[发明专利]预热换热直接溶解式泡花碱生产工艺及设备

说明书

技术领域

本发明属于泡花碱生产工业技术领域，主要涉及的是一种转炉预热熔化炉换热高效溶解器直接溶解式泡花碱生产工艺及设备。

背景技术

泡花碱、又名水玻璃(分子式：NaO·mSiO2·nH2O)，无色、青绿色或棕色的固体或粘稠液体。泡花碱生产工艺可分为干法和湿法两种，传统的干法生产工艺是先生产固体泡花碱，然后再经溶解转变成所需规格的液体泡花碱，其转换率为1∶2.5。生产泡花碱的原料为石英砂、纯碱，将二者按一定比例混合送至马蹄焰窑炉中，经高温煅烧溶化炉水淬后包装即为固体泡花碱，将固体泡花碱在一定温度、压力下将其溶化成液体即为液体泡花碱，其燃料为媒、天然气、煤气等。

化学反应式为：Na₂CO₃+nSiO₂高温Na₂O·nSiO₂+CO2↑

Na₂O·nSiO₂+mH2O高温Na₂O·nSiO₂·mH2O

完整的工艺过程为：石英砂、纯碱→混合→煅烧→水淬→固体泡花碱→经溶化→液体泡花碱。此工艺存在以下问题：(1)、原料不经预热直接加入熔化炉加热，需吸收大量煤气燃烧热量。(2)、由于融化窑炉窑体耐火材料与高温的熔融状泡花碱接触，吸收大量热量，而热量得不到及时放散，使耐火材料温度升高，耐火材料中一般含有SiO₂，当SiO2和纯碱反应，炉体材料即腐蚀。(3)、固体泡花碱熔化过程需要能量，一般工艺是给予一定压力蒸汽加热使其溶化。(4)、固体泡花碱的生产与液体泡花碱生产分两部实现，不仅耗能大，耗时长，而且设备投资也大。

发明内容

本发明的目的即由此产生，提出一种预热换热直接溶解式泡花碱生产工艺及设备。有效利用了余热和液态泡花碱的热量，避免了能量排放损失，节约了能源，降低了生产成本，减少了环境污染，并延长了熔化炉的使用寿命，提高了生产效率。

本发明实现上述生产工艺采取的技术方案是：煤气站产生的低热值煤气和高热值煤气分别进入预热转炉和熔化炉内，进入预热转炉内的低热值煤气对加入其内的原料进行燃烧预热，加热后的原料由热空气吹入熔化炉内，由进入熔化炉内的高热值煤气对其燃烧加热，熔化炉内的高温废气经热交换回收热量后排放，回收的热量在风机的作用下把由预热转炉流出的预热原料吹人熔化炉内，熔化炉燃烧的原料呈熔融状后流入高效溶解器与水进行溶解，溶解后的液体泡花碱即为成品。

本发明的生产设备主要由煤气站、预热炉、熔化炉、换热器、超导换热器及高效溶解器构成，煤气站通过低热值煤气管道与位于预热转炉内的燃烧喷头连接、通过高热值煤气管道与位于熔化炉内的燃烧喷头连接，在高热值煤气管道的前段外套接有套管，预热炉出料端经过低温原料送料管道与套管连通，熔化炉的出料口端经高温原料送料管道与高效溶解器连通，熔化炉的废气出口与换热器的进口端连通，换热器的出口端与超导换热器进口端连通，换热器的另一进口端与换热空气风机连通、出口端经熔化炉风管与套管连通，超导换热器的进口端与换热器的出口端连通，交换过的废气由气出口排出，超导换热器的另一进口端与进水管连接、出口端与高效溶解器连通。

本发明采用可转窑炉，利用煤气发生炉产生的低热值煤气燃烧热量对纯碱和石英砂进行预热，有效的利用了低热值煤气热量，避免了能量的排放损失。在熔化炉炉壁内预留通风孔，用风机使热冷空气循环换热，吸收炉壁热量，使炉壁温度降低。经化学反应生成的高温液态泡花碱，直接输送到高效溶解器中，由于高温液态泡花碱(1000℃以上)自身能量足以使自身在80℃热水中充分溶解(80℃热水由超导换热器提供热量加热)，不再需要蒸汽。

附图说明

附图为本发明结构示意图。

图中：1、煤气站，2、低热值煤气管道，3、燃烧喷头，4、预热炉，5、加料装置，6、电机减速机，7、拖轮，8、低温原料送料管道，9、熔化炉风管，10、换热空气风机，11、熔化炉，12、高热值煤气管道，13、燃烧喷头，14、换热器，15、超导换热器，16、废气出口，17、加水口，18、管道，19、风机，20、风管，21、高温原料送料管道，22、高效溶解器，23、搅拌装置，24、管口。

具体实施方式

结合附图，给出本发明的实施例如下：