Повышение начальной температуры процесса

Как известно, химические реакции гомогенных систем ускоряются в 2—3 раза с увеличением температуры на каждые 10° С. Для гетерогенных систем, где процессы происходят на поверхностях раздела фаз, кинетика реакций при изменении температуры усложняется наличием разных, меняющихся в ходе реакции концентраций компонентов. Известно также, что с увеличением температуры растворимость извести в воде резко падает, и из пересыщенного раствора на поверхности раздела фаз начинает выпадать гидрат окиси кальция, создающий коллоидную пленку на зернах негашеной извести. Указанная пленка препятствует прониканию влаги внутрь зерен и тормозит реакцию гидратации. Для уменьшения влияния концентрации раствора необходим помимо определенной температуры также избыток жидкой фазы.

Вурер установил, что скорость процесса гидратации извести возрастает от 1,5 до 2 раз при повышении начальной температуры воды на каждые 10° С. И. И. Ривлин нашел, что гидратация молотой извести ускоряется при повышении температуры воды на каждые 10° С в 1,8 раза. Н. П. Табунщиков определил, что длительность гашения сильно- и мягкообожженной извести при одинаковых температурах воды значительно отличается. Интересно отметить, что скорость гидратации сильнообожженной извести возрастает при повышении температуры на каждые 10° С в среднем в 1,9 раза, а мягкообожженной — только в 1,5 раза.

Нами проведены эксперименты с тремя видами извести, но в отличие от предыдущих авторов мы меняли не только температуру воды, но и температуру самой извести и реакционного сосуда. Было установлено, что ускорение гидратации извести происходит только при увеличении начального нагрева компонентов до некоторого предела, за которым при дальнейшем повышении температуры материалов скорость гидратации остается постоянной.

Этот предел у быстрогасящейся извести составляет 45° С, у среднегасящейся — 70° С, у медленногасящейся — 55° С, а коэффициенты ускорения реакции на каждые 10° С соответственно равны 1,56; 1,5 и 1,92. Примечательно, что, как и по данным работы, коэффициент ускорения гидратации сильнообожженной извести больше, чем мягкообожженной, хотя при этом максимальная скорость гашения в первом случае несколько отстает, что можно объяснить более низкой температурой гидратации.

Из анализа приведенных работ вытекает весьма важный практический вывод о возможности многократного ускорения гидратации разных видов извести и сближения сроков их гашения путем подогрева материала. Одновременно также вытекает и то, что подогревать их выше температуры, оптимальной для данного вида извести, не следует, так как это не ускоряет процесс гашения, а приводит лишь к перерасходу тепла.