对石灰活性度的影响因素 106

3.4.1 石灰活性度与微观结构的关系 106

3.4.2 煅烧设备对活性度的影响 108

3.4.3 石灰石矿对活性度的影响 110

3.4.4 其他因素对活性度的影响 111

参考文献 111

第4章 活性石灰生产工艺 112

4.1 活性石灰生产工艺的实验室研究 112

4.1.1 实验方法 112

4.1.2 不同预热温度时石灰石的煅烧实验结果 113

4.1.3 1050℃恒温条件下的保温实验数据 114

4.1.4 石灰石的煅烧过程最佳温度研究 114

4.2 回转窑生产活性石灰工艺的模拟实验 127

4.3 活性石灰烧制过程其他元素与活性度关系的数学模型 129

4.3.1 低MgO含量的石灰石为原料的活性石灰数学模型 130

4.3.2 高MgO含量的石灰石为原料的活性石灰数学模型 133

4.4 石灰活性度与石灰中CaO含量的关系 136

4.4.1 低MgO含量石灰中石灰活性度与CaO含量的关系 136

4.4.2 高MgO含量石灰中石灰活性度与CaO含量的关系 140

4.5 石灰活性度与SiO2含量的关系 145

4.5.1 低MgO含量石灰中石灰活性度与SiO2含量的关系 146

4.5.2 高MgO含量石灰中石灰活性度与SiO2含量的关系 148

4.6 石灰活性度与S含量的关系 150

4.6.1 低MgO含量石灰中石灰活性度与S含量的关系 151

4.6.2 高MgO含量石灰中石灰活性度与S含量的关系 152

4.7 石灰活性度与理论活性度的百分比影响因素的数学模型 156

4.7.1 低MgO含量时石灰活性度百分比影响因素的数学模型 156

4.7.2 高MgO含量的石灰活性度百分比影响因素的数学模型 158

参考文献 159

第5章 活性石灰生产设备 160

5.1 回转窑生产活性石灰 160

5.1.1 回转窑生产活性石灰的设计 160

5.1.2 回转窑产品品种及工艺技术方案 162

5.1.3 回转窑生产活性石灰各部分描述 163

5.1.4 回转窑公用工程和辅助设施 166

5.1.5 自动化控制 170

5.2 套筒窑 171

5.2.1 套筒窑的结构 171

5.2.2 套筒窑的工艺流程 175

5.2.3 套筒窑的主要工艺参数 177

5.3 麦尔兹窑 179

5.3.1 麦尔兹窑的原理及技术特点 179

5.3.2 麦尔兹窑的结构 180

5.4 石灰石煅烧的理论能耗及几种主要窑炉的对比 182

5.4.1 石灰石分解得到1t CaO的理论能耗计算 182

5.4.2 对几种生产活性石灰设备的总体评价 184

参考文献 186

第3篇 活性石灰的应用 188

第6章 活性石灰的应用 188

6.1 活性石灰在烧结工艺中的应用 188

6.1.1 活性石灰强化烧结过程的机理 188

6.1.2 活性石灰对烧结矿的细微结构的影响 191

6.1.3 活性度与烧结矿微观结构 193

6.1.4 活性石灰的添加方法及对烧结性能的影响 195

6.1.5 活性石灰在钒钛磁铁矿烧结中的应用 198

6.2 活性石灰在铁水预处理脱硫过程中的应用 200

6.2.1 KR法脱硫反应热力学 201

6.2.2 KR法脱硫反应动力学 206

6.2.3 KR法脱硫工艺流程 209

6.2.4 采用活性石灰的KR法脱硫的数学模型 210

6.3 活性石灰在炼钢过程中的应用 212

6.3.1 活性石灰在炼钢中的反应机理 212

6.3.2 活性石灰在炼钢渣中的溶解 214

6.3.3 活性石灰代替普通石灰的技术经济及效果分析 219

6.4 铁水喷吹活性石灰与颗粒镁复合脱硫 220

6.4.1 铁水中喷入石灰颗粒脱硫反应速率 221

6.4.2 金属镁脱硫动力学 222

6.4.3 活性石灰-镁复合喷吹脱硫过程计算 227

6.4.4 利用活性石灰-镁粒复合喷吹脱硫的数学模型 238

参考文献 245