连续加压溶解专利申请资料(闫朋2011年3月22日)

硅酸钠加压连续溶解工艺

(一)技术领域

本发明属于硅酸钠(又称水玻璃、泡花碱)的溶解工艺，具体涉及一种采用连续式进料和出料进行加压溶解硅酸钠的工艺方法。

(二)背景技术：

传统的硅酸钠溶解工艺中，熔融态硅酸钠自窑炉出料口流出后的溶解方式常为两种：一种为流入链板成型机进行干法冷却得到块状硅酸钠而后称量送入静压溶解釜通入蒸汽进行间歇式溶解。第二种为流入水淬溜槽遇冷水激碎，而后将水滤去，得到固体颗粒然后称量送入溶解滚筒通入蒸汽进行间歇式溶解。另外，模数较低(3.30模数以下)的硅酸钠可通过常压滚筒进行连续溶解采出硅酸钠溶液。

传统的第一种静压釜溶解方式，需使用耐高温的链板成型机对熔融态高温硅酸钠进行降温(由1500℃降至300℃左右)并成型，此过程硅酸钠的热量全部浪费在空气中，未能进行有效的回收；同时需使用循环水对链板成型机进行降温，冷却过程挥发消耗大量的水；且由于链板机长期运行于高温环境下，使用寿命一般不大于五年就需进行更换。同时其成型后固体加入溶解釜时，需人工协助进行称量，劳动强度较大，生产现场环境较为恶劣。

传统的第二种水淬溶解方式，也是间歇式溶解，水淬过程同样浪费了熔融态硅酸钠的高温所携带的热量，而后续溶解时仍需向滚筒中通入蒸汽，造成能源浪费；同时由于其间歇性，间歇称量加入滚筒的过程需人工协助，劳动强度较大且生产现场环境难以控制；另外溶解滚筒为压力转动设备，其加工难度较高，设备投资费用较大。

第三种溶解工艺由于其压力为常压，对模数＞3.30的硅酸钠溶解无法完全，行业内应用受到很大限制。

(三)发明内容

本发明为了解决现有硅酸钠溶解工艺中存在的浪费能源、间歇操作、劳动强度大且投资费用高等问题而使用了一种熔融态硅酸钠连续溶解、连续出料的工艺。

窑炉出料后熔融态硅酸钠落入盛有水的料仓，硅酸钠遇水激碎成颗粒状，而后颗粒硅酸钠连续送入加压溶解釜中；此时料仓中的水已与硅酸钠换热后温度升至100℃(沸腾)，将料仓中的水由泵连续打入溶解釜中，同时通过溶解釜蒸汽管向釜内通入少量调节蒸汽使釜内压力保持在4~5bar(由于硅酸钠溶解过程放热，因此此处所需加入的蒸汽量很小，约为0.2t/t硅酸钠)，在压力的作用下，硅酸钠颗粒逐渐向末端方向移动，同时在釜内搅拌的作用下与釜内热

水充分接触，在釜内压力及温度下逐渐溶解，最后完全溶解的硅酸钠溶液在压力作用下由溶解釜末端连续采出。

附图说明：附图为硅酸钠连续加压溶解工艺流程简图。

(四)具体实施方式：

下面是针对4×104T/年硅酸钠生产实例的实施效果与传统溶解工艺的对比：

序号项目传统间歇溶解加压连续溶解

1 劳动强度需人工协助，劳动强度较大连续进料，连续溶解，劳动强度较低

2 操作环境现场操作环境较难控制现场环境较干净

3 溶解压力0.4~0.6MPa 设计压力为0.4MPa

4 热能利用干法链板机成形，熔融态硅酸钠热量未利

用，且溶解所需热水（90℃）需额外使用

蒸汽加热

利用熔岩热量加热热水后参与溶解硅酸钠

比静压溶解可节省加热热水消耗蒸汽量

（0.6Mpa）0.225T/T硅酸钠（约可节约成本

38.25元/T硅酸钠）

5 电耗4×2=8kw，合1.6kwh/T硅酸钠35.5×2（溶解釜）+2.2×2（星形卸料器）+15×2（水泵）=105.4kw，合21.08kwh/T 硅酸钠，增加成本约9.74元/吨硅酸钠

6 人工费用

4人/班，（2000×4×3）/3333=3.33元/吨

硅酸钠

安排其他岗位员工正常巡查即可7 成本比较除一次投资外，连续加压溶解运行成本比传统间歇溶解节约31.84元/T硅酸钠

7

一次

投资概算

静压溶解水淬溶解连续加压溶解静压釜20万元/台×4 水淬仓3万元溶解釜20万元/台×2 链板机25万元/台×1 溶解滚筒30万元/台×4 搅拌器15万元/台×2 秤、葫芦等

称量工具

5万元

秤、葫芦等

称量工具

5万元

耐压进料

阀

1万元/台×4 铲车30万元铲车30万元热水泵1万元/台×4 合计140万元合计158万元合计78万元

8 投资比较连续加压溶解投资比静压溶解及水淬溶解均低(分别低62万元、80万元)

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