Karbonatisering - Carbonatation

Karbonatisering er en kjemisk reaksjon der kalsiumhydroksid reagerer med karbondioksid og danner uoppløselig kalsiumkarbonat :

Ca (OH) 2 + CO 2 → CaCO 3 + H 2 O

Prosessen med å danne et karbonat blir noen ganger referert til som " karbonatisering ", selv om dette begrepet vanligvis refererer til prosessen med å oppløse karbondioksid i vann.

Betong

Karbonatisering indusert armeringsjernkorrosjon

Karbonatisering er en langsom prosess som skjer i betong der kalk ( CaO , eller Ca (OH) 2 ( aq ) ) i sementen reagerer med karbondioksid (CO 2 ) fra luften og danner kalsiumkarbonat.

Vannet i porene i Portland sementbetong er normalt alkalisk med en pH i området 12,5 til 13,5. Dette sterkt alkaliske miljø er en hvor stålarmeringsjern er passiveres og er beskyttet mot korrosjon. I følge Pourbaix-diagrammet for jern er metallet passivt når pH er over 9,5.

Karbondioksydet i luften reagerer med alkaliet i sementen og gjør porevannet surere, og senker dermed pH. Karbondioksid vil begynne å karbonatisere sementen i betongen fra det øyeblikket gjenstanden er laget. Denne karbonatiseringsprosessen vil begynne på overflaten og deretter sakte bevege seg dypere og dypere inn i betongen. Karboneringshastigheten er avhengig av betongens relative fuktighet - en relativ fuktighet på 50% er optimal. Hvis gjenstanden er sprukket, vil karbondioksidet i luften bedre kunne trenge inn i betongen.

Til slutt kan dette føre til korrosjon av armeringsjernet og strukturelle skader eller svikt.

Sukkerraffinering

Karbonatiseringsprosessen brukes i produksjonen av sukker fra sukkerroer . Det innebærer innføring av kalkvann (kalkmelk - kalsiumhydroksyd suspensjon ) og karbondioksidanriket gass inn i "rå kraft" (den sukkerrike væsken fremstilt fra diffusjonen trinn i prosessen) for å danne kalsiumkarbonat og utfelte urenheter som er så fjernet. Hele prosessen foregår i "karbonatiseringstanker" og behandlingstiden varierer fra 20 minutter til en time.

Karbonatisering innebærer følgende effekter:

Målet er en stor partikkel som naturlig legger seg raskt for å etterlate en klar juice. Saften på slutten er omtrent 15 ° Bx og 90% sukrose . Den pH-verdien av den tynne juice fremstilles er en balanse mellom å fjerne så mye kalsium fra oppløsningen, og den forventede pH-fall på tvers av senere behandling. Hvis saften blir sur i krystalliseringstrinnene, brytes sukrose raskt ned til glukose og fruktose . ikke bare påvirker glukose og fruktose krystallisering, men de er molassagene og tar like store mengder sukrose til melassetrinnet .

Karbondioksydgassen som bobles gjennom blandingen, danner kalsiumkarbonat. De faste stoffer som ikke er sukker, er innlemmet i kalsiumkarbonatpartiklene og fjernes ved naturlig (eller assistert) sedimentering i tanker.

Det er flere karbonatiseringssystemer, navngitt fra selskapene som først utviklet dem. De er forskjellige i hvordan kalk introduseres, temperaturen og varigheten av hvert trinn, og separasjonen av de faste stoffene fra væsken.

  • Dorr (også Dorr-Oliver ) - en kontinuerlig prosess ved bruk av to tanker med resirkulering ("1. karbonatisering") for å bygge opp partikkelstørrelse for naturlig flokkulering . Resirkuleringsforholdet er omtrent 7: 1. Partiklene skilles under tyngdekraften i et fortykningstrinn i et kar som kalles klarere . Den klare juice blir deretter gasset videre i en annen tank ("2. karbonatisering") og filtrert. Det konsentrerte gjørme (understrøm) fra klareren filtreres og / eller presses for å gjenvinne mer væske. Dorr-prosessen har lite vedlikehold og menneskekraft, men er utsatt for filtreringsproblemer når frostskadede rødbeter behandles. Det er favorisert i Storbritannia og USA.
  • DDS ( Det Danske Sukkerfabrik - "The Danish Sugarfactory") - flertrinns prosess som omfatter pre-kalking, hvor pH-verdien av juicen blir gradvis øket for å starte utfelling av proteinene, etterfulgt av tilsetning av ytterligere kalk og CO to gass. Partiklene fjernes ved hvert trinn ved filtrering.
  • RT ( Raffinerie Tirlemontoise - " Sukkerraffinaderiet i Tienen ") - en annen flertrinnsprosess med pre-kalkingstrinn. Partikler fjernes også ved filtrering.

Både DDS- og RT-prosesser favoriseres av europeiske fabrikker. Karbonatiseringssystemet er generelt tilpasset diffusjonsskjemaet ; juice fra RT-diffusorer som behandles ved RT-karbonatisering.

Den klare juice fra karbonatisering er generelt kjent som "tynn juice". det kan gjennomgå pH-justering med soda og tilsetning av svovel ("sulfitering") før neste trinn, som er konsentrasjon ved fordampning med flere effekter.

Bløtgjør vann

Karbonatiseringsreaksjonen finner sted under kalkmykning (Clarks prosess) i mykgjøring av vann .

Se også

Referanser

  1. ^ "Pourbaix-diagram av jern" . Korrosjonsdoktorer.org . Hentet 2009-10-14 . CS1 maint: motløs parameter ( lenke )

Eksterne linker