[发明专利]一种液相法生产硅酸钠的工艺及设备

说明书

技术领域

本发明属于硅酸钠生产领域，尤其涉及一种液相法生产硅酸钠的工艺及设备。

背景技术

硅酸钠，俗名水玻璃，商品名称为泡花碱，其生产方法主要有固相法和液相法两大类。液相法又称湿法，多以烧碱、石英砂为原料，以蒸汽为热源，原料混合后，加入反应釜内经高压蒸煮制得。反应后的产物经过滤机过滤，成品硅酸钠经进一步加工后出售。液相法生产硅酸钠工艺简单，产量较高，但未反应的石英砂及杂质形成大量的渣料，约为总原料的10%，渣料后续处理比较困难，现有生产厂家将其排放掉，造成原料的浪费，不符合我国的资源节约政策。目前硅酸钠的生产已经实现部分自动化，如配料过程中液体烧碱和石英砂的加入已经实现运输和计量的自动化，但没有实现硅酸钠从配料到反应再到渣料处理过程的自动化生产，工人在生产车间中的劳动强度大，生产效率低。

发明内容

本发明针对上述的液相法生产硅酸钠自动化程度低，渣料无法再利用技术问题，提出一种全自动液相法生产硅酸钠的工艺，该生产工艺可以将渣料进行处理并应用于后续生产中，节约资源。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种液相法生产硅酸钠的工艺，包括以下步骤：

①将原料参数输入控制器，由控制器启动生产过程；

②控制器打开反应釜出料阀和混碱罐进料阀，液体烧碱由液体烧碱罐加入到制浆罐中，由流量计计量液体烧碱加入量，当达到设置值时控制器自动关闭液体烧碱进料泵和液体烧碱进料阀并开启搅拌器；

③控制器启动传送带及斗提，将石英砂由砂库加入到制浆罐中，由液位计计量石英砂量，当达到设置值时控制器自动关闭传送带及斗提，搅拌器继续搅拌10-30分钟后关闭搅拌机；

④控制器打开制浆罐出料阀并启动制浆罐出料泵，将物料运输至滚筒反应釜a内，反应釜电机启动带动反应釜转动；

⑤控制器打开蒸汽阀向反应釜a内加入蒸汽，由温度传感器、压力传感器检测反应釜内温度及压力，达到设定值后控制器关闭蒸汽阀，继续反应6-10小时至产品达到规定标准后关闭反应釜电机；

⑥控制器启动反应釜出料阀门并打开混碱罐进料阀，将反应后的物料传送至混碱罐；

⑦控制器开启混碱罐出料阀门，启动过滤泵和过滤机，将物料进行过滤，过滤后的渣料经砂水搅拌机进行搅拌，搅拌均匀后输送至砂水分离器进行石英砂和碱水的分离；

⑧由砂水分离器分离得到的石英砂运送至砂库进行硅酸钠的再生产，碱水运送至碱水罐中用于液体硅酸钠的生产。

作为优选，所述步骤⑥启动反应釜出料泵之前还包括泄压步骤，控制器打开反应釜a 出气阀及反应釜b进气阀，将反应釜a内的蒸汽排入反应釜b内。

作为优选，步骤⑤中向反应釜内加入蒸汽的过程还包括，第一次充汽到压力为0.30-0.50Mpa，温度为将反应釜内空气排空，进行第二次充汽，压力达到0.30-0.50 Mpa，温度达110-150℃后控制器关闭蒸汽阀。

作为优选，所述液体烧碱为60-80℃的热碱。

通过以上工艺，不仅实现了硅酸钠液相法生产的自动化，且生产过程中实现蒸汽的再利用，节约蒸汽和能源；此外本生产工艺采用60—80℃的热碱，使用热碱直接进行硅酸钠生产，减少反应装置蒸汽量的使用。整个工艺过程，最终将生产得到的大量渣料自产自销，真正实现原料的有效利用，有效节约资源。

另外，本发明还提出一种液相法生产硅酸钠的设备，包括：

控制器，用于控制生产过程中的阀门、泵及机器的运行，该控制器连接至电脑；

液体烧碱罐、砂库及制浆罐，液体烧碱罐与制浆罐之间设置有液体烧碱进料泵、液体烧碱进料阀及流量计，流量计用于计量加入制浆罐的烧碱量。砂库与制浆罐之间设置有向制浆罐内加砂的传送带及斗提，制浆罐内设置有搅拌器和液位计，液位计用于计量制浆罐内加入的石英砂；

反应釜a和蒸汽缓冲罐，反应釜a与蒸汽缓冲罐之间设置有蒸汽阀，反应釜a内还设置有温度传感器和压力传感器，当达到指定温度和压力时，控制器关闭蒸汽阀停止向反应釜a 内加汽；

混碱罐、过滤机、砂水搅拌机及砂水分离器，混碱罐用于承接反应釜内反应完毕的物料并方便参数测试，测试合格后由过滤泵运输至过滤机过滤；过滤得到的滤渣用水冲刷至砂水搅拌机搅拌均匀后，由砂水分离器将碱水与石英砂分离，分离得到的石英砂运送至砂库进行硅酸钠的再生产，碱水运送至碱水罐中用于液体硅酸钠的生产。

作为优选，还包括反应釜b，反应釜b与反应釜a之间设置有排气阀门，反应釜a反应结束后将蒸汽充入反应釜b内。